Potenciales de Electrodo Estándar

Considere dos contenedores con diferentes niveles de líquido. Cuando está conectado, el líquido fluye desde el nivel superior al inferior. Midiendo los niveles de fluido individuales, se puede predecir la dirección del flujo.

Comparativamente, en una celda galvánica, conocer los potenciales de los electrodos individuales ayuda a predecir el oxidante, el reductor y el flujo de electrones. Aquí, cada media celda tiene su correspondiente potencial de electrodo. Sin embargo, el potencial del electrodo individual no se puede medir directamente, sino solo la diferencia de potencial entre las dos medias celdas.

Entonces, cómo se calcula? Para determinar los potenciales de los electrodos individuales, a un electrodo se le asigna un potencial de cero, y los potenciales del otro electrodo se miden en relación con él. El electrodo con potencial cero es el electrodo de hidrógeno en condiciones de estado estándar, también llamado electrodo de hidrógeno estándar o SHE.

El electrodo de hidrógeno estándar se opera a 25 grados Celsius, que consiste en un electrodo inerte de platino parcialmente sumergido en ácido clorhídrico a 1 molar y expuesto a una corriente de gas hidrógeno a 1 atmósfera. Cuando se conecta un electrodo de zinc al electrodo de hidrógeno estándar, su masa se reduce, lo que indica su oxidación a iones Zn2+El aumento simultáneo de la producción de gas hidrógeno significa una reducción de los iones de hidrógeno. Entonces, el zinc es el ánodo y el electrodo de hidrógeno estándar es el cátodo.

El potencial de electrodo estándar de zinc de 0, 76 voltios indica un mayor potencial oxidativo que el electrodo de hidrógeno estándar. Sin embargo, cuando se conecta un electrodo de cobre al electrodo de hidrógeno estándar, su masa aumenta a medida que el Cu2+se reduce a cobre. Por lo tanto, el cobre es el cátodo y el electrodo de hidrógeno estándar el ánodo.

El potencial de reducción estándar del cobre de 0, 34 voltios indica un potencial reductor mayor que el electrodo de hidrógeno estándar. Los potenciales de electrodo estándar proporcionan una medida de las oxidaciones o reducciones que pueden ocurrir:cuanto más positivo, mayor es la tendencia a una reducción en condiciones estándar. La dirección y la espontaneidad de una reacción redox se determinan examinando los potenciales de electrodos estándar individuales.

Una suma positiva de los potenciales de los electrodos implica una reacción espontánea. Por lo tanto, para una celda galvánica de cobre-zinc con zinc como ánodo y cobre como cátodo y un potencial de celda de 1, 10 voltios, ambas reacciones de semicelda ocurren espontáneamente en la dirección de hacia adelante. Por último, el potencial del electrodo estándar es una propiedad intrínseca y no se ve afectado por ningún cambio en la estequiometría de la semirreacción.