Ecuación de Nernst: número de electrones n
Celda Zn–Cu, con E° y [Zn²⁺] conocidos. Mida E a varios [Cu²⁺]; la aproximación lineal de E frente a ln Q da n a partir de la pendiente −RT/nF.
Objetivo
Determinar n a partir de E = E° − (RT/nF) ln Q. La pendiente de E frente a ln Q es −RT/nF, de modo que n = −RT/(F · pendiente).
Material
- Celda Zn–Cu
- E°, [Zn²⁺] y T conocidos
- Voltímetro
- Solución de [Cu²⁺]
Experimento
Teoría
Para Zn + Cu²⁺ → Zn²⁺ + Cu se tiene Q = [Zn²⁺]/[Cu²⁺] y n = 2. T = 25 °C y E° son conocidos. El montaje oculta E, Q y el valor de Nernst ya calculado. Esto no es el potasio de membrana (58 mV/década).
Procedimiento
- [Zn²⁺], T y E° están fijos y son conocidos. Cambie solo [Cu²⁺].
- Registre. El voltímetro anota E con un pequeño ruido. No hay E ni Q en vivo.
- En la tabla se calculan Q = [Zn²⁺]/[Cu²⁺] y ln Q. Repita para no menos de 6 concentraciones de cobre, aproximadamente de 0,02 a 2,0 M.
- Haga la aproximación lineal de E frente a ln Q; n = −RT/(F · pendiente). Compare con el valor de referencia.
Conclusión
El n hallado coincide con dos electrones de la pila Zn–Cu. Las principales incertidumbres: ruido del voltímetro e idealización de las actividades.