ELECTROQUMICA

2/6Qumica Analtica Instrumental Prof. Octavio Reyes Salas

QUMICA ANALTICA INSTRUMENTALEXAMEN PARCIAL MARZO 10 2015DEPARTAMENTO DE QUIMICA ANALITICA

Nombre del alumno _______________________________________________________

En las siguientes preguntas seala, segn sea el caso, la respuesta correcta marcando con una X la aseveracin que corresponda al inciso correcto o indicando el valor de tu respuesta ELECTROQUMICA 1.-- Se entiende por sobretensin catdica ():a) El valor del potencial normal de un sistema redox (Eo).b) El valor de potencial de media onda de un sistema redox (E1/2).c) La diferencia de potencial entre la referencia y el electrodo de trabajo.La diferencia entre el potencial de equilibrio y el que es necesario aplicar para

lograr provocar una reaccin de reduccin La diferencia entre el potencial de equilibrio y el que es necesario aplicar para

lograr provocar una reaccin de oxidacin

2.- La nica aseveracin incorrecta relativa a la celda : Cuo / Cu2+ (0,01M), H+ ( 0,1M) // H+ ( 0,1M), Ag+ (0,0350 M) / Ag o es:

a) El in Ag+ se reduce y el Cu0 se oxida.b) El Cu2+ se reduce y la plata se oxida.c) Al cerrar el circuito se observa el paso de corriente.d) El cobre es el nodo y la plata el ctodo.

Datos: Eo Ag+ / Ago = 0.8 V Cu2+ / Cuo = 0,34 V/ENH. Los sistemas son reversibles

3.-La reaccin electroqumica es:

a) un intercambio de electrones en medio homogneob) la transferencia de carga entre dos especies en solucinc) un intercambio de electrones entre un slido conductor y una especie qumica en disolucin.e) el paso de corriente elctrica entre dos especies en solucin4.- En una celda electroqumica es cierto que:

La barrera de oxidacin est siempre dada por la oxidacin del electrodoCuando una especie es electroactiva en un electrodo, tendr que serlo necesariamente en cualquier otro.El electrolito soporte aumenta el nmero de transporte de la especie electroactiva.En una celda galvnica el potencial del nodo es menor que el del ctodo

5 .- En la tcnica de voltamperometra se utilizan los siguientes electrodos:

a) referencia interna y externa . b) referencia y auxiliar. c) 2 indicadores diferentes d) Indicador , auxiliar y de referencia

6.- Un electrodo selectivo a glucosa ( C6H12O6) presenta la siguiente ecuacin de Nikolski ( extensin de la de Nernst): E = 0.28V+ 0.04 log (Cglucosa). Una muestra de suero humano contiene glucosa a una concentracin de 180 mg/100 mL. Qu potencial tendr una disolucin del suero diluido 1:1 con agua destilada?.

a) 0,280Vb) 0,040 V c) 0,188 V d) 0,172 V

7.- En la siguiente figura se representan los valores de potencial en los cules se presentan seales de corriente ( intensidad-potencial) de los pares redox A / B y C / D sobre un electrodo de platino en medio cido.

De acuerdo a esta informacin es cierto que:a) El sistema A / B es lento.b) El sistema C / D es rpido.c) La barrera andica corresponde a la oxidacin del electrodoe) Las especies A y D podran ser utilizadas para construir una celda galvnica .

8. En una disolucin que contiene I3- y I- ambas en una concentracin 0,1 mol/L se sumerge un electrodo indicador de Au . Al aplicar una diferencia de potencial de 0.54 V utilizando como referencia un electrodo de calomel saturado y suponiendo que el sistema I2 / I- es reversible , se producir: la oxidacin del yoduro la reduccin del yodo la oxidacin del electrodo la dismutacin del yodo

Datos: Eo del sistema I3- / I- = 0, 62 V/ENH ; E ECS/ENH 0 0.24

9. Cules son las variables de las cuales depende la corriente lmite de difusin?

I. Nmero de electrones. II. Coeficiente de difusin de la especie electroactiva III. Concentracin del electrolito soporte IV. Superficie del electrodo V. Concentracin de la especie electroactiva

a) Slo I y V b) Depende de todos c) Slo IV y V d) I, II, IV y V

10. La forma de la curva intensidad-potencial (I/E), a pH=0 y sobre un electrodo de platino, obtenida para el efluente contaminante de una fbrica curtidora de pieles (en la cual se utilizan compuestos de cromo) es la que a continuacin se muestra:

Se conoce que los potenciales normales de los sistemas del cromo son: E0 Cr2O72-/Cr3+ = 1.33 V/ENH ; E0 Cr3+/Cr2+ = - 0.41 V/ENHSe considera que el valor de kD es igual para todas las especies de cromo solubles del cromo (kD = 0.01 A mol -1 L) La(s) especie(s) de cromo presente(s) en la disolucin es (son):

Cr2O72- y Cr2+ b) Cr3+ c) Cr2+ d) Cr2+ y Cr

11. Una disolucin, que contiene dos substancias oxidables (A y B) y KCl 0,1 mol/L como electrolito soporte, presenta el voltamperograma que se muestra a continuacin. Ambas sustancias tienen el mismo coeficiente de difusin y su oxidacin requiere el mismo nmero de electrones. La sustancia A se oxida ms fcilmente que B; adicionalmente se conoce que la concentracin de A es 4,0. 10-4 mol/LM

E V/ENH

Con respecto al voltamperograma anterior es falso que

a)El potencial de media onda de A es igual 0,7 V/ENH b) El potencial de media onda de B es igual a 1,21V/ENHc) La concentracin de B es igual a 2,5 x 10-4 d) La concentracin de B es igual a 6,0 x 10-4

12. Del estudio polarogrfico de un compuesto inorgnico a pH controlado se obtuvieron los siguientes resultados del anlisis de regresin lineal de la grfica: E= f [Iox-I/I] m=0.0199 V, b=1.0 y r= 0.9998 Cul es el nmero de electrones involucrados en esta reaccin electroqumica reversible ?

a) 1 b) 2c) 3d) 4 13. Una muestra de vitamina B12, disuelta en un volumen de 20,0 mL fue analizada por voltamperometra en rgimen de difusin convectiva y present una i = 15 A . Cuando a esta disolucin se le adicion 1.0 mL de un estndar 15mol/L , el valor de la corriente fue =25 A.La concentracin de la vitamina en la muestra es:a) 1.0 mol/Lb) 22,7 mol/Lc) 25 mol/Ld) 2 mol/L

14.-El Pb(II) se reduce sobre EGM, el valor de E1/2 es -0.40V. Un nuevo ligante forma un complejo 1 a 1 con el plomo. A pL = 0, el E1/2 = -0.52V. El valor de log Kf del complejo formado es:a) 2 b)4c) 10d) 6e) 0.3

15.- Una disolucin que contiene 276 mg de 2,4 dinitrofenol (C6H4N2O5 ) se reduce cuantitativamente (con un 100% de eficiencia) sobre un ctodo de mercurio.La reduccin se lleva a cabo con una intensidad de corriente de 2.0 A en un tiempo de 14 min 29 seg. El nmero de electrones que se intercambian en la reduccin realizada es igual a. a) 6 b) 12 c) 18 d) 24

16.- Las curvas I = f (E) obtenidas para la reduccin de una disolucin 0.001 M de tetracloruro de carbono en metanol, utilizando un electrolito soporte adecuado, un electrodo de mercurio como indicador y otro de calomel saturado como referencia , se muestran a continuacin. Estas curvas muestran que la reduccin se realiza en dos etapas sucesivas que corresponden a las siguientesreacciones:CCl4 + e- + H+ CHCl3 +Cl- y CHCl3 + 3e- + 3H+ CH4

Si a 100 mL de esta muestra se aade 1 mL de una disolucin 0.100 M de CHCl3, se deber observar que:

a ) La corriente lmite de la primera onda aumenta 1 mA y la de la segunda 4mAb) La segunda onda aumenta 3 mA y la primera no cambiac) La segunda onda aumenta a una corriente total de 14 mA y la primera no cambiad) Las dos seales aumentan 2 mA cada una

17. Al observar las curvas del problema anterior, Ramn Fernndez, brillante egresado de la Facultad de Qumica, se dio cuenta que esta informacin le permitira detectar el contenido de CHCl3 y CCl4 en los efluentes desechados por una fbrica de compuestos orgnicos que los contena (junto con otros materiales orgnicos no electroactivos). Tom 50.0 mL de una muestra del efluente, aadi el electrolito soporte y diluy con metanol hasta completar un volumen de 100 mL. Con esta disolucin y sin trazar el polarograma completo, midi la corriente lmite en los potenciales de 1.4 y 2.2 V. Obtuvo unas corrientes lmites de 5 y 25 mA, respectivamente. Adicion 5 mL de un estndar de CCl4 en metanol, en concentracin 100 ppm y observ que las corrientes totales aumentaban hasta 10 y 45 mA, respectivamente. De esta informacin Ramn concluy que la concentracin de ambas substancias en la disolucin medida y en la muestra original era de: Disolucin medida CCCl4 = ; CCHCl3 =Muestra original CCCl4 = ; CCHCl3 =

18.- Finalmente repiti el procedimiento anterior con otra muestra de 50.0 mL que pes previamente antes de aadirle el electrolito soporte y diluir con metano. El peso de la muestra fue de 0.250 g Esta informacin le permiti determinar que el porcentaje en peso de CHCl3 y CCl4 era:

% CCl4 =

% CHCl3 =

19.- En la siguiente figura se muestra la evolucin de las curvas I vs E en la valoracin de Fe2+ con Ce4+ ( X representa la fraccin del reactivo aadido con respecto a la concentracin inicial de Fe2+)

El punto final de esta valoracin puede ser detectado amperomtricamente

a) Al realizar las medidas de intensidad de corriente en un valor de potencial constante de la zona A b) Al realizar las medidas de intensidad de corriente en un valor de potencial constante de la zona B c) Al realizar las medidas de intensidad de corriente en un valor de potencial constante de la zona Cd) No es posible detectar el punto final en ningn valor de potencial

20.- El Ti (III) puede ser valorado con Fe (III). Los valores de E ( V / ENH ) a pH= 0 se indican a continuacin. Tambin se indica el valor del potencial del electrodo de calomel con respecto al ENH

SistemaE ( V / ENH )E ECS/ENH Ti ( IV ) / Ti ( III )0.20

Fe( III ) / Fe ( II )0.770.24 V Cules son las curvas s intensidad - potencial que se obtendrn en el curso de la valoracin del Ti(III) , considerando que todas las especies son electro activas y que ambos sistemas son rpidos (nernstianos) :

6.- Indica cul ser la forma de la curva de valoracin potenciomtrica que se obtendr con un electrodo indicador de platino y uno de referencia de calomel saturado. Indica los valores de E que se obtendrn en las zonas de amortiguamiento de potencial