Células galvánicas

Una reacción electroquímica es un proceso en el que los electrones se transfieren entre dos sustancias, una pierde electrones y la otra los gana. Cuando una sustancia pierde electrones, decimos que ha sufrido oxidación o que se ha oxidado. Cuando gana electrones, decimos que ha sufrido una reducción o se ha reducido. Para ayudarlo a distinguir entre los dos, recuerde la frase 'plataforma petrolera', que significa que la oxidación es perder, la reducción es ganar. Algunas reacciones electroquímicas ocurren espontáneamente, que podemos estudiar en una celda galvánica.

La célula galvánica tiene cuatro partes principales. En primer lugar, hay dos electrodos metálicos, cada uno de los cuales se sumerge en una solución de electrolito diferente. Las soluciones consisten en los iones necesarios para las medias reacciones, ya sea la reacción de oxidación o de reducción, que ocurren en cada electrodo. Las soluciones están conectadas por un puente salino, que permite el flujo de iones y mantiene la neutralidad de carga de las soluciones. Los electrodos están conectados por un circuito externo, a través del cual viajan los electrones durante la reacción.

El ánodo es el electrodo que cede electrones en la reacción o se oxida. El cátodo es el electrodo que gana electrones y se reduce. Para ayudarlo a distinguir entre estas dos etiquetas, recuerde la frase 'gato rojo', ya que la reducción se produce en el cátodo.

Entonces, ¿cómo sabemos qué metal actúa como ánodo y cuál como cátodo? Podemos usar el potencial de electrodo estándar del metal, que es una medida de la tendencia del metal a perder electrones. Un potencial de electrodo más negativo significa que el metal tiene una mayor tendencia a perder electrones. Los electrones siempre fluyen desde el metal con el potencial estándar más bajo hasta el metal con el potencial estándar más grande.

En una celda galvánica, los electrones fluyen del ánodo al cátodo, por lo tanto, el ánodo es el metal con el potencial estándar más bajo y el cátodo es el metal con el potencial estándar más alto. A medida que los electrones viajan entre los dos electrodos, se mide un potencial eléctrico. La magnitud del voltaje producido es igual al potencial estándar del cátodo menos el potencial estándar del ánodo.

Por lo tanto, si se utilizan dos metales con potenciales de electrodo estándar similares en la celda galvánica, como el plomo y el estaño, por ejemplo, la magnitud del voltaje producido será baja. Si los metales tienen diferentes potenciales estándar, como la plata y el magnesio, el voltaje producido será alto.

En este laboratorio, construirá una celda galvánica utilizando dos electrodos metálicos y medirá el potencial producido a medida que ocurren las reacciones de oxidación y reducción. A continuación, identificará electrodos metálicos desconocidos utilizando potenciales estándar conocidos y determinará la magnitud del voltaje producido.