3 QUIMICA Schaum

POTENCIALES ESTÁNDAR DE SEMICELDA 329
El potencial generado entre los dos electrodos provoca el flujo de una corriente eléctrica y que se efectúen las
reacciones de semicelda siempre y cuando haya un circuito completo y los reactivos. El flujo de la electricidad es en
esencia en un círculo: el flujo de e − se inicia en algún lugar, fluye y regresa al origen.
La figura 19-1a) muestra una celda galvánica en la que cada semicelda consiste en un metal en contacto con una
disolución de iones del mismo metal. La dirección de la reacción, la dirección de la corriente y el voltaje se han determinado
con los métodos que se describen en las secciones siguientes. Hay diferentes estructuras de semiceldas, que
dependen de los estados de la materia de los reactivos y los productos. La figura 19-1b) muestra un dispositivo para
una semicelda de hidrógeno (gaseoso) en la que la forma reducida (H 2 gaseoso) se halla adsorbida en una superficie
de platino. El electrodo de platino es inerte y actúa como conductor del flujo de electrones. La figura 19-1c) muestra
una semicelda en la que el electrodo es de platino (inerte, mas conductor de electrones), pero tanto las formas oxidada
como reducida se encuentran en disolución.
El presente capítulo estudia principalmente reacciones en medios acuosos, pero se pueden ampliar los principios
a las celdas de combustible y otras baterías, como las baterías de alta temperatura con electrólitos no acuosos exóticos.
Amperímetro
Carga
Voltímetro
máx
Puente salino
Disolución de KNO 3
H gaseoso
2
Puente salino Puente salino
Tapones
porosos
a) Celda galvánica
b) Semicelda de hidrógeno
Figura 19-1
c) Semicelda de hidrógeno (Fe 3 + /Fe 2 + )
POTENCIALES ESTÁNDAR DE SEMICELDA
La reacción que sucede en cada semicelda se puede representar con una ecuación parcial iónica-electrónica del tipo
que se describió en el capítulo 11. Toda la operación de la celda implica un flujo de electrones en un circuito externo.
Los electrones generados en la semirreacción de oxidación (la oxidación) llegan al ánodo, viajan por el circuito externo
hasta el cátodo y son tomados por la semirreacción (reducción) que se efectúa en el cátodo. Como la carga total de
un conjunto completo de reacciones debe ser neutra, la cantidad de electrodos emitidos en el ánodo (reacción de oxidación)
y la de los que son tomados en el cátodo (reacción de reducción) debe ser exactamente igual. Esto también se
cumple en la combinación (la suma) de las dos semirreacciones implicadas en la reacción total o en la suma, como en
el capítulo 11. Al igual que con las reacciones balanceadas en los capítulos anteriores, los electrones no se escribirán
en la suma de reacciones.
En la semicelda que contiene al cátodo, el producto de oxidación se acumula cuando está funcionando la semicelda.
El agente reductor también se halla en esta semicelda (es la sustancia que se oxida). El agente reductor y su producto
de oxidación se llaman un par y están en la misma semicelda. De igual modo, la otra semicelda contiene un par
formado por el agente oxidante y su producto de reducción. Un par determinado, formado por el producto y el reactivo
de una semirreacción de oxidación-reducción, puede ser la parte reductora de la celda galvánica y a veces la parte
oxidante; el papel depende de cuál es el otro par. Por ejemplo, el par (Fe 3+ /Fe 2+ ) toma el papel de oxidante cuando se
acopla con el par (Zn 2+ /Zn), fuertemente reductor. Por otro lado, el par (Fe 3+ |Fe 2+ ) tiene un papel reductor cuando