Potencial de electrodo fisicoquimica

Potencial de electrodo

Autor 1: Laura Melissa Peláez, Autor 2: Melissa Quintero, Autor 3: Osmar Julián Martínez

Correo: laura.pelaez@utp.edu.co -  melissa.quintero@utp.edu.co  - osmarjulian16@gmail.com

Facultad de Química Industrial, Universidad Tecnológica de Pereira, Risaralda

El potencial de electrodo E° es una constante físico-química fundamental que da una descripción cuantitativa de la fuerza con la cual tiende a ocurrir una semi-reacción, o migrar los electrones de un electrodo al electrolito con el que se encuentra en contacto. Por tanto, si en una solución de un sistema redox se introduce un metal inatacable por ejemplo platino, se establece una diferencia de potencial eléctrico entre la solución y el metal, que se puede explicar cómo la tendencia de los electrones al pasar de la solución al metal, se dice que se establece un potencial de electrodo. Si tomamos dos sistemas redox y los unimos cerrando un circuito eléctrico, estamos construyendo un generador de corriente eléctrica; la magnitud de esta corriente dependerá de la diferencia de potencial existente entre los potenciales de electrodo de cada uno de los sistemas redox. Teniendo en cuenta lo anterior se define como diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos a la cantidad de trabajo eléctrico necesario para trasladar una carga positiva de uno de dichos puntos al otro. Las unidades en las que se expresa son coulomb y el trabajo eléctrico en joule, la diferencia de potencial resulta expresada en volt.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Inicialmente se prepararon las soluciones de las diferentes concentraciones 0.01, 0.05, 0.1, 0.5, 1.0 pertenecientes al electrodo de estudio (Zn), esta era sal de sulfato de zinc.

se preparó un electrodo de plomo-sulfato de plomo (Pb/PbSO4) a través de una solución 0.1M de ácido sulfúrico (H2SO4) tratada con acetato de plomo (Pb (CH3COO)2, generando un precipitado de sulfato de plomo PbSO4, como se describe mediante la siguiente reacción.

[pic 1]

El precipitado generado de PbSO4 fue puesto en contacto con una barra metálica de plomo (Pb), mientras que el otro electrodo utilizado en la celda fue el zinc-sulfato de zinc (Zn/ZnSO4), empleando para ello una barra metálica de zinc en contacto directo con una solución 0.1M de sulfato de zinc (ZnSO4).

Se conectó un multímetro al electrodo de referencia y el electrodo en estudio, se sumergió una parte del electrodo en estudio y el electrodo de referencia en la solución de la sal correspondiente.

Se lee la diferencia de voltaje y se repite el procedimiento para todas las soluciones.

Los valores de potencial obtenidos para las diferentes soluciones de sulfato de zinc (ZnSO4) y plomo se presentan en la Tabla 1.

Tabla 1: Valores de voltaje de la solución a diferentes concentraciones a T.amb (25°C).

La representación para la celda se presenta a continuación.

Zn(S) / ZnSO4 (0.1M) / PbSO4 (s) / Pb(S)

La reacción global de la celda implica entonces la oxidación del zinc por transferencia de dos electrones al ánodo, los cuales a su vez producen la reducción de la especie solida de sulfato de plomo PbSO4 a plomo (Pb) como se muestra a continuación.

 Zn0(s) →    Zn2+(ac) + 2e-        Oxidación

(-0,76 v)

Pb2+ (ac) + 2e-  →     Pb0(s)       Reducción [pic 2]

(-0,13 v)

Zn0(s) + Pb2+ (ac) →    Zn2+ (ac) + Pb0(s) 

Eºcelda=-0.13 - (-0.76) =0.63

Para los cálculos se debe tener en cuenta que solamente se toma la actividad del metal en la solución, ya que es este la única especie que se reduce. También se asume que las soluciones son ideales, ya que las concentraciones utilizadas son muy bajas, Por tanto, para determinar el potencial entandar del electrodo, se requiere de la ley de Debey-Huckel.

[pic 3]

Utilizando la aproximación de Debye-Huckel se obtiene una relación la cual será usada para determinar el potencial del electrodo de trabajo (en este caso el plomo) y posteriormente graficar.

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