Benjamin Franklin 1706 -1790
Luigi Galvani 1737-1798
Michael Faraday, 1791 1867
Reacciones Oxidación - Reducción
Ajustar
MnO4- + H2C2O4 + H+
Mn2+ + CO2 + H2O
Solución
MnO4- + H2C2O4 + H+
Mn2+ + CO2 + H2O
(MnO4- + 8 H+ + 5 e-
Mn 2+ + 4 H2O) x 2
(H2C2O4
2 MnO4- + 5 H2C2O4 + 6 H+
2 CO2 + H+ + 2 e-) x 5
2 Mn2+ + 10 CO2 + 8 H2O
Ajustar
MnO4- +
I- +
H2O
MnO2 +
I2 +
HO-
Solución
MnO4- +
I- +
H2O
(2 I( MnO4- + 4 H+ + 3 e( MnO4- + 4 H+ + 3 e- + 4 HO-
2 MnO4- + 6 I- + 4 H2O
MnO2 +
I2 +
HO-
I2 + 2 e- ) x 3
MnO2
+ 2 H2O ) x 2
MnO2 + 2 H2O + 4 HO- ) x 2
2 MnO2 + 3 I2 + 8 HO-
Reacciones Reducción - Oxidación
∆G =(∆H – T ∆S) < 0
∆G =(∆H – T ∆S) > 0
∆G = ∆Gº + RT Ln Q
1790-1845
Potencial Estándar de los Electrodos (Eº)
Eºcelda = 0,76 V
Eºcelda = 0,34 V
Eºcelda = Eºcátodo + Eºánodo
Eºcelda = Eºcátodo + Eºánodo
Eºánodo = 0,76 V
Eºcátodo = 0,34 V
º
º
º
º
º
º
º
º
Prediga lo que sucederá si se añade bromo molecular Br2 a una disolución que
contenga NaCl y NaI a 25ºC. Suponga que todas las especies se encuentran
en condiciones estándar.
Eº Cl
2/Cl
= 1,36 V; Eº Br
2/Br
= 1,07 V; Eº I
2/I
= 0,53 V; Eº Na+/Na = -2,71 V
Respuesta: Se oxida el yoduro (I-)
Se dispone de tres recipientes con disoluciones de sulfato de plata (I) (Ag2SO4),
sulfato de zinc(II) (ZnSO4) y sulfato de manganeso (II) (MnSO4). En cada una
de ellas se introduce una barra de hierro. ¿En que casos se depositara una
capa del otro metal sobre la barra de hierro? Indique las reacciones que se
producen y razone su respuesta.
Eº Fe2+ /Fe = -0,44 V; Eº Zn2+ /Zn = -0,76 V; Eº Ag+ /Ag = 0,80 V; Eº Mn2+ /Mn = -1,18 V
Respuesta: Plata
Dado el siguiente esquema de una pila
Mn
Mn2+
Zn2+ Zn
a) Calcular su potencial en condiciones estandar
b) Si la concentración de Zn2+ es de 1,5M calcule la concentración de la
disolución de Mn2+ para que el potencial de la pila sea de 0.31V.
c) Dibuje un esquema de la pila anterior indicando cada uno sus
componentes.
Semi-reacción
Mg 2+ + 2e
Mn 2+ + 2e
Zn 2+ + 2e
Eº, Voltios
Mg -2,38
Mn -1,03
Zn -0.78
Determine la concentración de cloruro de estaño (SnCl2) para que el potencial de
la celda galvánica formada por plomo sulfato de plomo (PbSO4) y estaño cloruro
de estaño sea de 0.25V. En dicha celda se ha fijado la concentración del sulfato
de plomo en 0.05M. Sabiendo que dicha celda es espontánea en condiciones
normales.
Se tiene a 25 ºC una pila con electrodos de Cu y Zn, cada uno en contacto con
una disolución de sus propios iones (CuSO4 y Zn(NO3)2) de concentración 1 M se
pide:
a) Dibuje un esquema de la pila, indicando el ánodo y el cátodo y el sentido de
circulación de los electrones en el circuito externo.
b) Calcule el potencial de la pila en el instante inicial a 25 ºC.
c) Calcule el potencial de la pila cuando se ha descargado hasta el punto que la
concentración de una de las soluciones ha disminuido hasta 0.15 M.
d) Calcule ∆Gº para la reacción total así como el valor de la constante de
equilibrio.
EºSn
-0.138 V
Eº (Cu2+/Cu)
0.337
EºPb
-0.128 V
Eº (Zn2+/Zn)
-0.763
Pila de Laclanché patentada 1886
Eº = Eºánodo+ Eºcátodo = - (- 1.246V) + 0.118V = 1.364V
Bateria de Litio
Utilizan un sólido de contacto entre los
electrodos.
Dicho sólido es un polímero que permite el
paso de iones litio pero no de electrones
Ecélula ≈ 3 V
Ánodo: Li → Li+ + eCátodo: TiS2 + e- → TiS2-
Celda de combustible
Aplicaciones
Vehículo de transporte público movido
por células de hidrógeno
Electrólisis
En una celda electrolítica se introduce cloruro de sodio (NaCl)
obteniéndose cloro molecular y sodio metálico.
(a) Escriba las reacciones que se producen en el ánodo y en el
cátodo de la celda electrolítica. Calcule el potencial necesario
para que se produzca la reacción.
(b) Calcule el tiempo requerido para que se desprenda 1 mol de
Cl2 si se emplea una intensidad de 10 A.
Producción de Cl2 y Na
PLANTA CLORO-ALCALINA
REFINACIÓN
• Electrolítica: La solución de sulfato de cobre
concentrada se somete a electrólisis y al cabo de 5 días
se obtiene un cátodo de 70 kg y un 99,98 % de pureza.
Galvanizado Electrolítico
Pinturas
Electrodo de Sacrificio
Pasivación
Acero Inoxidable
Calcular el pH de dicha celda si el potencial es de 0,54 V a 25 ºC
siendo la concentración de Z 2+ 1M y de H2 1bar (1atm).
Resolver
MnO4- +
BrO2- + HO-
BrO4- +
MnO2 +
H2O
Al tratar ioduro de sodio (NaI) con una disolución de ácido sulfúrico
(H2SO4) da lugar a yodo y ácido sulfhídrico (H2S). Ajuste dicha
reacción. Justifique si la reacción anterior es endotérmica o
exotérmica.
Determine la concentración de cloruro de estaño (SnCl2) para que el
potencial de la celda galvánica formada por plomo sulfato de plomo
(PbSO4) y estaño cloruro de estaño sea de 0.25V. En dicha celda se
ha fijado la concentración del sulfato de plomo en 0.05M. Sabiendo
que dicha celda es espontánea en condiciones normales.
El transbordador espacial norteamericano utiliza propulsores de
combustible sólido basado en la reacción del aluminio y perclorato
amónico, reacción que libera una gran cantidad de energía.
Al(s) + NH4ClO4(s)
Al2O3(s) + N2(g) + HCl(g) + H2O(g)
a) Indique la ecuación termoquímica correspondiente al ∆Hºf del
perclorato amónico.
b) Calcule el calor de reacción de aluminio con perclorato amónico.
c) Calcule los kg de agua líquida que se pueden calentar de 15 a 90 ºC
al hacer reaccionar 27 g de aluminio.
Ajuste la siguiente reacción en medio básico y escriba la expresión termodinámica
O2(g) + S2-(aq)
S(s)
Es la reacción de descomposición de 2-propanol en propanona e hidrógeno una
reacción de oxidación-reducción. En la figura se muestra la conectividad de los
reactivos y productos.
H
H
H
+
C O
H C
H H
C O H
H C
H H C H
H H C H
H
H
¿Qué enlaces se rompen y cuales se forman en dicha reacción? De forma cualitativa la
reacción es endotérmica o exotérmica y la entropía aumenta o disminuye
Ordene de mayor a menor punto de ebullición y solubilidad en agua los reactivos y
productos de la reacción anterior
Indique la geometría de los reactivos y productos y en que compuesto es mayor la
distancia del enlace carbono oxígeno
La constante del equilibrio anterior es de 0.444 a 452 K
¿Es espontanea en condiciones estándar?
¿Sera espontanea si en un recipiente de 5 litros hay 5; 0,5 y 0,5 moles de 2-propanol
propanona e hidrógeno respectivamente
Es espontanea la reacción de obtención de cobre mediante la reacción de oxido de
cobre (Cu2O) y carbono. Sabiendo que la energía libre de Gibbs de formación de del
monóxido de carbono es de -175 kJ/mol y la oxidación del cobre en óxido de cobre
es de -125 kJ/mol
HPO42-
+
∆Gº = - 9.2 kJ/mol
∆G = -109 kJ/mol
Reacciones Reducción - Oxidación
Eºcel = Eºánodo + Eºcátodo
Zn(s) + Cl2(g)
Zn2+(aq)
+ Cl-
Eºcel = Eºánodo + Eºcátodo
Potencial Estándar de los Electrodos (Eº)
Potencial Estándar de una Célula Voltaica
Luigi Galvani 1737-1798