Introducció a les piles electroquímiques i revisió de reaccions redox

1. Piles electroquímiques
cel·les galvàniques
INS Anton Busquets i Punset
Sant Hilari Sacalm

2. Esquema d’una pila

3. Reaccions i semireaccions
 Són reaccions de transferència
d’electrons.
 Estan formades per dues semireaccions:
• Oxidació: cessió d’electrons per l’agent
reductor. Zn(s)  Zn+2
(aq) + 2e-
• Reducció: captació d’electrons per l’agent
oxidant. Cu+2
(aq) + 2e-
 Cu(s)

4. Reaccions redox
 Les dues semireaccions han de
combinar-se de manera que els
electrons quedin simplificats.
Zn(s)  Zn+2
(aq) + 2e-
Cu+2
(aq) + 2e-
 Cu(s)
Zn(s) + Cu+2
(aq)  Cu(s) + Zn+2
(aq)

5. Més reaccions redox
 Oxidació: augmenta l’IDO
 Reducció: es redueix l’IDO

7. Potencial estàndard de reducció
 Assignem a cada
semireacció un
potencial
estàndard (25ºC, 1
atm, 1M) de
reducció respecte
d’un elèctrode
estàndard
d’hidrogen.

8. Combinació de semireaccions
en una pila
 La semireacció de major Eº serà el pol
positiu de la pila, càtode, on es realitza
la reducció.
 La semireacció de menor Eº serà el pol
negatiu de la pila, ànode, on es realitza
l’oxidació. Aquesta reacció ha de girar-
se i canviar el signe de Eº.

9. Exemple: pila de Li i Cu
 Taula de potencials de reducció:
Li+
+ e-
 Li ; Eº = -3,05 V
Cu+2
+ 2e-
 Cu ; Eº = +0,34
 La 1ª semireacció serà l’ànode:
2Li  2Li+
+ 2e-
; Eº = +3,05 V
Cu+2
+ 2e-
 Cu ; Eº = +0,34
2Li + Cu+2
 2Li+
+ Cu ; Eº = 3,39 V

10. Exemple...
 Resultat:
2Li + Cu+2
 2Li+
+ Cu ; Eº = 3,39 V
 On:
• Li/Li+
és l’ànode (-), on hi ha l’oxidació
• Cu+2
/Cu és el càtode (+), on hi ha la reducció
 Ho representem:
(-)Li(s)/Li+
(aq, 1M)//Cu+2
(aq, 1M)/Cu(s)(+)

11. La pila Daniell
Zn+2
/Zn ; Eº = -0,76 V
Cu+2
/Cu; Eº = +0,34 V