¿Por qué el ánodo está siempre a la izquierda?

Tras elegir las dos semiceldas, el dibujo se reordena de modo que la oxidación quede a la izquierda y la reducción a la derecha. Si los metales son distintos, es el par de menor E°; en una celda de concentración, el lado más diluido. Así se suele dibujar el sentido de e⁻ por el cable externo, del ánodo al cátodo.

¿Cómo se arma Q para el par Zn y Ag⁺/Ag?

La reacción se balancea por el número de electrones: Zn + 2Ag⁺ → Zn²⁺ + 2Ag, n = 2; las fases sólidas no entran en Q: Q = [Zn²⁺]/[Ag⁺]².

¿Por qué el voltaje puede no coincidir con el de un experimento?

En la realidad hay potenciales de unión, las actividades no coinciden con la molaridad, y hay procesos secundarios y pasivación del electrodo. Aquí se usan E° idealizados y concentraciones en lugar de actividades.

¿Qué pasa si ambas semiceldas son el mismo metal?

Es una celda de concentración: E°cell = 0, pero E_cell = −(RT/nF) ln([Mⁿ⁺]_ánodo/[Mⁿ⁺]_cátodo). El lado diluido es el ánodo (el metal se disuelve); el concentrado, el cátodo (los iones se depositan). Si las concentraciones son iguales, E_cell = 0.

Celda galvánica

Dos semiceldas, puente salino, voltímetro; E° y FEM de la celda por la ecuación de Nernst a partir de las concentraciones.

Celda galvánica

Elija dos pares «ion/metal» (E° de reducción frente al ENH). El ánodo (oxidación) y el cátodo (reducción) se asignan solos; a la izquierda siempre el ánodo. Un mismo metal y distintos [ion] — celda de concentración. Las concentraciones entran en Q; E_cell por la ecuación de Nernst para la reacción balanceada.

Los deslizadores de [ion] corresponden a las semiceldas A y B del menú, no al «vaso izquierdo/derecho» del dibujo. Q empareja sola las concentraciones con la química del ánodo y del cátodo. A la izquierda siempre el ánodo.

Semicelda A

Semicelda B

[ion] en la disolución A (mol/L)1 M

[ion] en la disolución B (mol/L)1 M

Temperatura T (K)298.15

Reacción de la celda

Zn + Cu²⁺ → Zn²⁺ + Cu

Q = [Zn²⁺] / [Cu²⁺]

Plantillas

Atajos de teclado

R — restablecer: Zn | Cu, 1 M, 298 K

Magnitudes medidas

ÁnodoZn

CátodoCu

E°cell1.100 V

E_cell1.1000 V

Q1.000e+0

n (e⁻ en la reacción neta)2

Sobre el modelo

La celda galvánica convierte una reacción de oxidación-reducción espontánea en corriente por el circuito externo. El esquema son dos semiceldas, un puente salino, electrodos metálicos y un voltímetro. Se eligen dos pares «ion del metal / metal» (valores de aula de E° de reducción frente al ENH). El ánodo (oxidación) queda a la izquierda y el cátodo (reducción) a la derecha: si los metales son distintos, el ánodo es el par de menor E°; si es el mismo metal con concentraciones distintas, el lado diluido es el ánodo (celda de concentración). Las concentraciones entran en el cociente de reacción Q; la ecuación de Nernst E_cell = E°cell − (RT/nF) ln Q da la FEM. En el puente, de forma esquemática, los cationes van hacia el cátodo y los aniones hacia el ánodo. Las actividades se sustituyen por concentraciones; se omiten los potenciales de unión y la polarización.

Para quién: Bachillerato e inicio de facultad: oxidación-reducción, potenciales estándar, ecuación de Nernst.

Conceptos clave

celda galvánica
ánodo y cátodo
potencial estándar de reducción
puente salino
FEM
ecuación de Nernst
cociente de reacción Q
celda de concentración

Cómo funciona

Dos semiceldas, puente salino y voltímetro; ánodo a la izquierda (menor E°), cátodo a la derecha. E°cell y E_cell por la ecuación de Nernst a partir de las concentraciones iónicas y la temperatura. Plantillas: pila de Daniell, Fe|Cu, Zn|Ag. Si |E_cell| es apreciable, los electrones circulan por el cable externo.

Fórmulas principales

E°cell = E°cátodo − E°ánodo (ambos como reducción frente al ENH)

E_cell = E°cell − (RT / nF) ln Q

Preguntas frecuentes

¿Por qué el ánodo está siempre a la izquierda?: Tras elegir las dos semiceldas, el dibujo se reordena de modo que la oxidación quede a la izquierda y la reducción a la derecha. Si los metales son distintos, es el par de menor E°; en una celda de concentración, el lado más diluido. Así se suele dibujar el sentido de e⁻ por el cable externo, del ánodo al cátodo.
¿Cómo se arma Q para el par Zn y Ag⁺/Ag?: La reacción se balancea por el número de electrones: Zn + 2Ag⁺ → Zn²⁺ + 2Ag, n = 2; las fases sólidas no entran en Q: Q = [Zn²⁺]/[Ag⁺]².
¿Por qué el voltaje puede no coincidir con el de un experimento?: En la realidad hay potenciales de unión, las actividades no coinciden con la molaridad, y hay procesos secundarios y pasivación del electrodo. Aquí se usan E° idealizados y concentraciones en lugar de actividades.
¿Qué pasa si ambas semiceldas son el mismo metal?: Es una celda de concentración: E°cell = 0, pero E_cell = −(RT/nF) ln([Mⁿ⁺]_ánodo/[Mⁿ⁺]_cátodo). El lado diluido es el ánodo (el metal se disuelve); el concentrado, el cátodo (los iones se depositan). Si las concentraciones son iguales, E_cell = 0.

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