Informe p6 sistemas electroquimicos final

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CELDA GALVÁNICA Y SU REACCIÓN REDOX 
 
A Angie Tatiana Ayala Acevedo, b Mery Valentina Zuluaga López 
c Kenny Yesid Mejia Lozano 
 
aayala.angie@correounivalle.edu.co 
bmery.zuluaga@correounivalle.edu.co 
cKenny.mejia@correounivalle.edu.co 
 
Fecha de realización: Abril 4 de 2021 
Fecha de entrega: Abril 16 de 2021 
 
Departamento de Química, Facultad de Ciencias Naturales y Exactas, Universidad del 
Valle sede Yumbo, Colombia 
 
Resumen 
 
En esta práctica se trabajó con una pila de Daniels utilizando como ánodo el zinc y cátodo 
el Cu, para así identificar la relación entre la concentración ZnSO4 y CuSO4 de diferente 
reacción y su potencial electroquímico que se generaba teniendo en cuenta que 
teóricamente es de 1,10 voltios. Se llevaron a cabo las reacciones redox espontaneas 
donde se muestra cual toma el papel del agente reductor y el agente oxidante. Como 
resultado de la celda galvánica se notó como el zinc pierde electrones y se oxida. 
 
Palabras claves: celdas galvánicas, celdas electrolíticas, potencial electroquímico, 
reacciones redox. 
 
Objetivos 
 
 Identificar los conceptos de 
celdas electroquímicas y las 
reacciones que estas involucran. 
 Analizar el comportamiento de 
una celda galvánica y medir su 
potencial eléctrico. 
 Reconocer que semireaccion 
actúa como ánodo y cátodo en las 
celdas galvánicas. 
 Identificar la función del puente 
salino en las celdas 
electroquímicas. 
 
Datos, cálculos y resultados 
 En los siguientes cuadros se pueden 
observar los datos obtenidos de los 
experimentos. 
 
Tabla 1. Relación concentración y 
potencial electroquímico. 
 
 
 
Tabla 2. Observaciones 
experimentales 
 
 
 
 Moles de electrones de CuSO4 
 
 𝐼 =
𝑉
𝑅
 
𝐼 =
1,069𝑉
0,017 𝑜ℎ𝑚
= 62,88 𝐴 
 
 𝑛 =
𝐼𝑡
𝐹
 
 
𝑛 =
62,88 𝐴 × 1𝑆
96,487 
𝐴𝑠
𝑀𝑜𝑙 𝑒 −
 
 
𝑛 = 0,652 𝑚𝑜𝑙 𝑒 − 
 
Figura 1.Concentracion CuSO4 
 
 
Análisis de resultados 
Una celda electroquímica de corriente 
continua es un dispositivo capaz de 
obtener energía eléctrica a partir de 
reacciones químicas o bien de producir 
reacciones químicas a través de la 
introducción de energía eléctrica. Consta 
de dos conductores eléctricos llamados 
electrodos, cada uno sumergido en una 
disolución adecuada de electrólito 
(Chang, 2004). 
 Consiste en dos electrodos uno de zinc 
y otro de cobre, sumergidos en sus 
respectivas disoluciones de sulfato (el 
electrodo de Zinc sumergido en una 
disolución de sulfato de Zinc y el de 
cobre en una de sulfato de cobre). 
Ambas disoluciones se unen por un 
puente salino, que consiste en un tubo 
relleno de una disolución saturada de un 
electrólito. Los extremos del tubo se 
tapan con unos tapones porosos que 
permiten el paso de iones pero no de 
líquido. De esta forma, a través del 
puente se mantiene el contacto eléctrico 
entre las dos celdas a la vez que 
permanecen aisladas la una de la otra, 
se representa con las ecuaciones: 
Zn(s)  Zn2+ + 2e- 
Cu2+ + 2e-  Cu(s) 
Las celdas galvánicas son aquellas que 
funcionan de forma que producen 
energía y las reacciones en los dos 
electrodos tienden a transmitir 
espontáneamente produciendo un flujo 
de electrones desde el ánodo hasta el 
cátodo (este flujo de electrones se 
denomina corriente y corresponde a la 
velocidad de transferencia de la 
electricidad). También se las conoce 
como celdas voltaicas (Busten, 2002). 
A medida que la reacción ocurre se 
aumenta la concentración de iones Zn⁺² 
en la cercanía del electrodo de Zn y 
disminuye la concentración de iones 
Cu⁺² en los alrededores del electrodo de 
Cu, para evitar el desbalance de carga 
eléctrica se pone en movimiento los 
iones en las soluciones de las 
semiceldas y en los del puente salino, 
por tanto el puente también sirve de 
medio para que los iones migren de un 
lado a otro y mantengan la neutralidad 
eléctrica en este caso se utilizó Na2CO3 
como puente salino (portafolio de 
quimica , 2010). 
Las reacciones son espontaneas cuando 
el ∆G es negativo ya que liberan 
energía, es decir que pueden proceder 
sin adición de energía como es el caso 
del fragmento del Zn en la solución de 
CuSO4 . En el caso del fragmentó del Cu 
en la solución de ZnSO4 se observara 
una reacción no espontanea por lo que 
el ∆G será positivo, es decir, necesitan 
un aporte de energía para llevarse a 
cabo. 
La celda electrolítica transforma una 
corriente eléctrica en una reacción 
química de oxidación-reducción que no 
tiene lugar de modo espontáneo. En 
muchas de estas reacciones se 
descompone una sustancia química por 
lo que dicho proceso recibe el nombre de 
electrolisis. A diferencia de la celda 
galvánica, en la electrolítica, los dos 
electrodos no necesitan estar 
separados, por lo que hay un sólo 
recipiente en el que tienen lugar las dos 
semi-reacciones (Maya, 2002). 
 
Conclusiones 
 Se puede concluir que en una 
celda galvánica se trabaja con 
reacciones redox espontaneas 
en donde el zinc pierde electrones 
(oxidación) hacia su electrodo 
mientras que las especies del Cu 
ganan electrones (reducción) 
desde su electrodo teniendo en 
cuenta que debe estar presente 
un puente salino. 
 
 Se observó que hay una 
dependencia lineal entre la 
concentración del CUSO4 y el 
voltaje que haya adentro de una 
solución, donde a más poca 
concentración menor será el 
voltaje. 
 
 Se identificó que en las celdas 
galvánicas la semireacion del Zin 
es el que actúa como ánodo ya 
que dona los electrones al cátodo 
que en este caso fue la 
semireaccion del Cu, recibiendo 
dichos electrones por tener mayor 
potencial eléctrico. 
 
 Se concluyó que es indispensable 
tener presencia del puente salino 
en las celdas galvánicas para que 
se produzca el flujo de electrones 
en la reacción, sin este no habría 
conectividad ni se permitiría la 
electro neutralidad. 
 
Referencias 
 
Chang, R. (2003). Química. México: 
McGraw-Hill. 
Busten, B. L. (2002). Quimica, La 
ciencia central de Brown. Person, 
Prentice Hall. 
Maya, C. A. (2002). Fenomenos 
quimicos. Medellin: Univeridad 
EAFIT. 
portafolio de quimica . (Febreo de 
2010). Obtenido de 
https://sites.google.com/site/gaby
portafoliodequimica/ley-general-
de-estado-gaseoso 
 
Anexos 
1. ¿Qué es una carga eléctrica? 
R/ se llama carga eléctrica a una 
propiedad de la materia que está 
presente en las partículas 
subatómicas y se evidencia por 
fuerzas de atracción o de repulsión 
entre ellas, a través de campos 
electromagnéticos. 
 
2. ¿Qué es potencial eléctrico, 
potencial químico, potencial 
electroquímico y qué Produce una 
diferencia de potencial eléctrico y 
químico? 
POTENCIAL ELECTRICO: El 
potencial eléctrico en un punto del 
espacio de un campo eléctrico es la 
energía potencial eléctrica que 
adquiere una unidad de carga 
positiva situada en dicho punto. 
-POTENCIAL QUIMICO: Cambio en 
la energía libre de Gibbs (G) de un 
sistema cuando se añade una 
cantidad infinitesimalmente pequeña 
de un componente bajo presión (P) y 
temperatura (T) constantes mientras 
se mantiene invariable la masa de los 
otros componentes del sistema. 
-POTENCIAL ELECTROQUIMICO: 
Es una variación espacial tanto del 
potencial eléctrico como de la 
concentración de sustancia a través 
de una membrana. Ambos 
componentes son frecuentemente 
debidos a los gradientes iónicos 
(especialmente gradientes de 
protones), y de ellos puede resultar 
un tipo de energía potencial 
disponible para la realización de las 
distintas actividades celulares. 
 
3. ¿Cuál es la diferencia entre 
potencial eléctrico y corriente 
eléctrica? ¿En qué Unidades se 
miden? 
R/Durante el estudio del potencial 
eléctrico observamos que una 
diferencia de potencial da lugar al 
desplazamiento de cargas eléctrica. 
Se denomina conductor a todo 
material que permite el 
desplazamiento de cargaseléctricas. 
Si tenemos un elemento conductor y 
se le aplica una diferencia de 
potencial entre sus extremos, 
tendremos un desplazamiento de 
cargas eléctricas (electrones). Se 
denomina corriente eléctrica a la 
cantidad de cargas eléctricas que 
atraviesan la sección del conductor 
en la unidad de tiempo, así en valores 
instantáneos tenemos. La unidad de 
medida de la corriente eléctrica se 
denomina amperio (Amper) y la del 
potencial eléctrico es el voltio. 
 
4. ¿Qué tipo de reacción sufre la 
semicelda o interfaz 
electrodo/solución de la cual 
Surgen los electrones cuando hay 
flujo de electrones en la celda? 
R/ La reacción típica del ánodo 
consiste en un átomo de metal 
disuelto en el electrodo y 
transportado como un ion positivo a 
través de la capa doble, haciendo que 
el electrolito adquiriera una carga 
neta positiva, mientras que el 
electrodo adquiere una carga 
negativa neta. La creciente diferencia 
de potencial crea un intenso campo 
eléctrico dentro de la capa doble y el 
potencial aumenta de valor hasta que 
el campo detiene las reacciones de 
carga de bombeo netas. Esta acción 
auto limitante se produce casi 
instantáneamente en una media 
celda aislada; en aplicaciones dos 
medias células diferentes se 
conectan adecuadamente para 
constituir una celda galvánica. 
Una semi-celda estándar, utilizada en 
electroquímica, consta de un 
electrodo de solución acuosa1 molar 
de (1 mol / L) de la sal del metal, a 
298 Kelvin (25 °C). La serie 
electroquímica, que consiste en 
potenciales de electrodo estándar y 
está estrechamente relacionado con 
la serie de reactividad, se generó 
mediante la medición de la diferencia 
de potencial entre la semi-celda metal 
en un circuito con una semi-celda 
estándar de hidrógeno, conectadas 
por un puente de sal. 
 
5. Cuál es la función del puente 
salino? 
R/ Este dispositivo permite la 
conexión de las semiceldas de 
reducción y oxidación de una pila o 
celda voltaica (galvánica). 
Lo que hace el puente salino es lograr 
el aislamiento de los contenidos que 
se hallan en las distintas partes de la 
celda mientras conserva el contacto 
eléctrico que existe entre ambas. 
Al salir de una semicelda de la pila 
para dirigirse a la otra, los electrones 
provocan una diferencia de potencial 
entre ellas. Con el puente salino, 
dicha diferencia no impide el flujo de 
otros electrones. Por lo tanto, el 
puente salino posibilita el flujo para 
que el equilibrio en la carga entre las 
semiceldas de oxidación y reducción 
se mantenga, logrando además que 
los contenidos de cada una 
permanezcan separados.