PILES O CEL·LES GALVÀNIQUES

PILES O CEL·LES GALVÀNIQUES

C) Electrodes:1. Electrode metàl·lic:2. Electrode inert:3. Electrode de gasos:

C) Elèctrodes:1. Elèctrode metàl·lic: El

mateix metall fa d'elèctrode. És el cas de la làmina de Zn i de Cu de la pila Daniell.


C) Elèctrodes:2. Elèctrode inert: Es tracta d’un elèctrode

format per un element conductor però que no participa de la reacció redox, és a dir, inert com el Platí o el grafit. S’utilitza quan tenim una reacció redox en dissolució. La dissolució conté ions d’un mateix element en diferents estats d’oxidació. Per exemple ions Fe2+ i Fe 3+.oxidació Fe2+(aq) Fe3+(aq) + 1e-Notació Pt Fe 2+ (aq), Fe 3+ (aq) reducció Fe3+(aq) + 1e- Fe2+(aq)Notació Fe 3+ (aq), Fe 2+ (aq) Pt


C) Elèctrodes:3. Elèctrode de gasos: Són formats per un

metall inert, com ara el Pt, en contacte amb el gas d’un element no metàl·lic i la dissolució de l’anió corresponent. L'elèctrode de clor n’és un exemple.

Exemple:oxidació 2Cl- (aq) Cl2(g) + 2e-

Notació Pt 2 Cl1-(aq), Cl2 (g) reducció Cl2 (g) + 2e- 2Cl- (aq) Notació Cl2 (g) 2 Cl1-(aq) Pt


DIAGRAMA DE PILA:

ÀNODE CÀTODE

1. 1r s’escriu l’espècie que s’oxida a l’ànode.

2. S’indica l’estat físic de les espècies.3. Si l’estat físic de les espècies és el

mateix se separen per una coma.4. Si l’estat físic de les espècies és

diferent se separen per una barra.5. Si es tracta d’un gas o d’una

dissolució se n’especifica entre parèntesi la pressió i la molaritat respectivament.

1. 1r s’escriu l’espècie que es redueix al càtode (excepte si es tracta de gasos)

2. S’indica l’estat físic de les espècies.3. Si l’estat físic de les espècies és el

mateix se separen per una coma.4. Si l’estat físic de les espècies és

diferent se separen per una barra.5. Si es tracta d’un gas o d’una

dissolució se n’especifica entre parèntesi la pressió i la molaritat respectivament.


DIAGRAMA DE PILA:

ÀNODE CÀTODE

Exemples:1. Reacció redox entre clor i cadmi. (-) Ànode (oxidació): Cd Cd2+ + 2e-

(+) Càtode (reducció): Cl2 + 2e- 2Cl-

2. Reacció de la pila Daniell.

Cd(s) / Cd2+ (aq) (molaritat) // Cl- (aq) (molaritat) / Cl2 (g) (pressió) (Pt)

Zn(s) / Zn2+ (aq) (1 M) // Cu2+(aq) (1 M) / Cu(s)


FORÇA ELECTROMOTRIU D’UNA PILA.Està relacionada amb l’energia que subministra una pila (f.e.m.).

Es mesura amb Volts (V) i es representa amb una e. La fem depèn de les espècies que reaccionen i del les concentracions, pressions i temperatura del sistema. Per conveni definim la fem normal o estàndard com la diferència de potencial que es crea entre els elèctrodes d’una pila a:

- Tª 25 ºC- [espècies]= 1M- Pgasos= 1atm

eºpila = e ºcàtode - eº ànode


Potencial de reduccióIndica la tendència d’una espècie a reduir-se. S’utilitza com electròde de referència l’elèctrode d’hidrogen.

eº (H+/H2) = 0

(-) Ànode (oxidació) H2 2H+ + 2e- eº=0

(+) Càtode (reducció) 2H+ + 2e- H2 eº=0

Per tal de determinar els potencials de reducció de totes les espècies muntarem una pila amb l’elèctrode de referència i l’altre elèctrode serà l’altre espècie.


IMPORTANT:

TOTS ELS POTENCIALS ES DONEN COM A POTENCIALS DE REDUCCIÓ. Si volem obtenir el potencial d’oxidació només hem de canviar-li el signe.

Com més gran (MÉS POSITIU) és el POTENCIAL DE REDUCCIÓ més tendència té l’espècie a REDUIR-SE, és a dir, guanyar electrons. OXIDA als altres és un agent OXIDANT. (oxigen, fluor...)

Com més petit (MÉS NEGATIU) és el POTENCIAL DE REDUCCIÓ més tendència té l’espècie a OXIDAR-SE, és a dir, perdre electrons. REDUEIX als altres, és un agent REDUCTOR. (liti, sodi...)


UNA REACCIÓ REDOX ÉS ESPONTÀNIA SI LA FORÇA ELECTROMOTRIU DE LA PILA QUE PUC CONSTRUIR AMB ELS PARELLS REDOX ÉS POSITIVA (+).

UNA REACCIÓ ESPONTÀNIA HAVIA DE TENIR UNA DGº < 0.

Per tant, hi ha d’haver una relació entre DGº i e. La relació és:

DGº = - n · F · eºDGº : Variació d’energia de Gibbs estàndard (J)n: nº de mols d’electrons transferits (un cop igualada la reacció).F: constant de Faraday (és la càrrega d’un mol d’electrons)

96.500 Coulombs

eº: fem de la pila (V)

PILES DE COMBUSTIBLE

http://quim.iqi.etsii.upm.es/didacticaquimica/audiovisuales/pila.html

http://quim.iqi.etsii.upm.es/didacticaquimica/audiovisuales/pila.html

PILES O CEL·LES GALVÀNIQUES

Documents

Transcript of PILES O CEL·LES GALVÀNIQUES