Escalas potencial

Facultad de Química. UNAM

Alejandro Baeza

1

____________________________________________________________

__________________
QUIMICA ANALITICA I (1401). Documento de Apoyo: Reacciones redox: Manejo de datos, cálculo de Kreacción.. Dr. Alejandro Baeza, Q.F.B. Adrián de Santiago.

____________________________________________________________

__________________ 1.0 Predicción de lasreacciones redox:
a) Escalas con base a información termodinámica electroquímica: E°.
Una medida de la fuerza relativa de los pares redox: Ox + ne- = Red, la constituye la medición de la

diferencia de potencial entre dos conductores de platino-patinado sumergidos en sendas disoluciones en condiciones estándar:

E

celda electroquímica

Semicelda de análisis: COx = 1 M = CRed pH = 0Semicelda de referencia: Electrodo Normal de Hidrógeno: ENH. HCl 1 M, H2 p = 1 atm.

La diferencia de potencial medida es: E =(E°Ox/Red- E°ENH). Con fines prácticos al electrodo de referencia, ENH, se le asigna un valor relativo de E°ENH = 0.0V, por lo tanto la lectura de diferencia de potencial medida se le atribuye al par Ox/Red y se reporta como el potencial normal estándar de dicho parredox. Es interesente comentar que el valor de E°ENH con respecto a la escala abosoluta de potencial es igual a 4.4V. Se han reportado infinidad de tablas de potenciales normales redox ya que son una medida de la fuerza relativa entre oxidantes y reductores y son útiles para predecir la reactividad entre ellos. Se comparan los valores de E° por medio de escalas de reactividad. Si se tienen dospares redox diferentes: Ox1 + n1e- = Red1 y Ox2 + n2e-= Red2 cada uno con sus respectivos valores de E° con respecto al ENH, se puede establecer su fuerza relativa en una escala de potencial: oxidantes fuertes Ox1 E°1 Red1 Ox2 E°2 Red2 E(V/ENH)

reductores fuertes

____________________________________________________________

_________________________________________________________ QuímicaAnalítica. Manejo de datos redox 2007

Facultad de Química. UNAM

Alejandro Baeza

2

____________________________________________________________

__________________
La reacción redox en solución: Si se mezclan Ox2 con Red1 ocurre una reacción de intercambio de electrones entre estos pares redox conjugados que estará muy desplazada hacia los productos toda vez que Ox2 es un oxidantemás fuerte que Ox1 y el Red1 es un reductor mas fuerte que Red2 ya que E°2 > E°1. Dicha reactividad se representa de la siguiente manera: oxidantes fuertes Ox1 E°1 Red1 Ox2 E°2 Red2 E(V/ENH)

reductores fuertes

La reacción que ocurre, una vez balanceandas las semireacciones redox, es la siguiente:

n1(Ox2 + n2e- = Red2) n2(Red1 - n1e- = Ox1) ___________________________ n1Ox2 + n2Red1 =n1Red2 + n2Ox1
De acuerdo a la predicción cualitativa hecha con la escala de reactividad, esta reacción esta desplazada preferentemente hacia los productos. La expresión de la constante de equilibrio aparente (i.e. en función de concentraciones molares efectivas) de la reacción anterior es:

Re d 2 n Ox1 n K reacción  Ox2 n Re d1 n
1 1

2

2

 1

b)

Escalas con base ainformación termodinámica química: pKdisociación.

Otra medida de la fuerza relativa de los pares redox la constituye la constante de disociación del donador de electrones (reductor) de acuerdo al equilibrio de disociación siguiente:

Re d  Ox  ne 

Oxe n Kd  Re d 

La fuerza relativa de los oxidantes y reductores se compara en términos del parámetro adimensional pe = -log [e-], demanera análoga al parámetro adimensional usado en química ácido-base, pH = -log [H+]. Hay que hacer notar que a diferencia de los iones H+ solvatados en agua, los electrones solvatados tienen concentraciones muy bajas dada su alta reactividad en dicho disolvente lo cual no impide su definición en los equilibrios químicos redox en disolución acuosa. Al igual que el pH, es posible determinar el pe...