Fortaleza de los Agentes Oxidantes y Reductores

La fortaleza de los agentes oxidantes y reductores están indicadas por sus potenciales de electrodo estándar. Un ejemplo de la tabla de potenciales estándares muestra los extremos de la tabla.

Los valores para las entradas de la tabla son los potenciales de reducción, de modo que el litio en la parte superior de la lista tiene el número más negativo, lo que indica que es el agente reductor más fuerte. El agente oxidante más fuerte es el flúor, con el mayor número positivo de potencial de electrodo estándar.

Energía Libre y Potenciales de Electrodo

El potencial de célula de una célula voltaica es una medida de la cantidad máxima de energía por unidad de carga que está disponible para realizar trabajo, cuando la carga se transfiere a través de un circuito externo. Este trabajo máximo es igual al cambio en la energía libre de Gibbs, ΔG, en la reacción. Estas relaciones se pueden expresar como

donde n es el número de electrones transferidos por mol, y F es la constante de Faraday.

Considérese la histórica pila Daniell en la que se utilizaban zinc y cobre como electrodos. Los datos de la tabla de potenciales de electrodo estándar es

El potencial de célula estándar es entonces E^°_célula = 1,1 voltio y se transfieren 2 electrones por mol de reactivo. El cambio en la energía libre es entonces

También se puede utilizar esta relación con la energía libre en la dirección opuesta. A partir de la tabla de cantidades termodinámicas, los cambios de energía libre de los iones en condiciones normales son

Puesto que se produce el ion Zn, y el ion Cu se reduce en el proceso de la célula, el cambio neto en la energía libre es -212 kJ/mol, como se obtuvo anteriormente. A partir de estos cambios de energía libre, se podría haber calculado el potencial de célula de 1,1 voltios, invirtiendo el cálculo anterior

Potenciales de Electrodo y Constantes de Equilibrio

El potencial de una célula voltaica, es una medida de la cantidad máxima de energía por unidad de carga que está disponible para realizar trabajo, cuando la carga se transfiere a través de un circuito externo. Este trabajo máximo es igual al cambio en la energía libre de Gibbs, ΔG, en la reacción. Estas relaciones se pueden expresar como

donde n es el número de electrones transferidos por mol y F es la constante de Faraday.

Este cambio de energía libre también puede estar relacionado con la constante de equilibrio K

La combinación de estas relaciones nos permite expresar el potencial de célula en términos de la constante de equilibrio.

Considérese la histórica pila Daniell en el que se utilizaban zinc y cobre como electrodos. Los datos de la tabla de potenciales de electrodo estándar es

El potencial de célula estándar es entonces E^°_célula = 1,1 voltios y se transfieren 2 electrones por mol de reactivo. La relación de la constante de equilibrio es entonces

Este extremadamente alto valor de la constante de equilibrio confirma que la reacción de la célula de Daniell es de hecho espontánea, y que va a proseguir hasta que se agoten los reactivos.