Rodrigo Ricardo

Serie electroquímica: ejemplos y usos

Publicado el 6 octubre, 2021

Serie electroquímica

La serie electroquímica , también conocida como serie de actividad , es una lista de metales enumerados en orden de reactividad decreciente o en orden de facilidad de oxidación decreciente. Los metales en la parte superior de la serie, como los metales alcalinos y los metales alcalinotérreos, son más reactivos o se oxidan más fácilmente que los metales que se encuentran en la parte inferior de la serie. Esto básicamente significa que pueden reaccionar más fácilmente para formar compuestos. Estos metales en la parte superior de la serie de actividades se denominan metales activos .

Los metales en la parte inferior de la serie, como los metales de transición, son muy estables y forman compuestos con menos facilidad. Estos metales, como el cobre y el oro, se utilizan para fabricar monedas y joyas y se denominan metales nobles por su baja reactividad. Los elementos de la serie electroquímica están dispuestos en orden de sus potenciales de electrodo estándar. El potencial de electrodo es el potencial de una celda que tiene un electrodo que actúa como cátodo y el electrodo de hidrógeno estándar (SHE) actúa como ánodo. La reducción siempre tiene lugar en el cátodo y la oxidación en el ánodo.


Serie electroquímica de metales

Mira la serie. ¿Es posible predecir si un determinado metal será oxidado por un ácido? Esta pregunta es de importancia práctica y de interés químico. Por ejemplo, no es aconsejable almacenar una solución de nitrato de níquel en un recipiente de hierro porque la solución se disolverá en el recipiente.

La serie de actividades se puede utilizar para predecir los resultados de las reacciones entre metales y sales metálicas o ácidos. Cualquier metal de la lista puede oxidarse por los iones de los elementos que estamos a punto de discutir. Intentemos comprender esta característica analizando algunos ejemplos.

Oxidación del cobre

El cobre está por encima de la plata en la serie. Por lo tanto, el metal de cobre es oxidado por iones de plata.

Cu (s) + 2 Ag + (aq) → Cu 2+ + 2 Ag (s)

La oxidación del metal de cobre a iones de cobre va acompañada de la reducción de los iones de plata a metal de plata. Por razones similares, el nitrato de cobre (II) produce un color azul en la solución que se produce en la siguiente reacción.

2 AgNO 3 (ac) + Cu (s) → Cu (NO 3 ) 2 (ac) + 2 Ag (s)

Metales por encima del hidrógeno

Solo los metales por encima del hidrógeno en la serie electroquímica pueden reaccionar con los ácidos para formar hidrógeno. Por ejemplo, elementos como el magnesio, el zinc y el níquel reaccionan con el ácido clorhídrico para formar hidrógeno de acuerdo con las siguientes reacciones:

Zn (s) + 2 HCl (ac) → ZnCl 2 (ac) + H 2 (g)

Mg (s) + 2 HCl (ac) → MgCl 2 (ac) + H 2 (g)

Ni (s) + 2 HCl (ac) → NiCl 2 (ac) + H 2 (g)

Electrólisis

Algunas preguntas sobre la electrólisis , o la división de una sustancia al pasar electricidad a través de una solución acuosa de la misma, también se pueden explicar a partir de la serie electroquímica. ¿Qué sucede cuando se electrolizan soluciones acuosas de ciertas sales metálicas? Antes de pasar a la electrólisis, primero definamos y conozcamos lo que significa. Las sustancias iónicas en solución se descomponen en elementos durante la electrólisis. Se liberan diferentes elementos dependiendo de la sustancia iónica particular. En el electrodo negativo (cátodo), los iones cargados positivamente ganan electrones. Esto se conoce como reducción , y dices que los iones se han reducido. En el electrodo positivo (ánodo), los iones cargados negativamente pierden electrones. Esto es oxidación, y dices que los iones se han oxidado. Los iones metálicos y los iones de hidrógeno están cargados positivamente. El hecho de que obtenga el metal o el hidrógeno durante la electrólisis depende de la posición del metal en la serie de reactividad. Es importante tener en cuenta que el metal se producirá si es menos reactivo que el hidrógeno y que se producirá hidrógeno si el metal es más reactivo que el hidrógeno. Entonces, la electrólisis de la solución de cloruro de cobre produce cobre en el electrodo negativo. Pero la electrólisis de la solución de cloruro de sodio produce hidrógeno en el cátodo.

Ejemplos de electrólisis

Nuevamente, usemos algunos ejemplos para discutir y aprender a escribir reacciones de media celda, reacciones de media celda catódicas y anódicas y la reacción de celda general balanceada.

Primero, veamos la electrólisis de la solución de cloruro de sodio. El cloruro de sodio acuoso (NaCl) se ioniza de la siguiente manera:

NaCl (ac) → Na + (ac) + Cl (ac)

Dado que el metal está por encima del hidrógeno en la serie electroquímica, se producirá hidrógeno en el cátodo. En el cátodo, se produce la reducción:

2 H + + 2e → H 2 (g). El hidrógeno gaseoso se desprende en el cátodo

En el ánodo se produce la oxidación:

2 Cl – 2e → Cl 2 (g)

El cloro gaseoso se desprende en el ánodo. Para obtener la reacción general equilibrada, debemos agregar las dos reacciones de media celda. Entonces la reacción general es:

2 H + + 2 Cl → H 2 (g) + Cl 2 (g)

Ahora veamos la electrólisis del cloruro de cobre. El cloruro de cobre (CuCl 2 ) se ionizará como:

CuCl 2 → Cu 2+ (aq) + 2Cl- (aq)

En el cátodo:

Cu 2+ (aq) + 2e → 2 Cu (s)

Cu se deposita en el cátodo. En el ánodo:

2 Cl (ac) – 2e → Cl 2 (g)

El cloro gaseoso se desprende como gas en el ánodo. Entonces la reacción general es:

Cu 2+ (ac) + 2 Cl (ac) → 2 Cu (s) + Cl 2 (g)

Resumen de la lección

Esta lección discutió la serie electroquímica , que es una lista de metales enumerados en orden de reactividad decreciente. Los metales superiores son más reactivos que los inferiores y la facilidad de oxidación aumenta a medida que avanzamos a lo largo de la serie. Hay algunas características importantes para recordar de la serie. Cualquier metal de la lista puede oxidarse por los iones de los elementos que se encuentran debajo. Solo los metales por encima del hidrógeno en la serie electroquímica pueden reaccionar con los ácidos para formar hidrógeno. Tras la electrólisis, el metal se producirá si es menos reactivo que el hidrógeno. Se producirá hidrógeno si el metal es más reactivo que el hidrógeno.

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