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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.

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.

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.

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

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

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