Redox i piles electroquímiques
Comprèn com funciona una pila galvànica, calcula el potencial estàndard de cel·la E° i observa l'efecte de les concentracions sobre la f.e.m. gràcies a l'equació de Nernst.
Semireaccions
Oxidació (ànode):
Zn(s) → Zn²⁺(aq) + 2e⁻
Reducció (càtode):
Cu²⁺(aq) + 2e⁻ → Cu(s)
Reacció global:
Zn(s) + Cu²⁺(aq) → Zn²⁺(aq) + Cu(s)
Magnituds calculades
| Magnitud | Fòrmula | Substitució | Valor |
|---|---|---|---|
| E°pila | E°càtode − E°ànode | (+0.34) − (-0.76) | +1.10 V |
| Q | [Zn²⁺] / [Cu²⁺] | 1.00 / 1.00 | 1.000 |
| E (Nernst, 25 °C) | E° − (0,0592/n)·log₁₀(Q) | +1.10 − (0.03)·log(1.000) | 1.100 V |
La pila genera corrent elèctric de forma espontània. Augmentar la concentració d'ions del càtode o disminuir la de l'ànode incrementa la f.e.m. respecte a E°.
Punts clau
- E°pila = E°càtode − E°ànode. L'elèctrode amb E° més gran sempre actua de càtode (reducció).
- Equació de Nernst: E = E° − (0,0592/n)·log₁₀(Q). Si Q < 1, E > E°; si Q > 1, E < E°.
- Els electrons flueixen de l'ànode (oxidació, −) al càtode (reducció, +) pel circuit extern.
- El pont salí manté l'electroneutralitat: anions migran cap a l'ànode i cations cap al càtode.
- Quan E → 0, la pila s'ha esgotat: el sistema ha assolit l'equilibri electroquímic.
Feedback ràpid
T’ha ajudat aquesta simulació a entendre el concepte?