La célula galvánica, nombrada después Luis Galvani, consiste en dos diversos metales conectados por un puente de sal o un disco poroso entre los half-cells individuales. También se conoce como una célula voltáica o célula electroquímica . No debe ser confundido con la pila electrolítica .

Historia

En el 1780, Luis Galvani descubrió que cuando dos diversos metales que (cobre y cinc por ejemplo) fueron conectados juntos y después ambos que tocaron a diversas piezas de un nervio de un anca de rana al mismo tiempo, hicieron el contrato de la pierna. Él llamó este " " animal de la electricidad ;. La pila voltáica inventada por el Alejandro Volta en los 1800s es similar a la célula galvánica. Estos descubrimientos pavimentaron la manera para las baterías eléctricas .

Descripción

Una célula galvánica consiste en dos half-cell de los Half-cells cada tiene: (1) un electrodo, que en la figura son las placas del Zn (cinc) y del Cu (cobre); y (2) un electrólito, que en la figura son soluciones acuosas de ZnSO₄ y de CuSO₄. El metal de un electrodo metálico tiende a entrar la solución, de tal modo lanzando positivamente - los iones cargados del metal en el electrólito, y la retención negativamente - electrones cargados en el electrodo. Así cada half-cell tiene su propia Mitad-reacción . Para la célula de Daniell, representado en la figura, los átomos del Zn tienen una mayor tendencia a entrar la solución que los átomos del Cu. Más exacto, los electrones en el electrodo del Zn tienen una energía más alta que los electrones en el electrodo del Cu. Porque los electrones tienen carga negativa, para dar a electrones en él una energía más alta el electrodo del Zn debe tener un potencial eléctrico de un más negativo que el electrodo del Cu. Sin embargo, en la ausencia de una conexión externa entre los electrodos, ninguna corriente puede fluir.

Cuando los electrodos están conectados externamente (como en la figura, con el alambre y una bombilla), los electrones tienden a fluir del electrodo más negativo (Zn) al electrodo más positivo (Cu). Porque los electrones tienen carga negativa, éste produce una corriente eléctrica que esté enfrente del flujo del electrón. Al mismo tiempo, una corriente iónica igual atraviesa el electrólito. Para cada dos electrones que fluyan del electrodo del Zn a través de la conexión externa al electrodo del Cu, en el lado del electrólito un átomo del Zn debe entrar la solución como ion de Zn²⁺, al mismo tiempo substituyendo los dos electrones que han dejado el electrodo del Zn por la conexión externa. Por definición, el ánodo es el electrodo donde ocurre la oxidación (retiro de electrones), así que en esta célula galvánica el electrodo del Zn es el ánodo. Porque el Cu ha ganado dos electrones de la conexión externa, debe lanzar dos electrones en el lado del electrólito, donde las placas de un ion de Cu²⁺ sobre el electrodo del Cu. Por definición, el cátodo es el electrodo donde ocurre la reducción (aumento de electrones), así que el electrodo del Cu es el cátodo.

Una buena manera de recordar qué proceso ocurre en qué electrodo es recordar que anode y oxidation ambos comienzan con vocales, mientras que reduction y cathode ambos comienzan con consonantes. También, tomando las primeras tres letras de la reducción y del cátodo respectivamente, Cat Red puede ser formado. Semejantemente, tomando las primeras dos letras de la oxidación y del ánodo un descriptor similar se encuentra en el An Ox.

Notación

Las células galvánicas, como la que está demostrada en la figura, se describen convencionalmente usar la notación siguiente: Zn del | ZnSO₄ (aq) || CuSO₄ (aq) |
de los Cu (ánodo) . (cátodo) donde: (s) denota el sólido; (aq) significa la solución acuosa ; la barra vertical, |, denota un límite de la fase ; y la barra vertical doble, ||, denota una ensambladura líquida, por ejemplo un puente de sal, para el cual el potencial de ensambladura está cerca de cero.

Corrosión

De esta manera el ánodo se consume o se corroe. Cuando el material del ánodo corroe enteramente lejos, las gotas potenciales y los altos actuales de la célula. El metal se puede mirar como el combustible que acciona el dispositivo. Un proceso similar se utiliza en el que electrochapa . La corriente iónica en el electrólito es igual a la corriente en el circuito externo, así que un circuito completo se forma con una trayectoria a través del electrólito.

Como puede ser visto, los electrones fluyen del ion oxidado en el ánodo al átomo reducido (antes un ion) en el cátodo. El flujo debido a esta reacción redox constituye la corriente.

Potencial eléctrico de una célula galvánica

El potencial de electrodo de una célula se puede determinar fácilmente por medio de una tabla potencial estándar . Una tabla potencial de la oxidación podría también ser utilizada, pero la tabla de reducción es más común. El primer paso es identificar los dos metales que reaccionan en la célula. Entonces uno mira para arriba el E ^o (potencial de electrodo estándar, en voltios para cada uno de las dos medias reacciones . El potencial eléctrico para la célula es igual al valor más positivo del E ^o menos el valor más negativo del E ^o.

Por ejemplo, en el cuadro sobre las soluciones están CuSO₄ y ZnSO₄. Cada solución tiene una tira de metal correspondiente en ella, y un puente de sal o disco poroso que conecta las dos soluciones y que permite SO₄^{2− iones de} a fluir libremente entre el cobre y las soluciones del cinc. Para calcular el potencial eléctrico uno mira para arriba medias reacciones de cobre y del cinc y encuentra eso:

l Cu²⁺ + 2e^{− Cu del → de} (E = +0.34 V)

l Zn²⁺ + 2e^{− Zn del → de} (E = − 0.76 V)

Así la reacción que se está encendiendo está realmente

l Cu del → de Cu²⁺ + del Zn + Zn²⁺

El potencial eléctrico es entonces +0.34  &minus V; (− 0.10  V

Si la célula se funciona bajo condiciones no estándar, los potenciales se deben adaptar usar la ecuación de Nernst.

¡Corrosion< galvánico! -- Esta sección se liga del aluminio -->

considera también:

la corrosión galvánica La corrosión galvánica es un proceso que degrada el electroquímico de los metales Esta corrosión ocurre cuando dos metales disímiles son en contacto mutuo colocado en presencia de un electrólito, tal como agua salada, formando una célula galvánica. Una célula puede también ser formada si el mismo metal se expone a dos diversas concentraciones de electrólito. El potencial electroquímico resultante entonces desarrolla una corriente eléctrica que electrolítico disuelva el material menos noble.

Tipos de la célula

Célula de concentración
Pila electrolítica
Célula electroquímica
Célula del Lasagna
Batería del limón

Ver también

Ánodo sacrificatorio
Potencial de electrodo
Serie galvánica
Alejandro Volta
Pila voltáica
Voltio
Batería (electricidad)
Electrosynthesis

.

Zenithic

Francis Moylan

Random links:

Lago, Terranova y Labrador deer | Liberación de Oppression: Un estudio comparativo de la esclavitud y de la psiquiatría | Dunamuggy | Enero Gehl | Jim Fullington