Objetivos de aprendizaje
- Comprender los conceptos del tema y conectarlos con modelos químicos.
- Usar ecuaciones, constantes y unidades con condiciones de validez.
- Resolver problemas representativos e interpretar resultados.
- Aplicar el contenido a laboratorio, ambiente, materiales o tecnología según corresponda.
Redox
Oxidación es pérdida de electrones y reducción es ganancia. El agente oxidante se reduce; el agente reductor se oxida. Los números de oxidación permiten seguir electrones formalmente.
Celdas galvánicas
Una celda galvánica convierte energía química en eléctrica. La oxidación ocurre en el ánodo y la reducción en el cátodo. El puente salino mantiene neutralidad eléctrica.
Potenciales estándar
El potencial estándar de celda se calcula como $$E^\circ_{celda}=E^\circ_{cátodo}-E^\circ_{ánodo}$$. Si es positivo, la reacción es espontánea en condiciones estándar.
Electrólisis
Una celda electrolítica usa energía eléctrica para forzar una reacción no espontánea. Las leyes de Faraday relacionan carga, moles de electrones y masa depositada.
Ejemplo guía
Cómo estudiar este capítulo
Tomá una situación concreta, identificá especies químicas, escribí la relación cuantitativa central, revisá unidades y preguntá qué predice el modelo. En temas de equilibrio, compará estado inicial y final; en temas energéticos, revisá signos; en temas de soluciones, verificá concentración y volumen; en temas de materiales, conectá estructura con propiedad.
Recurso interactivo
Usá el applet asociado para visualizar el fenómeno o comprobar tendencias, y Calculas para revisar operaciones.
Abrir appletAbrir CalculasErrores frecuentes
| Error | Control |
|---|---|
| Aplicar una fórmula sin revisar supuestos. | Identificar si el sistema es ideal, diluido, en equilibrio, estándar o aproximado. |
| Perder unidades o usar volumen en mL cuando la ecuación requiere L. | Escribir unidades en cada paso. |
| Confundir cantidad inicial con cantidad de equilibrio o final. | Separar datos iniciales, cambios y resultados. |
| Interpretar números sin sentido químico. | Comprobar signo, orden de magnitud y coherencia material. |
Autoevaluación y uso docente
- Balancear redox simple.
- Identificar ánodo y cátodo.
- Calcular $E^\circ_{celda}$.
- Distinguir celda galvánica y electrolítica.
Para clase
Conviene comenzar con un fenómeno observable, formalizar el modelo, resolver un ejemplo numérico y cerrar con una pregunta conceptual que obligue a justificar la predicción.
Fuentes de referencia
- Química, Raymond Chang y Kenneth A. Goldsby, capítulos sobre soluciones, cinética, equilibrio, ácidos y bases, termodinámica, electroquímica, química nuclear y ambiental.
- Química: La ciencia central, Brown, LeMay, Bursten y colaboradores, capítulos sobre disoluciones, cinética, equilibrio, electroquímica, nuclear y química ambiental.
- Química General, McMurry y Fay, capítulos sobre soluciones, equilibrio, termodinámica, electroquímica y química descriptiva.
- Química 2e, OpenStax, unidades sobre soluciones, cinética, equilibrio, ácidos-base, termodinámica, electroquímica y química nuclear.