UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería de Petróleo, Gas Natural y Petroquímica
CELDAS CEL DAS GAL GALV VANI ANICAS CAS
INTEGRANTES: -
PRFESR:
MEDINA GUERRERO JOSE NENIL BALQUERO JESUS JORGE ASTORAYME ALLIAGA MEG URCIA ESCARATE FRANCISCO JESUS FE!"A REA#I$A%A: 12/11/13
ING. LUJAN
FE!"A %E ENTREGA:
21/11/13
CONTENIDO CELDAS GALVANICAS
I.
OBJETIVO Calcla! l"# $"%&'c(al&# &l)c%!(c"# *& la# c&l*a# +al,'(ca# & #& a'al(c&'. • O#&!,a! la ('0&'c(a *&l $&'%& #al('" & c"'%(&'& ' ac(*" *)(l. •
II.
FUNDAMENTO TEORICO E# ' *(#$"#(%(," &' &l & la %!a'#&!&'c(a *& &l&c%!"'&# *& la #&4(!&acc(5' *& "6(*ac(5' a la #&4(!&acc(5' *& !&*cc(5'7 #& $!"*c& a %!a,)# *& ' c(!c(%" &6%&!'" &' ,&8 *& "c!!(! *(!&c%a4&'%& &'%!& l"# !&ac%(,"#9 *& &#%a 4a'&!a &l 0" *& &l&c%!"'&# c"!!(&'%& &l&c%!(ca7 $&*& #&! %(l(8a*". E' la #(+(&'%& ;+!a #& 4&#%!a' l"# c"4$"'&'%&# '*a4&'%al&# *& 'a celda gal&'nica o &oltaica:
(!ómo )unciona una celda gal&'nica* E' la semicelda anódica "c!!&' la# "6(*ac("'&# 4(&'%!a# & &' la semicelda catódica "c!!&' la# !&*cc("'&#. Elelectrodo anódico c"'*c& l"# &l&c%!"'&# & #"' l(&!a*"# &' la !&acc(5' *& "6(*ac(5'
a la #&4(c&l*a ca%5*(ca $!"*c()'*"#& &' &lla la !&*cc(5'.
Descripcionnde las partes de una celda galvanica: a.- ELECTRODO: es una superficie en donde ocurren reacciones de óxido-reducción. Un electrodo en una celda electroquímica. e refiere a cualquiera de los dos conceptos! sea "nodo o c"todo! que tam#i$n fueron acu%ados por &arada'. El "nodo es definido como el electrodo en el cual los electrones salen de la celda ' ocurre la oxidación! ' el c"todo es definido como el electrodo en el cual los electrones entran a la celda ' ocurre la reducción. Cada electrodo puede con(ertirse en "nodo o c"todo dependiendo del (olta)e que se aplique a la celda. Un electrodo #ipolar es un electrodo que funciona como "nodo en una celda ' como c"todo en otra.
#.- ELECTROL*TO: Un electrolito es una sustancia que al disol(erse en a+ua! da lu+ar a la formación de iones. Los electrolitos pueden ser d$#iles o fuertes! se+,n est$n parcial o totalmente ioniados o disociados en medio acuoso. Un electrolito fuerte es toda sustancia que al disol(erse en a+ua! pro(oca exclusi(amente la formación de iones con una reacción de disolución pr"cticamente irre(ersi#le. por e)emplo:
O/0
O/ - 1 0 1
aO2
a1 1 O2-
O324
O34- 1 4 21
Un electrolito d$#il es una sustancia que al disol(erse en a+ua! produce *ones parcial! con reacciones de tipo re(ersi#le. 5or e)emplo:
23O2 6c2
231 1 O2-
6c- 1 21
c.- 5UETE 6L*O: Es en un tu#o de (idrio lleno de un electrolito inerte para la reacción que ocurrir" en la pila! al+unos de los m"s usados son sulfato de sodio o ioduro de potasio. El utiliado en el e)emplo de arri#a es nitrato de potasio. El electrolito por lo +eneral (iene +elificado! a fin de e(itar que se mecle con los componentes de la pila. La conducti(idad de este tipo de puente salino depende de la concentración del electrolito. Concentraciones altas! pero por de#a)o del punto de saturación! por lo +eneral aumentan la conducti(idad. i la concentración supera el punto de saturación! la conducti(idad puede disminuir Tam#i$n existen puentes salinos de papel de filtro! que consisten )ustamente en papel de filtro em#e#ido en electrolito inerte. Entre los m"s usados encontramos el cloruro de sodio o de potasio. La conducti(idad en puentes salinos de papel de filtro depende! adem"s de la concentración del electrolito! de la textura ' capacidad a#sor#ente del papel. Texturas m"s sua(es ' ma'or capacidad de a#sorción si+nifican por lo +eneral ma'or conducti(idad. El puente salino permite el flu)o continuo de electrones de una semicelda a la otra. i no existiera! la diferencia de potencial +enerada entre am#as semiceldas no permitiría el paso de m"s electrones. El puente salino es el que permite la mo(ilidad de los iones para mantener la car+a equili#rada en cada celda! ' de esta manera! la reacción de óxido reducción si+ue pro+resando ' el flu)o de electrones puede continuar! 7asta que se 7a'a terminado todo el inc sólido ' se 7a'a depositado en el c"todo todo el co#re sólido que la reacción permite. Cuando 7a lle+ado este punto! la pila se 7a a+otado.
Funciones que cum+le el +uente salino 1. ?&!4(%& &l c"'%ac%" &l)c%!(c" &'%!& la# *"# #"lc("'&# *& la# #&4(c&l*a#. 2. Ma'%(&'& la '&%!al(*a* &l)c%!(ca &' ca*a #&4(c&l*a. 3. E,(%a & #& 4&8cl&' la# *"# #"lc("'&#. ECUACION DE NERT@: La (ariación de la Ener+ía Li#re de 8i##s en condiciones est"ndar 9
Gº nos permite predecir si la
reacción ocurrir" o no 9espontanea o no espontanea! pero en condiciones est"ndar. 5ero la ma'oría de las reacciones químicas que se producen! tanto en los la#oratorios como en la industria! no lo 7acen en condiciones est"ndar. 5ara poder explicar lo dic7o en el p"rrafo anterior! (amos suponer lo si+uiente en la reacción química: a 6 9ac 1 #;9ac < cC9ac 1 dD9ac
Cuando se lle+a al equili#rio! el cociente anterior se denomina constante de equili#rio 90c. 5ara reacciones en equili#rio =>0c Una pila es un sistema termodin"mico que realia un tra#a)o el$ctrico consistente en transportar una car+a el$ctrica desde el polo ne+ati(o 9"nodo 7asta el polo positi(o 9c"todo. Este tra#a)o es i+ual al producto de la car+a por la diferencia de potencial entre los electrodos o fuera electromotri: W= qV = q e puede tomar q=nF! siendo n el n,mero de moles de electrones transportados ' & la constante de &arada'! equi(alente a la car+a de un mol de electrones ' que es aproximadamente i+ual a ?@ABBC. F= NA qe- = 6.0 !0" . !#6 !0 -!$ =$6%00 & con lo que tenemos que: Wre&= -nF
5ara todos los sistemas termodin"micos que tra#a)an a presión ' temperatura constantes se cumple que
G es i+ual al tra#a)o re(ersi#le 9Wre& del sistema menos el posi#le tra#a)o de expansión. en el
caso de una pila no existe este tra#a)o de expansión ' por tanto se cumple: G = -nF G'
,€tienen si+nos opuestos! cuando ∆8B la reacción ser" espontanea ' ε >0.
ustitu'endo
pila
G = -nF
en la ecuación
G=
Gº ' () ln * o#tenemos la ecuación de ernst:
siendo n! el n,mero de electrones transferidos ' = el cociente de reacción. +a ecuaci,n de Nernst se utilia para calcular el potencial de reducción de un electrodo fuera de las condiciones est"ndar 9concentración ! presión de atm! temperatura de 4?F G0 ó 4A GC. e llama así en 7onor al científico alem"n Halt7er ernst! que fue quien la formuló.
?ILA DE DANIELL:
6EIO: ;R6=UET T*5O DE CELD6
BIBLIOGRAFIA: <%%$://(4(ca.la+(a2.c"4/c"'c&$%"#-a#(c"#/$&'%&-#al('" <%%$://&l;#(c"l"c".l"+#$"%.c"4/213//&cac("'-*&-'&!'#%.<%4l <%%$://.&c!&*.c/('*&6.$<$/El&c%!"*" <%%$://a$'%&#c(&'%(;c"#."!+/&l&c%!"*"#-$.<%4l <%%$://.c((4&."!+.a!/;l&#/a%.$*
