Teorías de un sulfato de cobre de media celda

Una célula electroquímica o galvánica simple como una batería utiliza una reacción química para crear una corriente eléctrica . Una célula de este tipo se divide en dos células , cada medio de los cuales contiene un reactivo en una solución, llamada el electrolito. Un tipo común de media celda contiene un electrodo de cobre sumergido en un electrolito de sulfato de cobre disuelto. Reacción

No hay reacción tendrá lugar en un medio celular sulfato de cobre por sí mismo . Imagínese que , sin embargo, que conectó un cable desde el electrodo de cobre a un electrodo de zinc en otro medio de células , y luego añadió un " puente salino ", que permite el movimiento de cargas entre los dos electrolitos . Usted ahora obtener una corriente entre las dos células medio porque una reacción química se lleva a cabo . Esta reacción implica la oxidación ( pérdida de electrones ) de la ( ganancia de electrones ) de zinc y la reducción del cobre, aunque las dos mitades de la reacción se llevan a cabo en diferentes células .
Potenciales

Supongamos que se ha medido la tensión entre sus células de cobre y zinc media utilizando un voltímetro . Suponiendo que la concentración de soluto en tanto es uno molar y el cobre y el zinc son puros , se obtendría un valor cercano a 1,10 voltios . Si usted pone el medio celular sulfato de cobre junto con un celular medio que contiene un electrodo de plata y cloruro de plata electrolito , sin embargo , se llega a una tensión de aproximadamente 0.12 (de nuevo , asumiendo una concentración molar en ambos electrolitos ) . Es evidente que la tensión depende de las dos células medio que usted elija.
Potenciales estándar

Para proporcionar un estándar de comparación , los químicos utilizan los llamados "estándar potenciales " miden con referencia a un " electrodo de hidrógeno estándar ", o ella . No hay nada especial en concreto un SHE, per se; que es sólo un punto de referencia conveniente ( cualquier otro medio de células podría haber servido como un punto de referencia en su lugar) . En comparación con un SHE, una media celda de sulfato de cobre tiene un voltaje de 0,34 voltios , por lo que este es su potencial estándar. Para obtener el potencial estándar , E °, de cualquier otro medio de células en combinación con el medio de sulfato de cobre de células , que utilizan sus potenciales estándar . El potencial estándar de una media celda de zinc , por ejemplo, es -0.76 , por lo que si se agrega 0.76 y 0.34 , se obtiene 1,10 . El potencial estándar para un medio de células cloruro de plata, por el contrario, es 0,22 , por lo que el potencial estándar para la combinación de las dos células medio es 0,12 .
Ecuación de Nernst

potenciales estándar son medidos a la presión atmosférica estándar utilizando electrolitos con una concentración molar . Si la concentración de sulfato de cobre no es un molar , sin embargo , la tensión será diferente - y esto es exactamente lo que va a pasar como una batería se agota . Para calcular el voltaje dado otras concentraciones , puede utilizar la ecuación de Nernst . A temperatura ambiente , esta famosa ecuación es la siguiente : E = E ° - ( 0,05917 /n ) log Q , donde n es el número de electrones que cambian de manos durante la reacción y Q es el cociente de reacción . Para cualquier reacción wW + xX - > yY + zZ , puede aproximar el cociente de reacción como ( [ Z ] ^ z [ Y] ^ y) /( [ X ] ^ x [ W ] ^ w ) , donde un número entre paréntesis indica la concentración . Tenga en cuenta , sin embargo , que si un reactivo o producto es un sólido puro o un líquido puro , que no aparece en el cociente de reacción; sólo tienes que salir por completo.