DEPENDENCIA DE LA FUERZA ELECTROMOTRIZ DE LA CELDA RESPECTO A LA TEMPERATURA

UNIVERSIDAD MICHOACANA DE SAN NÍCOLAS DE HIDALGO[pic 1][pic 2]

FACULTAD DE QUÍMICO FARMACOBIOLOGÍA

DETERMINACIÓN DE ACTIVIDADES Y COEFICIENTES DE ACTIVIDAD A PARTIR DE LA FUERZA ELECTROMOTRIZ DE LAS CELDAS.

DEPENDENCIA DE LA FUERZA ELECTROMOTRIZ DE LA CELDA RESPECTO A LA TEMPERATURA.

INTEGRANTES DEL EQUIPO:

LEONOR YUNUÉN VEGA ÁVILA

AERELY ESMERALDA GONZÁLEZ GONZÁLEZ

MORELIA, MICH.

19 DE MAYO DEL 2017

ÍNDICE

1. ÍNDICE……………………………………………………………………………………………………………..Pág.2

1. INTRODUCCIÓN….,…………………………………………………………………..…………………..…Pág. 3

1. DESARROLLO …………………………………………………………………..…………….……………..…Pág. 4

• Actividad ……………………….……………………………………………….……………..…….Pág.5
• Coeficiente de actividad………………………………………………………………………..Pág. 7
• Dependencia de la fuerza electromotriz

respecto de la temperatura………………………………………………………………….Pág. 9

1. CONCLUSIÓN ………………………………………………………………………………………………....Pág. 11

1. REFERENCIAS …………………………………………………………………………………….………..…Pág. 12

INTRODUCCIÓN

En  el presente trabajo se hará un estudio de forma específica acerca de los siguientes temas:

• La determinación de la actividad y los coeficientes de actividad a partir de la fuerza electromotriz de las celdas.
• La dependencia de  la fuerza electromotriz de las celdas con respecto a la temperatura.

Se definirán cada uno de estos puntos a tratar con base en sus principales elementos, con el objetivo de entender y comprender por qué los temas anteriores se relacionan de forma significativa con las celdas electroquímicas, además de las soluciones y la fuerza electromotriz. De igual forma, se espera que el lector sea capaz de calcular el coeficiente de activad haciendo uso de la fuerza electromotriz conociendo el estrecho vínculo con la actividad, así como también, dar a conocer la dependencia de la fem con la temperatura y sus aplicaciones siendo el objetivo principal el dominio de los puntos anteriores al concluir la investigación.

DESARROLLO

En esta sección procederemos a detallar la actividad y los coeficientes de actividad, así como también la dependencia de la fem respecto a la temperatura, explicando cómo se relacionan directamente con otros temas.

Para comenzar, es conveniente comprender en qué consiste una celda electroquímica:

“Una celda electroquímica está formada por dos semiceldas cuyos electrodos se unen mediante un cable y cuyas disoluciones están en contacto mediante un puente salino.” (Petrucci, Herring, Madura y Bissonnette, 2011, p. 865)

Una celda electroquímica es un dispositivo por el cual es posible generar electricidad mediante reacciones químicas, las cuales son reacciones redox, es decir que, una sustancia ganará electrones y otra los perderá.

[pic 3][pic 4]

En la imagen anterior, podemos ver el funcionamiento básico de una celda electroquímica, la cual se compone del ánodo y el cátodo (Zn y Cu respectivamente), el puente salino, la solución electrolítica y el cable por el cual pasa el flujo de electrones.

Por otra parte, cuando se produce la reacción química se obtiene una diferencia de potencial entre los electrodos, lo cual nos lleva a un concepto que será de suma importancia más adelante: la fuerza electromotriz (fem).

La fuerza electromotriz es la energía que proviene de un dispositivo que genere corriente eléctrica; para que ésta se produzca es necesaria una diferencia de potencial entre los dos polos de la fuente con la finalidad de darle impulso a las cargas eléctricas en el circuito.

Es importante hacer hincapié  en la relevancia de los conceptos anteriormente mencionados para poder abordar los temas que son de nuestro principal interés, debido a que se encuentran estrechamente relacionados.

ACTIVIDAD

Adentrándonos en los temas referentes a este trabajo, comenzaremos analizando el concepto de  actividad.

¿Qué es?

 “La actividad es la concentración efectiva de las especies. Se obtiene al multiplicar un coeficiente de actividad y la razón entre una concentración estequiométrica o una presión, y sus valores en sus estados de referencia.” (Petrucci, Hering, Madura y Bissonnette, 2011, p. A39)

La actividad es relevante para calcular la constante de equilibrio, nos es útil para evitar grandes desviaciones entre la concentración de iones en una solución ya que si se usa sólo una concentración (como la molalidad) puede ser muy inexacto el resultado. Sabemos que una solución es una mezcla homogénea de dos o más sustancias en donde intervienen un soluto y un solvente. Se pueden presentar de forma ideal o no ideal, en donde analizaremos los aspectos más relevantes de cada una de ellas comenzando con las soluciones ideales.

“Definiremos una solución ideal como aquélla en la que la actividad de cada constituyente es igual a su fracción molar bajo todas las condiciones de temperatura, presión y concentración.” (Maron y Prutton, 2001, p.280). Esto nos indica que =  , donde a es la actividad y X es la fracción molar de una determinada especie.[pic 5][pic 6]

(T,p)= (T) + RT In ()         (1.1)[pic 7][pic 8][pic 9]

En la ecuación anterior se representa la dependencia que existe entre el potencial químico de una especie y la composición de la fracción molar. Es importante observar que se incluye la R (constante de los gases) debido a que se habla de una idealidad. Por consiguiente, recordando que la actividad es equivalente a la fracción molar, se tiene que:

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