Universidad Nacional Autnoma de Mxico

Facultad de Qumica

Laboratorio de Qumica Analtica I

Practica 2 - Construccin de escalas de potencial y su aplicacin a la prediccin de reacciones

Autores: Hernndez Rivera MarianaPineda Ramos DanielMiguel Flores Cristofer Alejandro

Profesor: Garca Cicourel Alan Rodrigo

Grupo: 4

Fecha de realizacin de la prctica: lunes 17 de febrero de 2014

Fecha de entrega de reporte: lunes 03 de febrero de 2014

ResultadosExperimento 1 Determinacin de fuerza reductoraTabla 1. Resultados de la primera parte experimental.Tubo 15ml de CuSO4 + clavoSe observa la formacin de xido en el clavo.

Tubo 25mL de ZnSO4 + clavoDespus de cinco minutos que estuvieron en contacto, se empieza a oxidar

Cuestionario 11. Despus de haber echo tus observaciones, da una explicacin a los fenmenos observados. Cmo podras identificar inequvocamente a la sustancia depositada sobre el clavo del tubo 1? Las sustancias que reaccionaron fueron CuSO4 y Fe (el clavo), cuando stas reaccionan, el cobre que se encuentra es solucin como Cu2+ se reduce a Cu0 que es el slido formado alrededor del clavo.Basta mirar el clavo del punto 3 del procedimiento para saber si ocurri algn cambio?por qu?En el tubo 2 no ocurri ningn cambio, esto se debe a que el Zn tiene un potencial estndar menor que el del cobre y menor que el del hierro, por lo que no puede producir una reaccin poco cuantitativa.2. Determina la fuerza reductora relativa de Fe, Cu y ZnOxidante ms fuerte

Oxidantes Zn2+ Fe2+ Cu2+ -0.76 -0.45 0.34 Reductor ms fuerte

Zn0 Fe0 Cu0ReductoresFuerza reductora Zn>Fe>Cu

Problema 2Tabla 2. Valores obtenidos de la diferencia de potencialCelda E (V)QK

Zn|Zn2+||Fe2+|Fe0.5181.84x1017

Zn|Zn2+||Cu2+|Cu1.0673.68x1035

Fe|Fe2+||Cu2+|Cu0.5553.16x1018

Cuestionario 21. Representa en un diagrama cada una de las celdas que construiste, indicando claramente el nodo, el ctodo y la direccin en la que fluyen los electrones.Zn|Zn2+||Fe2+|FeFe2+ZnFee- e- 0.518 e- e- Zn2+

Zn|Zn2+||Cu2+|CuCuZn2+ZnCu2+e- e- 1.067 e- e-

Fe|Fe2+||Cu2+|Cue- e- 0.555 e- e- Cu2+CuFe2+Fe

2. Describe cada una de las pilas representadas en el inciso anterior, de acuerdo a la nomenclatura aceptada por la IUPAC. Zn|Zn2+(1M)||Fe2+(1M)|Fe Zn|Zn2+(1M)||Cu2+(1M)|Cu Fe|Fe2+(1M)||Cu2+(1M)|Cu3. Con base en los datos de diferencia de potencial, establece una escala de potencial en donde se representen los tres pares redox propuestos en el experimento, indicando claramente su fuerza xido reductora relativa. Compara y discute estos resultados con los que generaste despus de resolver el problema 1.Oxidantes Oxidante ms fuerte

Zn2+ Fe2+ Cu2+ -0.76 -0.45 0.34 Reductor ms fuerte

Zn0 Fe0 Cu0ReductoresEsta escala es igual a la planteada en el problema 1.

4. Empleando la escala propuesta en el inciso 3 de este cuestionario, plantea las reacciones redox balanceadas que pueden ocurrir espontneamente entre las especies de los pares redox estudiados.Fe + Cu2+ Fe2+ + CuZn + Cu2+ Zn2+ + CuZn + Fe2+ Zn2+ + Fe5. Escrbase la ecuacin de Nernst para cada semirreaccin propuesta.Cu2+ + 2e- Cu0 E= ECu2+|Cu0 + 0.06/2 log(Cu2+)Fe2+ + 2e- Fe0 E= EFe2+|Fe0 + 0.06/2 log(Fe2+)Zn2+ + 2e- Zn0 E=EZn2+|Zn0 + 0.06/2 log(Zn2+)6. Calcula las constantes de las reacciones propuestas, tomando en cuenta los datos experimentales. Fe + Cu2+ Fe2+ + Cu

*Clculo con datos tericos E= E nodo E ctodoE= ECu2+|Cu0 - EFe2+|Fe0 = 0.34 - (-0.45) = 0.79 V

Zn + Cu2+ Zn2+ + Cu

*Clculo con datos tericosE= ECu2+|Cu0 - EZn2+|Zn0 = 0.34 - (-0.76) = 1.1 V

Zn + Fe2+ Zn2+ + Fe

*Clculo con datos tericosE= EFe2+|Fe0 - EZn2+|Zn0 = -0.44-(-0.76) = 0.32 V

Problema 3Tabla 3. Valores obtenidos de la diferencia de potencial para el tercer procedimiento.PAR REDOXE (V)/ respecto a calomel

Ag+|Ag0.437

Fe3+|Fe2+0.406

Cu2+|Cu0.034

NO3-|NO2-0.446

Fe2+|Fe-0.565

Ni2+|Ni-0.131

Cuestionario 31. Dibuja diagramas que representen cada una de las celdas que construiste.

Ag+|AgCu2+|Cu

e- e- e- e- e- e- e- e- CuCu2+Ag+AgCalomelCalomel

Fe3+|Fe2+Ni2+|Ni

e- e- e- e- FeSO4 + Fe(NO3)3Electrodo de platinoNi2+NiCalomelCalomel

NO3-|NO2-Fe2+|Fe

Solucin de Fe(II) + H2O destiladaFeNaNO2 + KNO3Electrodo de platinoCalomelCalomel

2. Describe cada una de las celdas representadas en el inciso anterior, de acuerdo con la nomenclatura aceptada por la IUPAC.Tengo dudas de cmo escribir esto3. Con base en los datos de diferencia de potencial, establece una escala en donde se representen los pares redox propuestos en el experimento, indicando claramente su fuerza xido reductora relativa.

Fe2+ Ni2+ Cu2+ Fe3+ Ag+ NO3-Oxidante ms fuerte

-0.315 -0.119 0.284 0.656 0.687 0.696 EReductor ms fuerte

Fe0 Ni0 Cu0 Fe2+ Ag0 NO2-

4. Transforma los valores de potencial obtenidos experimentalmente, respecto al electrodo de calomel, a los que se tendran con respecto al electrodo normal de hidrgeno (ENH). Para ello, a los valores experimentales, smales 0.250 V que es el potencial que tiene el electrodo de calomel respecto al ENH.

Tabla 4. Valores calculados de la diferencia de potencial respecto al electrodo normal de hidrgenoPAR REDOXE (V) respecto al electrono normal de hidrgeno ENH

Ag+|Ag0.687

Fe3+|Fe2+0.656

Cu2+|Cu0.284

NO3-|NO2-0.696

Fe2+|Fe-0.315

Ni2+|Ni-0.119

5. Con los nuevos valores de potencial, construye una nueva escala (E/ENH), en donde se representen los pares redox propuestos en el experimentoOxidante ms fuerte

Fe2+ Ni2+ Cu2+ Fe3+ Ag+ NO3--0.315 -0.119 0.284 0.656 0.687 0.696 EReductor ms fuerte

Fe0 Ni0 Cu0 Fe2+ Ag0 NO2-

6. Escribe las ecuaciones de Nernst para cada semirreaccin propuesta.Fe2+ + 2e- Fe0 E= EFe2+|Fe0 + 0.06/2 log(Fe2+)Ni2+ + 2e- Ni0 E= ENi2+|Ni0 + 0.06/2 log(Ni2+)Cu2+ + 2e- Cu0 E= ECu2+|Cu0 + 0.06/2 log(Cu2+)Fe3+ + e- Fe2+ E= EFe3+|Fe2+ + 0.06 log(Fe3+/Fe2+)Ag+ + e- Ag0 E= EAg2+|Ag0 + 0.06 log(Ag+)NO3- + 2e- NO2- E= ENO3-|NO2- + 0.06/2 log(NO3-/NO2-)

7. Empleando la escala propuesta en el inciso 5, plantea las reacciones redox balanceadas que pueden ocurrir espontneamente

Reacciones que pueden ocurrir con Ag+/ Ag

Reacciones que pueden ocurrir con Fe3+/ Fe2+

Reacciones que pueden ocurrir con Cu2+/ Cu

Reacciones que pueden ocurrir con Ni2+/ Ni

Reacciones que pueden ocurrir con NO3- / NO3-

8. Calcula las constantes de las reacciones propuestas, tomando en cuenta los puntos anteriores.

Reacciones que pueden ocurrir con Ag+/ AgConstantes de Equilibrio

Reacciones que pueden ocurrir con Fe3+/ Fe2+

Reacciones que pueden ocurrir con Cu2+/ Cu

Reacciones que pueden ocurrir con Ni2+/ Ni

Reacciones que pueden ocurrir con NO3- / NO3-

9. Compara los valores de las constantes de cada reaccin e indica tus conclusiones al respecto.Al ser mayor el valor de la constante de equilibrio quiere decir que es ms cuantitativa, y la constante de equilibrio est relacionada con el nmero de moles y la diferencia de potencial. Es decir, mientras haya ms intercambio de moles con una diferencia de potencial elevada, la constante de equilibrio aumentar y ser ms cuantitativa la reaccin.Esto lo podemos observar en los resultados, donde las reacciones que son ms cuantitativas son las siguientes (de cada seccin anterior):Reacciones que pueden ocurrir con Ag+/ Ag

Reacciones que pueden ocurrir con Fe3+/ Fe2+

Reacciones que pueden ocurrir con Cu2+/ Cu

Reacciones que pueden ocurrir con Ni2+/ Ni

Reacciones que pueden ocurrir con NO3- / NO3-

Las cuales, la mayora son con el par Fe2+/ Fe, que es el par ms oxidante. Lo que significa que tienen una mayor diferencia de potencial entre cada par y reafirmamos lo anteriormente dicho.10. Con base en los datos experimentales de diferencia de potencial obtenidos para cada pila propuesta en el problema No.2 y los datos necesarios obtenidos en el problema No. 3 Calcula el potencial de los pares Zn2+|Zn, Fe2+|Fe y Cu2+|CuPar redoxE calculado

Fe2+|Fe0.07

Cu2+|Cu0.23

Zn2+|Zn-0.33