¿Qué es el potencial de electrodo?

El potencial de electrodo es el potencial combinado de dos electrodos que sufren reacciones en una célula. Típicamente medido en voltios, puede diferir según las sustancias de las que están hechos los electrodos. El hidrógeno a menudo se considera el estándar, con un potencial de cero voltios, a partir del cual se comparan las reacciones de otros elementos. Los procesos electroquímicos se pueden predecir al comprender el potencial de electrodo de un material, al igual que las posibilidades de que se corroa en circunstancias particulares. También llamado Fuerza Electromotriz (EMF), este potencial generalmente se mide usando una celda galvánica, que consta de dos cámaras, cada una con un electrodo y conectadas por un trozo de papel llamado puente de sal.

La corriente eléctrica de una celda generalmente se mide con un voltímetro. Puede que no haya corriente; La diferencia de potencial entre los electrodos, en este caso, suele ser la misma que la EMF de toda la célula. El EMF generalmente se mide a una temperatura de 77 ° F (aproximadamente 25 ° C) y una presión atmosférica típica del nivel del mar. Tales condiciones se utilizan para medir el potencial de electrodo estándar en una configuración de dos medias celdas. Un electrodo de hidrógeno está típicamente en un lado de este diseño, mientras que el potencial del uno en el otro lado generalmente se determina mediante un experimento.

Una vez que se deriva este valor estándar, se puede predecir cómo reaccionará una sustancia. Por lo general, cuanto mayor sea el valor negativo del potencial, más probable es que el elemento se disuelva en una solución. A menudo no se observa reacción en metales no reactivos. Estos se colocan típicamente en la parte inferior de una tabla de potencial de electrodo estándar, que identifica el EMF de diferentes tipos de elementos. Los elementos generalmente están ordenados por su tendencia a reaccionar, por lo que los que tienen carga positiva están más arriba porque reaccionan con más frecuencia que las sustancias con carga negativa.

Las condiciones estándar no siempre están disponibles, por lo que se puede usar un cálculo llamado ecuación de Nernst para determinar el potencial del electrodo. Da cuenta de la temperatura, una constante de gas, cuántas partículas llamadas electrones se transfieren y la concentración de iones. Si bien el hidrógeno es la referencia estándar, los elementos que se usan con frecuencia para los electrodos incluyen zinc y cobre, hierro, aluminio o calcio.

El potencial de electrodo de cada uno de estos elementos se utiliza para calcular el voltaje de una celda galvánica. A veces se usa un cálculo separado de las semirreacciones atómicas para derivar el EMF también. Por lo tanto, el proceso de determinar el potencial de los electrodos puede requerir una comprensión de los principios científicos y de las matemáticas.