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Asignar estados de oxidación (E.O.)
1.
Elementos en su forma libre tienen un E.O. de 0.
2.
El E.O. de un ion monoatómico es igual a la carga.
3.
La suma de los EE.OO. de todos los átomos en una especie neutra es 0, de una especie
cargada igual a la carga.4.
Los metales del grupo 1 tienen en sus
compuestos un E.O. de +1, los metales del grupo 2 un E.O. de +2.
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Asignar estados de oxidación (E.O.)
5) Oxigeno por lo general tiene un E.O. de ‐2.
6) Los elementos del grupo 17 por lo general tienen un E.O. de ‐1
Pero: KH, H2
O2
, ClO‐, BaO2
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Ajuste de las reacciones de oxidación‐ reducción (redox)
MnO4−
(aq)
+ C2
O42−
(aq)
⎯⎯→Mn2+ (aq)
+ CO2 (aq)
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Ajuste de las reacciones de oxidación‐ reducción (redox)
Método de la semirreacción
1) Determina cual átomo esta oxidado y cual esta reducido, asigna los EE.OO.
2) Escribe las semiecuaciones, a) primero sin ajustarb) ajusta el numero de átomos sin H y Oc) en medio acético, ajusta O con H2
O y H con H+
en medio básico, O con OH‐
y H con H2
Od) ajusta las cargas3) Multiplica las semiecuaciones
para tener el mismo
número
de electrones en la oxidación y en la reducción.
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Ajuste de las reacciones de oxidación‐ reducción (redox)
4) Suma las semiecuaciones
para obtener una ecuación redox neta
5) Simplifica la ecuación
6) Asegura que esta ajustada la ecuación.
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Ejercicio
Ajusta la ecuación de la reacción redox en medio acido:
S2
O32‐
+ Cl2 SO42‐ + Cl‐
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Celdas electroquímicas
En reacciones espontaneas
de
oxidación y reducción electrones están
transferidos y energía esta liberada.
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Celdas electroquímicas
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Celdas electroquímicas
•
La oxidación ocurre en el ánodo.
•
La reducción ocurre en el cátodo.
•
El puente salino completa el circuito.
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Celdas electroquímicas
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Celdas electroquímicas
Zn(s)/Zn2+(aq)//Cu2+(aq)/Cu(s)
ánodo cátodo
/ interfase //puente salino
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Fuerza electromotriz (fem)
Como agua en una cascada, los
electrones migran del potencial alto
al potencial bajo en una reacción
redox.
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Fuerza electromotriz (fem)
•
La diferencia de potencial entre el ánodo y el cátodo se llama fuerza electromotriz (fem) o E
(potencial).
•
Unidad de E: 1V = 1 J/ C
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Electrodo estándar de hidrogeno (EEH)
2 H+
(aq, 1M)
+ 2 e−
⎯⎯→ H2
(g, 1 atm)
=> 0V
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Potenciales estándar a 25oC
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Potencial estándar de una celda electroquímica
Eo
= Eo
(electrodo a la derecha) ‐
Eo
(electrodo a la izquierda)cátodo
ánodo
Eo
> 0 => reacción espontánea
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Potencial estándar de una celda electroquímica
Eo= Eo(Cu2+/Cu) – Eo(Zn2+/Zn) = + 0,34V + 0,76V= 1,10V
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Energía libre de Gibbs
ΔG
para una reacción redox:
ΔG
= −nFE
n
es el número de moles de electrones transferidos y F
es la constante de Faraday.
1 F
= 96,485 C/mol = 96,485 J/V‐mol
Condiciones estándar:
ΔG°
= −nFE°
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Ecuación de Nernst
ΔG
= ΔG°
+ RT
ln Q
−nFE
= −nFE°
+ RT
ln Q
E= Eo – RT/nF ln Q
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Ecuación de Nernst
E
= E°
− RTnF
ln Q
usando‐10 logaritmo,
E
= E°
− 2.303 RTnF
log Q
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Ecuación de Nernst
A 298 K
Así:
E
= E°
− 0.0592n
log Q
2.303 RTF
= 0.0592 V
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Ejercicio
?Desplazará
el aluminio metálico a los iones Cu2+
de sus disoluciones acuosas?
2Al(s) + 3 Cu2+(aq, 1M) 3Cu(s) + 2 Al3+ (aq,1M)
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Potenciales estándar a 25oC