Sistemas redox

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En esta práctica se pretende explicar el comportamiento de distintos sistemas redox formados por un metal y una disolución de un ácido o una sal.

En los sistemas redox se puede dar lugar a diferentes procesos, dependiendo de los potenciales normales de cada semipar. En caso de que los potenciales no sean favorables, se puede provocar la reacción aplicando energía eléctrica.[pic]

Cinc metal en contacto con una disolución de ácido clorhídrico 1 M: Se deben preparar 100 ml de ácido clorhídrico 1M. A continuación introducir cinc metálico en 50 ml de dicha disolución y observar el proceso que tiene lugar, teniendo en cuenta que se producirá la siguiente reacción

2HCl + Zn → ZnCl2 + H2

El material empleado en el laboratorio es una disolución deácido clorhídrico 1M en un vaso de precipitado y un electrodo de cinc.

El Zn se oxida desde 0 (metal) a +2 en el ZnCl2
El H se reduce desde +1 (en el HCl) a 0 en el H2

El Zn actúa como reductor
El H+ actúa como oxidante

Las semirreacciones son:
Zn = Zn+2 + 2e- (oxidación)= Potencial= 0,76V
2H+ + 2e- = H2 (reducción)= Potencial= 0,00V
Quesumadas dan:

Zn + 2H+ = Zn+2 + H2 Potencial= 0,76V

El potencial es positivo por lo tanto es una reacción espontánea.

En el laboratorio podemos observar como surgen burbujas cuando se deposita el electrodo en la disolución que se deben al H2 gaseoso producido.

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Cobre metal en contacto con una disolución de ácido clorhídrico 1 M: Introducir unhilo de cobre metálico en 50 ml de la disolución preparada anteriormente y anotar lo que se observa. Repetir el proceso utilizando dos hilos de cobre separados.

2HCl + Cu→ CuCl2 + H2

El material empleado en el laboratorio es una disolución de ácido clorhídrico 1M en un vaso de precipitado y dos electrodos de cobre

El Cu se oxida desde 0 (metal) a +2 en el CuCl2
El H se reduce desde +1(en el HCl) a 0 en el H2

El Cu actúa como reductor
El H+ actúa como oxidante

Cu = Cu+2 + 2e- (oxidación)= Potencial= -0,34V
2H+ + 2e- = H2 (reducción)= Potencial= 0,00V

Cu+ 2H+ = Cu+2 +H2 Potencial= -0,34V

El potencial es negativo, por lo tanto es una reacción no espontánea, por lo que haría falta unacorriente eléctrica para que esta reacción se pudiera producir.
Al introducir el segundo electrodo, seguirá sin producirse la reacción ya que no variará el potencial.

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Conversión de energía eléctrica en energía química
Unir los dos hilos de cobre utilizados en el apartado anterior por medio de una pila de 6V. Indicar lo que se observa en el hilo conectado a cada polo de la pila. Cambiarla polaridad de los hilos de cobre y repetir el proceso anterior, indicando lo que se observa en este caso. Deducir de las observaciones realizadas cuál es el producto de la descomposición del HCl.

El material empleado en el laboratorio es una disolución de ácido clorhídrico 1M en un vaso de precipitado, dos electrodos de cobre, una pila de 6v y dos cables.

2HCl + Cu→ CuCl2 + H2El Cu se oxida desde 0 (metal) a +2 en el CuCl2
El H se reduce desde +1 (en el HCl) a 0 en el H2

El Cu actúa como reductor
El H+ actúa como oxidante

Cu = Cu+2 + 2e- (oxidación)= Ánodo (+) Potencial= -0,34V
2H+ + 2e- = H2 (reducción)= Cátodo (-) Potencial= 0,00V

Cu+ 2H+ = Cu+2 +H2 Potencial= -0,34V

Por lo tanto es una reacción noespontánea, por lo que haría falta una corriente eléctrica para que esta reacción se pudiera producir.

En este experimento lo que hacemos es conectar los dos electrodos de cobre mediante los cables a una pila de 6v > 0,34v. Solo entonces se consigue bombear los electrones de un lado al otro.

En el laboratorio podemos observar como cambian los dos electrodos de cobre, ya que una se oxida (ánodo)...
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