Considere dos baterías que rodean el electrodo de cobre:
Baterías de zinc-cobre y cobre-plata.
En la primera celda, conocida como celda Daniell, los electrodos son de zinc y cobre y notamos que el zinc sufre oxidación, es decir, dona electrones al cobre, siendo, por tanto, el ánodo. El electrodo de cobre, a su vez, funciona como el cátodo, recibiendo electrones y reduciéndose a sí mismo.
Sin embargo, se puede observar que en la segunda pila, los electrodos de cobre-plata, el cobre funciona no como cátodo, sino como ánodo, oxidándose esta vez.
Esto nos muestra que comparando estos tres electrodos, la tendencia a sufrir reducción funciona de la siguiente manera:
| Zinc |
Por lo tanto, esta capacidad de sufrir una reducción se llama Potencial de reducción (Erojo). Dado que este valor depende de la presión, temperatura y concentración de la solución, un potencial estándar (o normal, a 25 ° C, presión de 1 atm y concentración de 1,0 mol / L) que se identifica con el símbolo Y0. Lo contrario también es cierto, existe la Potencial de oxidación (Eoxi), que en este caso tiene orden ascendente:
| Zinc> Cobre> Plata |
Cuanto menor sea el potencial de reducción estándar, mayor será la capacidad del metal para donar electrones y viceversa. De manera similar, cuanto menor sea el potencial de oxidación estándar, mayor será la capacidad del metal para recibir electrones y viceversa.
| En una pila, la especie con mayor Ered sufre reducción y la otra especie, con mayor Eoxy, sufre oxidación. |
Si adaptamos un voltímetro, como el de la figura anterior, a una de estas celdas se medirá la intensidad de la corriente eléctrica producida por ellas, es decir, su fuerza electromotriz (fem o E) o diferencia de potencial (U o ddp) *. El valor se indica en voltios (V) y normalmente aparece en los paquetes de baterías y en las etiquetas.
Diferencia de potencial (U o ddp) de una batería que se muestra en la etiqueta.
La fuerza electromotriz se puede expresar en términos de potencial de reducción u oxidación. Es importante recordar que estos potenciales tienen el mismo valor pero tienen signos opuestos.
Para calcular el voltaje de una batería en el estado estándar, usamos la siguiente expresión:
| ∆Y0 = Y0rojo (cátodo) - Y0rojo (ánodo) |
o
| ∆Y0 = Y0oxi (ánodo) - Y0oxi (cátodo) |
Así, los valores absolutos de cada electrodo no aparecen en el voltímetro, sino la diferencia de potencial entre ellos.
* Consideramos la diferencia de potencial igual a la fuerza electromotriz, porque el cálculo de la diferencia de potencial de un generador viene dado por la ecuación: U = E - r.i, donde:
U = diferencia de potencial
E = fuerza electromotriz
r = resistencia interna
i = intensidad de la corriente eléctrica
Pero, en Química, consideramos las baterías como generadores ideales, por lo que su resistencia interna es despreciable en relación con el circuito eléctrico. Entonces tenemos que U = E.
Fuente: Escuela Brasil - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/diferenca-potencial-uma-pilha.htm
