Electroquimica

Química General e Inorgánica I – Trabajo Práctico Nº 10 – 1er. cuatrimestre de 2004

TRABAJO PRACTICO Nº 10 REACCIONES REDOX Y CELDAS ELECTROQUIMICAS
Objetivo
Estudiar la espontaneidad de reacciones rédox. Determinar la fuerza relativa de agentes oxidantes y reductores. Medir la fuerza electromotriz (f.e.m.) de una serie de pilas formadas por electrodos metálicos en soluciones de sus propiosiones. Construir una escala relativa de potenciales de electrodo y utilizarla para interpretar la tendencia de los metales a disolverse en solución ácida. Realizar experiencias de electrólisis y verificar las leyes de Faraday.

Introducción
Se estudiarán distintos aspectos de las reacciones rédox. En primer lugar se determinará la tendencia relativa de algunos metales a oxidarse o reducirse,analizando la espontaneidad de una serie de reacciones. Luego se profundizará este estudio obteniendo los valores cuantitativos de los potenciales de reducción a partir de uno conocido. Se analizará la posibilidad de obtener energía a partir estas reacciones y de utilizar la energía eléctrica para producir reacciones químicas, de forma tal de determinar la relación cuantitativa entre la carga quecircula por un sistema y la cantidad de producto que se obtendrá de la reacción. Finalmente se clasificarán sustancias en conductoras y no conductoras de la corriente eléctrica.

1. Reacciones rédox
a) En 6 tubos de ensayo limpios mezclar los reactivos según el esquema siguiente: Tubo 1 Tubo 2 Tubo 3 Tubo 4 Tubo 5 Tubo 6 3 ml de Zn(NO3)2 0,1 M brillante 3 ml de CuSO4 0,1 M 3 ml de Zn(NO3)20,1 M 3 ml de Pb(NO3)2 0,1 M 3 ml de Cu(NO3)2 0.1 M 3 ml de Pb(NO3)2 0,1 M + + + + + + una chapita de cobre pulido y una chapita de cinc una granallita de plomo una chapita de cinc una granallita de plomo una chapita de cobre

Esperar unos minutos en cada caso y observar las piezas de metal. b) En un tubo de ensayos, colocar 5 mL de una solución acuosa de FeCl3 0,07 M y observar su color.Agregar, gota a gota, una solución 0,1 M de SnCl2 agitando hasta desaparición del color. Disolver uno o dos cristales pequeños de KMnO4 en unos 10 ml de agua. En otro tubo de ensayo disolver 2 ó 3 cristalitos de FeSO4 en 5 ml de agua y acidificar la solución agregando 2 o 3 gotas de H2SO4 concentrado. Agregar la solución de KMnO4 a
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la solución de FeSO4 lentamente, agitando y hacia el final gota a gota hasta que el color permanezca.

2. Potencial de electrodos
Se determinará la f.e.m. de pilas obtenidas combinando un electrodo de Cu2+/Cu con diversos electrodos. Esto permitirá ordenar los potenciales de los electrodos estudiados respecto al potencial del primero. La concentración de los ionesmetálicos será conocida, de modo que se podrá calcular el potencial del electrodo usando la ecuación de Nernst. Conociendo el potencial del electrodo Cu2+/Cu respecto del electrodo normal de hidrógeno (ENH), es posible obtener los potenciales de los restantes electrodos utilizados en la práctica. Medir las f.e.m de las pilas Ag/Ag+//Pb2+/Pb y Ag/Ag+//Zn2+/Zn para comprobar que el potencial de electrodoes independiente del electrodo de referencia usado para su medida. La f.e.m. de la pila se mide con un multímetro digital, conectando el electrodo de cobre al borne NEGATIVO del multímetro. De esta manera, el signo del potencial medido dará el potencial del electrodo metálico respecto del electrodo de Cu. Nota: Las pilas estarán armadas para su uso directo. Los electrodos deben limpiarse con aguadestilada, pulirse con papel de esmeril y volver a limpiarlos con la piseta. Al finalizar la práctica consultar al docente cómo deben limpiarse las pilas usadas.

Algunos instrumentos que emplearán en la práctica de electroquímica son delicados y caros. Extreme las precauciones para su conservación. Nota: No conectar definitivamente un circuito sin hacer revisar el mismo por un docente.
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