3. Calcule el potencial estándar de la celda (E0) para cada reacción a 25°C y sustente si se efectúan espontáneamente en condiciones estándar :f?

Solución : - El potencial estándar de una celda galvánica o celda de óxido - reducción, uno de los electrodos representa el cátodo (electrodo positivo) el cual se reduce al ganar un electrón y el otro electrodo es el ánodo, que se oxida al perder un electrón (electrodo negativo).

El potencial de la celda (E₀), es igual a la diferencia de potencial del cátodo, menos el ánodo y se expresa, por la siguiente relación :

E₀ = E cátodo – E ánodo

En las reacciones dadas en el enunciado, se tiene :

f.

2Br⁻ (ac) + F₂ (g) → Br₂(l) + 3F ₋

En esta reacción el bromo ( Br ⁻ ) pierde dos electrones y se transforma a Br₂, siendo el ánodo y el fluor (F₂) se reduce ganando dos electrones, por tanto es el cátodo :

El potencial de reducción del Bromo y Fluor, se obtiene de la bibliografía a condiciones estándar 25°C y 1 atm, para una solución a 1M :

2Br⁻(ac) - 2 e - → Br2 (l) E ánodo = + 1.

07 V

F₂ (g) + 2 e - → 2F⁻ (ac) E cátodo = + 2.

87 V

El potencial de la celda (Eo), para esta reacción es :

E₀ = 2.

87 V – 1.

07 V

E₀ = 1.

80 V

En esta reacción como el potencial de la celda es mayor a Cero, la reacción es espontanea :

E₀ = 1.

80 V > 0 Reacción espontanea

En la segunda reacción dada : g.

O₂ (g) + 4Fe⁺² + 4H⁺¹→ 4F⁺³ + 2H₂O (l)

El Fe⁺²pierde un electrón y se oxida (ánodo) y el H⁺¹ gana un electrón se reduce (cátodo) :

4Fe⁺² - 4e⁻ → 4Fe⁺³ E ánodo = + 0.

77 V

O₂ (g) + 4H⁺¹ + 4e - → 2H₂O E cátodo = + 1.

23 V

El potencial de la celda (Eo), para esta segunda reacción es :

E₀ = 1.

23 V – 0.

77 V

E₀ = 0.

46 V

También en esta reacción el potencial de la celda es mayor a Cero y la reacción es espontanea :

E₀ = 0.

46 V > 0 Reacción espontanea.