ECUACION DE NERST PDF

Cuando las condiciones de concentracin y de presin no son las estndar 1M, 1atm y K , se puede calcular el potencial de electrodo mediante la Ecuacin de Nernst. El potencial de electrodo de un par redox vara con las actividades de las formas reducida y oxidada del par, en el sentido de que todo aumento de la actividad del oxidante hace aumentar el valor del potencial, y viceversa. Para deducir una expresin para la f. Expresa la f. Los convenios que se aplican a Q en relacin a la ley de accin de masas se aplican tambin aqu; los productos aparecen en el numerador y los reactivos en el denominador. Las concentraciones de las especies disueltas que participan en la reaccin de la pila han de expresarse en moles por litro.

Author:Gocage Tusida
Country:Grenada
Language:English (Spanish)
Genre:Science
Published (Last):25 August 2008
Pages:404
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ISBN:296-5-37904-299-3
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Se llama as en honor al cientfico alemn Walther Nernst, que fue quien la formul. E el potencial en condiciones estndar los potenciales se encuentran tabulados para diferentes reacciones de reduccin. R la constante de los gases.

T la temperatura absoluta escala Kelvin. Ln Q es el logaritmo neperiano de Q que es el cociente de reaccin. Los exponentes son la cantidad de moles de cada sustancia implicada en la reaccin coeficientes estequiomtricos. A las sustancias en estado slido se les asigna concentracin unitaria, por lo que no aparecen en Q. En realidad, los potenciales de las clulas electroqumicas estn relacionados con las actividades de los reactivos y los productos de la reaccin, que a su vez estn relacionadas con las respectivas concentraciones molares.

No obstante, con frecuencia se hace la aproximacin de que las actividades son iguales a las concentraciones molares, pero es conveniente tener en cuenta que esto es una aproximacin y que como tal, puede conducir a resultados errneos.

Para una reaccin genrica: La constante de equilibrio para esta reaccin viene dada por: donde es la actividad de la especie "j" Adems se define Q como: donde el subndice ins indica que las actividades son instantneas y no las actividades de equilibrio.

Por tanto, no es una constante, sino que est cambiando de forma continua hasta que se alcanza el equilibrio y entonces. El mximo trabajo que puede obtenerse, a presin y temperatura constantes, de una celda viene dado por la variacin de energa libre, Por otra parte, el potencial de celda se relaciona con la variacin de energa libre mediante la ecuacin: donde es culombios por mol de electrones y asociados al proceso es el nmero de electrones Combinando las dos ecuaciones anteriores se obtiene: El trmino se denomina potencial estandar de electrodo de celda, Por lo que, la ecuacin de Nernst queda: Como puede observarse, cuando los reactivos y productos tienen valores de actividad tales que , entonces el potencial de celda es igual al potencial estandar.

Aproximando la actividad a concentracin molar y teniendo en cuenta que los valores de concentracin son instantneos se obtiene la expresin: Aplicacin a pilas[editar editar cdigo] La fuerza electromotriz de una pila se calcula con la siguiente expresin: Ambos potenciales de reduccin se calculan con la ecuacin de Nernst, por lo tanto sacando factor comn y operando con los logaritmos se obtiene la siguiente ecuacin: donde es la diferencia de potencial corregida de la pila y la diferencia de potencial de la pila en condiciones estndar, es decir calculada con las reacciones tabuladas, sin corregir con la ecuacin de Nernst para electrodos.

Ejemplo de aplicacin[editar editar cdigo] En la pila de reaccin se intercambian 6 electrones, por lo tanto: Donde [ ] denota concentracin.

Si slo se busca el potencial corregido del ctodo reduccin entonces: debido a que la reaccin de reduccin tiene como producto Zn slido, al cual se le asigna concentracin unitaria. Pero los potenciales dependen de las concentraciones, y esa dependencia viene dada por la ecuacin de Nerst. Despejando el valor de la constante de equilibrio: como la reaccin posee una constante de equilibrio muy grande, estar muy desplazada hacia la derecha.

Cuando las concentraciones de las especies participantes en las reacciones son diferentes del estado considerado como estndar lo que sucede en la "vida real" , para el clculo del potencial emplearemos una ecuacin que se deriva de consideraciones termodinmicas se recomienda consultar un texto de fisicoqumica conocida como Ecuacin de Nernst. Puestas en el sentido de la reduccin. Como sera un poco complicado escribir aqu todo el desarrollo de la frmula en los siguientes enlaces est muy bien explicado mediante documentos escritos y grficos.

Tambin encontramos cmo verificar la ecuacin de Nernst, un simulador que se puede descargar, prcticas y una pgina en la que introduciendo los valores oportunos nos calculan dicha ecuacin. Ecuacin de Nernst Los potenciales normales son indicadores de cambios en condiciones estndar.

Pero si se quiere estudiar la tendencia de una reaccin es preciso conocer el signo y el valor de G en dichas condiciones. La Termodinmica no indica nada sobre la velocidad del proceso. Este punto es estudiado, como es bien sabido, por la Cintica Qumica.

Pero no se puede predecir si la reaccin transcurrir a velocidades apreciables o no. No existen reglas que permitan predecir cundo ser probable que la reaccin sea rpida. Sin embargo, hay una regla emprica til que encuentra numerosas excepciones que dice que los pares con potenciales inferiores a 0.

Esta regla se puede ampliar diciendo que una reaccin redox se producir a una velocidad apreciable siempre que su potencial sea superior a 0. Como se puede observar, la regla dicta que se necesita una diferencia entre los dos potenciales de reduccin de los pares redox implicados de 0. Este valor de potencial en exceso se denomina sobrepotencial. Tales metales entre los que se encuentra el Fe y el Zn poseen potenciales de reduccin negativos, pero no poseen un valor suficientemente grande como para conseguir un sobrepotencial de 0.

Estabilidad de los Pares Redox Un ion o molcula en disolucin puede ser inestable al sufrir reacciones de oxidoreduccin, debido a la presencia de cualquiera de las otras especies presentes en disolucin, o incluso al mismo disolvente.

Sin embargo, como ya se ha comentado anteriormente, la reaccin puede ser lenta. Por ejemplo, las reacciones del Mg y del Al con el aire hmedo son espontneas, pero estos metales se pueden usar durante aos en presencia de H2O y oxgeno. No se atacan por oxgeno porque se pasivan, es decir, se recubren de una capa impermeable de xido que los aisla del exterior e impide que progrese la reaccin de oxidacin. Este fenmeno de pasivado tambin ocurre en los metales como el Fe, Cu y Zn.

Este ion se reduce en H2O con liberacin de O2. El origen de esta dificultad del agua para actuar como reductor reside en la necesidad de transferir cuatro electrones a fin de un doble enlace oxgeno-oxgeno. Campo de estabilidad del H2O Un agente reductor capaz de reducir al agua a H2 o un agente oxidante capaz de oxidarlo a O2 se descompondr en disolucin acuosa. El campo de estabilidad del agua se define como el intervalo de valores del potencial de reduccin y de pH para el que el H2O es termodinmicamente estable a la reduccin y a la oxidacin.

La Figura 2 muestra el campo de estabilidad del agua. El eje vertical representa el E de reduccin de los pares redox en agua: Los que caen por encima de la lnea superior pueden oxidar al agua; aquellos que caen por debajo del lnea inferior pueden reducir al agua. La zona sombreada representa la zona de estabilidad del agua pura. Figura 2. Sin embargo, el Cu I no es estable en disolucin acuosa porque sufre una desproporcin, que consiste en una reaccin en la que el nmero de oxidacin del elemento aumenta y disminuye.

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Walther Nernst

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Nernst equation

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