Es muy común que los objetos de plata se ennegrezcan con el paso del tiempo. Si tienes en tu casa un anillo o una cuchara de plata que se ha enne- grecido, desarrolla esta actividad. Procedimento:
a) Agrega en el vaso unos 100 mL de agua y disuelve unos 2 gramos de bicarbonato de sodio. b) Coloca en el fondo del vaso un tro-
zo de papel de aluminio y calienta la solución sin dejar que hierva.
c) Sumerge en la solución el objeto de plata y déjalo por unos 10 minutos. d) Rápidamente verás cómo se lim-
pia el objeto.
e)Lava el objeto con agua y sécalo.
• ¿Qué es el material negro que cu- bre la plata?
• ¿Por qué desaparece la capa ne- gra con el tratamiento?
• ¿Qué papel desempeña el bicar- bonato?
• Objeto de plata ennegrecido.
• Bicarbonato de sodio. • Papel de aluminio. • 1 vaso de precipitado. • Mechero. • Observar • Experimentar • Analizar • Comparar • Interpretar • Concluir
abilidades y
destrezas
H
2
ejercicio resuelto
¿Cuál de las siguientes reacciones es posible?
Por la inspección de la tabla de potenciales de la página 105 se puede pro- nosticar el desarrollo de una reacción redox.
a) Mg2+ + 2Ag ¿?
b)Mg + 2Ag+ ¿?
De la tabla se obtienen las semirreacciones:
Mg2+ + 2 e– Mg Eº = – 2,38 Volt
2Ag+ + 2 e– 2Ag Eº = + 0,80 Volt
Para el caso a) se invierte la segunda ecuación conjuntamente con el signo del potencial.
Mg2+ + 2 e– Mg Eº = – 2,38 Volt
2Ag 2Ag+ + 2 e– Eº = – 0,80 Volt
Mg2+ + 2 Ag Mg + 2 Ag+ Eº
celda = –3,18 Volt
Dado que el potencial es negativo, la celda no funciona.
Para el caso b) se invierte la primera semirreacción conjuntamente con el signo del potencial:
Mg Mg2+ + 2 e– Eº = +2,38 Volt
2Ag+ + 2 e– 2Ag Eº = +0,80 Volt
Mg + 2 Ag+ Mg2+ + 2 Ag Eº
celda = +3,18 Volt
Esta celda funciona.
Actividad de aplicación:
Cálculo del potencial celdaSelecciona en la Tabla 6 las semirreacciones necesarias para determinar el potencial de cada una de las siguientes celdas. Observa que las reacciones no están igualadas.
a) Ag(s) + Cl– Ag+ + Cl
2 (g)
b) Zn(s) + Cr3+ Zn2+ + Cr (s)
Actividad indagatoria:
Reactividad de los metalesa) Ordena solo los metales que apa- recen en la tabla de la página 105 en orden decreciente de reactivi- dad. Indica cuáles desplazan al hidrógeno de los ácidos.
• Reconocer • Seleccionar • Calcular
abilidades y
destrezas
H
ara tener
en cuenta
P
Cuando se multiplica una semirre- acción por un cierto factor numé- rico, no se multiplica el potencial correspondiente.
b) Escribe las ecuaciones correspon- dientes a las reacciones del ácido clorhídrico con dichos metales. ¿Cuáles metales desplazan al hi- drógeno? • Identificar • Comprender • Ordenar • Aplicar • Analizar
abilidades y
destrezas
H
• Pilas y baterías comunes de uso comercial
El nombre más común con que se conocen las celdas galvánicas o voltaicas es el de pila. Pero también se usa la palabra batería, que puede referirse a una sola pila o a una combinación de pilas. Como ya sabes, las pilas y baterías tienen una importancia extraordinaria, porque producen energía eléctrica. Algunas de las pilas o baterías más comunes son:
a) Pila seca o pila de Leclanché
Esta pila se utiliza comúnmente en linternas y radios. Está conformada por una barra de carbono, que se ubica en el centro de la pila y cumple la fun- ción de cátodo. Esta barra de carbono está rodeada por una pasta húmeda formada por dióxido de manganeso (MnO2), cloruro de amonio (NH4Cl), cloruro de cinc (ZnCl2) y grafito (carbono) pulverizado. El ánodo está cons- tituido por una lata de cinc en contacto con la pasta señalada. El voltaje de esta pila es 1,5 V y no es recargable.
Reacción catódica 2NH4+(ac) + 2MnO 2(s) + 2 e– Mn2O3(s) + 2NH3(ac) + H2O(l) Reacción anódica Zn (s) Zn2+ (ac) + 2e– b) Pilas alcalinas
Se diferencian de la pila seca en que la pasta interior se compone de hi- dróxido de potasio (KOH) y dióxido de manganeso (MnO2). Esta pila tiene un voltaje de 1,5 V y la ventaja que dura mucho más que la pila seca.
c) Pila de litio
Hay diferentes diseños de pilas o baterías de litio. Estas baterías tienen varias ventajas, entre ellas, una alta proporción energía/masa. Un ejemplo de pila de litio presenta las siguientes ecuaciones de semicelda:
Anodo: Li (s) Li+ + e–
Cátodo: MnO2(s) + e– MnO
2–(s)
ara tener
en cuenta
P
Celda galvánica dental Si por casualidad un trozo de papel de aluminio, que muchas veces envuelve a un dulce, toca una tapadura dental de amalgama, lo más probable es que sientas una leve molestia. El metal aluminio es más activo que los metales que forman la amalgama y forma con ella una verdadera celda galvánica. El aluminio cede electrones que se desplazan hacia la amalgama, lugar donde reduce el oxígeno a agua. La saliva hace el papel de electrólito. Cuando la corriente de electrones alcanza una terminación nerviosa se produce la molestia.
Electrodo positivo
Capa selladora
Cámara de aire Mezcla de carbono y dióxido de manganeso
Cubierta protectora
Pasta de cloruro de amonio y cloruro de cinc Cinc
Separador
Electrodo negativo Varilla de carbono
Esta pila tiene un potencial de 3,0 V y se utiliza en relojes, cámaras fotográficas, calculadoras, etc.
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En la red
Algo más sobre diferentes tipos de pilas.
http://www.google.cl/search?hl=es&q=pila+leclanche&btnG=Buscar+con+Google&meta=
d) Acumulador de plomo
El acumulador está formado por 6 pilas en serie. Cada pila tiene un potencial de 2 V, de tal manera que el voltaje del acumulador es de 12 V. Es una batería recargable, que se usa en vehículos motorizados. Cada celda galvánica está formada por un ánodo de plomo y un cátodo de PbO2. El electrolito es una solución de ácido sulfúrico.
Reacción catódica PbO2(s) + 4H+(ac) + SO
42– (ac) + 2 e– PbSO4(s) + 2H2O(l)
Reacción anódica
Pb(s) + SO42– (ac) PbSO4(s) + 2 e–
ara tener
en cuenta
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Chile es el principal productor de litio a nivel mundial. El 89% del litio que se produce en el mundo proviene de Chile.