Problema de ejemplo de EMF de células electroquímicas

La fuerza electromotriz celular, o EMF celular, es el voltaje neto entre las semirreacciones de oxidación y reducción que tienen lugar entre dos semirreacciones redox. Cell EMF se usa para determinar si la celda es galvánica o no. Este problema de ejemplo muestra cómo calcular el EMF de la celda utilizando potenciales de reducción estándar.
La tabla de potenciales de reducción estándar es necesaria para este ejemplo. En un problema de tarea, se le deben dar estos valores o acceder a la tabla.

Muestra de cálculo EMF

Considere la reacción redox:

• Mg (s) + 2 H⁺(aq) → Mg²⁺(aq) + H₂(sol)
  • a) Calcular el EMF celular para la reacción.
  • b) Identificar si la reacción es galvánica..
• Solución:
  • Paso 1: Divide la reacción redox en semirreacciones de reducción y oxidación.
    Iones de hidrógeno, H⁺ ganar electrones al formar hidrógeno gaseoso, H₂. Los átomos de hidrógeno se reducen por la media reacción:
    2 H⁺ + 2 e^- → H₂
    El magnesio pierde dos electrones y se oxida por la media reacción:
    Mg → Mg²⁺ + 2 e^-
  • Paso 2: Encuentre los potenciales de reducción estándar para las semirreacciones.
    Reducción: E^{0 0} = 0.0000 V
    La tabla muestra las medias reacciones de reducción y los potenciales de reducción estándar. Encontrar E^{0 0} para una reacción de oxidación, invierta la reacción.
  • Reacción invertida:
    Mg²⁺ + 2 e^- → Mg
    Esta reacción tiene una E_{0 0} = -2.372 V.
    mi^{0 0}_Oxidación = - E^{0 0}_Reducción
    mi_0Oxidación = - (-2.372 V) = + 2.372 V
  • Paso 3: Agrega las dos E^{0 0} juntos para encontrar el EMF celular total, E^{0 0}_célula
    mi^{0 0}_célula = E^{0 0}_reducción + mi^{0 0}_oxidación
    mi^{0 0}_célula = 0.0000 V + 2.372 V = +2.372 V
  • Etapa 4: Determine si la reacción es galvánica. Reacciones redox con una E positiva^{0 0}_célula el valor es galvánico.
    Esta reacción es E^{0 0}_célula es positivo y por lo tanto galvánico.
• Responder:
  La celda EMF de la reacción es de +2.372 voltios y es galvánica..