Construcciones de escala de potencial y su aplicacion a la prediccion de reacciones

PRACTICA N.2
CONSTRUCCION DE ESACALAS DE POTENCIALY SU APLICACIÓN A LA PREDICCION DE REACCIONES

CUESTIONARIO No. 1.
1. Después de haber hecho tus observaciones, da una explicación de los fenómenos observados. ¿Cómo podrías identificar inequívocamente a la sustancia depositada sobre el clavo; usando el punto dos del procedimiento del problema 1? ¿Basta mirar el clavo del punto tres delprocedimiento para saber si ocurrió algún cambio? ¿Por qué?

Es claro que la solución con cobre fue en donde ocurrió una reacción de oxido-reducción con el clavo, más que nada por la capa de color rojiza depositada sobre el clavo y el cambio de color en la disolución. Como en la otra disolución no ocurrió cambio aparente podemos decir que no ocurre reacción alguna. Esto en términos químicos se puedeexpresar de la siguiente manera:

2+ 2+ 2+ Reacción posible de llevarse a cabo:
Fe + Cu2+ Fe2+ + Cu

Para que una reacción sea posible debe reaccionar el agente más oxidante con el agente más reductor, en este caso elCu2+ y el Fe0; en cambio el Zn2+ y Fe0 son agentes oxidante y reductor débiles respectivamente, por lo cual no se lleva acabo reacción alguna.
Para el tubo 1 de CuSO4 y el clavo:
Fe + Cu2+ Fe2+ + Cu0
La capa rojiza que se deposita en el clavo es Cu0, el cual se redujo en la reacción.

2. Determina la fuerza reductora relativa de Fe0, Cu y Zn.

En base a lorealizado experimentalmente el reductor más fuerte es el zinc (Zn), seguido por el hierro (Fe) y el cobre (Cu) que es el reductor más débil.

CUESTIONARIO No. 2.
1. Representa en un diagrama cada una de las celdas que construiste, indicando claramente el ánodo y el cátodo; así como la dirección en la que fluyen los electrones.
a)

b)

c)

2. Describa cada una de las pilas representadas enel inciso anterior, de acuerdo a la nomenclatura aceptada por la IUOPAC.

1. Zn°|Zn(NO3)2(ac) (1M)| |FeSO4(ac) (1M)|Fe°
Ánodo Cátodo
a) Zn°|Zn(NO3)2(ac) (1M)| |Cu(NO3)2(ac) (1M)|Cu°
Ánodo Cátodo
b)Fe°|FeSO4(ac) (1M)| |Cu(NO3)2(ac) (1M)|Cu°
Ánodo Cátodo
3. 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 oxido-reductora relativa. Compara y discute estos resultados con los quegeneraste después de resolver el Problema No.1.

1.086 V

2+ 2+ 2+

0.430 V 0.60 V

Con base en esta escala se puede predecir que el punto 2 del Problema No. 1, se podía llevar a cabo ya que, sus valores están colocados en la escala de la forma que prediceuna reacción (Oxidante Fuerte + Reductor Fuerte) espontanea, mientras que en el otro punto no podía efectuarse.

4. Empleando la escala propuesta en el inciso tres de este cuestionario, plantea las relaciones redox balanceadas que pueden llevarse a cabo espontáneamente entre las especies de los pares redox estudiados.


a) Cu2+ + Zn° Cu° + Zn2+

b) Cu2+ + Fe°Cu° + Fe2+

c) Fe2+ + Cu° Fe° + Cu2+


5. Escribe las ecuaciones de Nerst para cada semirreacción propuesta.

a) Cu2+ + 2e- Cu° (Cátodo)
E = 0.39 + (0.06/2)log(1.0) = 0.34 V
b) Zn° Zn2+ + 2e- (Ánodo)
E = -0.76 + (0.06/2)log(1.0) = -0.76 V
En base a esto:
Cu2+ + Zn° Cu° + Zn2+
ETotal = ECátodo –...