Cierta celda voltaica emplea la reacción siguiente y funciona a 20°C:
2Fe³⁺ (ac) + H₂(g)-----------2Fe²⁺(ac) + 2H⁺(ac)
(a) ¿Cuál es la fem de esta celda en condiciones estándar?
(b) ¿Cuál es la fem de esta celda cuando [Fe³⁺] = 1,50 M, PH2 = 0.50 atm
[Fe²⁺] = 0.0010 M, y el pH es de 5.00 en ambos compartimientos?
Respuestas
Respuesta:
Para calcular la fem estándar de una celda, primero debemos identificar qué especie se oxida (ánodo) y qué especie se reduce (cátodo), basándonos en los potenciales normales de reducción. La especie cuyo potencial de reducción sea mayor se reducirá, y aquélla cuyo potencial de reducción sea menor se oxidará. Luego tendremos que calcular el potencial de la celda como la diferencia de potenciales entre el cátodo y el ánodo.
Mg (s) → Mg²⁺(ac) + 2 e- E°r = -2.38 V ánodo (oxidación)
Cu²⁺(ac) + 2 e- → Cu (s) E°r = +0.34 V cátodo (reducción)
Mg (s) + Cu²⁺ (ac) → Mg²⁺ (ac) + Cu (s) reacción global
La ecuación de la reacción de la celda en condiciones estándar es:
Mg (s) + Cu²⁺ (ac) → Mg²⁺ (ac) + Cu (s)
El potencial de la celda será E° = E°cátodo - E°ánodo. Reemplazando valores, E°celda = 0.34 V - (-2.38 V) = 2.72 V
La fem estándar de la celda representada es de 2.72 V