El potencial estándar es una medida que nos permite conocer la fuerza impulsora de una reacción redox, es decir, la transferencia de electrones entre reactivos. Se mide en voltios (V) y se define como la diferencia de potencial entre dos semiceldas en condiciones estándar, es decir, a una concentración de 1 M, una presión de 1 bar y una temperatura de 298 K.
¿Cómo se interpreta el potencial estándar de una semicelda?
El potencial de una semicelda solo puede evaluarse en relación con el de otra semicelda. Para simplificar la medición y divulgación de los datos de potencial, se ha designado una semicelda de referencia universal, conocida como electrodo estándar de hidrógeno (SHE por sus siglas en inglés). El SHE se basa en la semirreacción:
2 H+ (aq) + 2 e- → H2 (g)
El potencial asignado al SHE es de 0 V, lo que permite definir el potencial de una semicelda en relación con él. El potencial de una semicelda (E) se define como la diferencia de potencial entre la semicelda en cuestión y el SHE:
E celda = E X - E SHE
Donde E celda es el potencial de la celda, E X es el potencial de la semicelda en cuestión y E SHE es el potencial del electrodo estándar de hidrógeno.
¿Cómo se calcula el potencial estándar de una celda galvánica?
El potencial estándar de una celda galvánica se calcula restando el potencial estándar del ánodo al potencial estándar del cátodo:
E celda = E cátodo - E ánodo
El cátodo es el electrodo donde tiene lugar la reducción, mientras que el ánodo es el electrodo donde tiene lugar la oxidación. El signo del potencial del ánodo se invierte en la ecuación para asegurar que el potencial de la celda sea positivo.
Ejemplo de cálculo de potencial estándar de celda
Tomemos como ejemplo la celda galvánica formada por un electrodo de cobre y un electrodo de plata. Los potenciales estándar de reducción del cobre y la plata son +0,34 V y +0,7996 V respectivamente. Sustituyendo estos valores en la fórmula del potencial de celda:
E celda = 0,7996 V - 0,34 V = +0,4596 V
Por lo tanto, el potencial estándar de la celda formada por un electrodo de cobre y un electrodo de plata es de +0,4596 V.
¿Cómo se interpreta el potencial estándar de una batería?
El potencial estándar de una batería indica la fuerza impulsora de la reacción redox que tiene lugar dentro de la batería. Un potencial estándar positivo indica que la reacción es espontánea y la batería puede generar energía eléctrica. Por otro lado, un potencial estándar negativo indica que la reacción no es espontánea y la batería requiere una fuente externa de energía para funcionar.
Tener en cuenta que el potencial estándar de una batería puede variar dependiendo de factores como la concentración de los electrolitos y la temperatura. Estos factores pueden afectar la reacción redox y, por lo tanto, el potencial de la batería.
- ¿Qué es el potencial estándar?
- ¿Cómo se calcula el potencial estándar de una celda galvánica?
- ¿Qué indica el potencial estándar de una batería?
El potencial estándar es una medida de la fuerza impulsora de una reacción redox y se mide en voltios (V).
El potencial estándar de una celda galvánica se calcula restando el potencial estándar del ánodo al potencial estándar del cátodo.
El potencial estándar de una batería indica la fuerza impulsora de la reacción redox que tiene lugar dentro de la batería.
Tabla de potenciales estándar de reducción
| Semirreacción | Potencial estándar (V) |
|---|---|
| F2 (g) + 2e- → 2F- (aq) | +2,866 |
| PbO2 (s) + SO4^2- (aq) + 4H+ (aq) + 2e- → PbSO4 (s) + 2H2O (l) | +1,69 |
| MnO4- (aq) + 8H+ (aq) + 5e- → Mn2+ (aq) + 4H2O (l) | +1,507 |
| Au3+ (aq) + 3e- → Au (s) | +1,498 |
| Cl2 (g) + 2e- → 2Cl- (aq) | +1,35827 |
| O2 (g) + 4H+ (aq) + 4e- → 2H2O (l) | +1,229 |
| Pt2+ (aq) + 2e- → Pt (s) | +1,20 |
| Br2 (aq) + 2e- → 2Br- (aq) | +1,0873 |
| Ag+ (aq) + e- → Ag (s) | +0,7996 |
| Hg22+ (aq) + 2e- → 2Hg (l) | +0,7973 |
| Fe3+ (aq) + e- → Fe2+ (aq) | +0,771 |
| MnO4- (aq) + 2H2O (l) + 3e- → MnO2 (s) + 4OH- (aq) | +0,558 |
| I2 (s) + 2e- → 2I- (aq) | +0,5355 |
| NiO2 (s) + 2H2O (l) + 2e- → Ni(OH)2 (s) + 2OH- (aq) | +0,49 |
| Cu2+ (aq) + 2e- → Cu (s) | +0,34 |
| Hg2Cl2 (s) + 2e- → 2Hg (l) + 2Cl- (aq) | +0,26808 |
| AgCl (s) + e- → Ag (s) + Cl- (aq) | +0,22233 |
| Sn4+ (aq) + 2e- → Sn2+ (aq) | +0,151 |
| 2H+ (aq) + 2e- → H2 (g) | 0,00 |
| Pb2+ (aq) + 2e- → Pb (s) | -0,1262 |
| Sn2+ (aq) + 2e- → Sn (s) | -0,1375 |
| Ni2+ (aq) + 2e- → Ni (s) | -0,257 |
| Co2+ (aq) + 2e- → Co (s) | -0,28 |
| PbSO4 (s) + 2e- → Pb (s) + SO4^2- (aq) | -0,3505 |
| Cd2+ (aq) + 2e- → Cd (s) | -0,4030 |
| Fe2+ (aq) + 2e- → Fe (s) | -0,447 |
| Cr3+ (aq) + 3e- → Cr (s) | -0,744 |
| Mn2+ (aq) + 2e- → Mn (s) | -0,7618 |
| Zn(OH)2 (s) + 2e- → Zn (s) + 2OH- (aq) | -1,185 |
| Zn2+ (aq) + 2e- → Zn (s) | -1,245 |
| Al3+ (aq) + 3e- → Al (s) | -1,662 |
| Mg2 (aq) + 2e- → Mg (s) | -2,372 |
| Na+ (aq) + e- → Na (s) | -2,71 |
| Ca2+ (aq) + 2e- → Ca (s) | -2,868 |
| Ba2+ (aq) + 2e- → Ba (s) | -2,912 |
| K+ (aq) + e- → K (s) | -2,931 |
| Li+ (aq) + e- → Li (s) | -3,04 |
El potencial estándar es una medida de la fuerza impulsora de una reacción redox en una celda galvánica. Se calcula restando el potencial del ánodo al potencial del cátodo. Un potencial estándar positivo indica que la reacción es espontánea y la batería puede generar energía eléctrica. En cambio, un potencial estándar negativo indica que la reacción no es espontánea y la batería necesita una fuente externa de energía para funcionar.
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