Guia LAB VOLTAMPEROMETRIA CICLICA 532228 1S 2015 alumnos

QAI 532228-532229
1°S 2015 PRACTICO DE VOLTAMPEROMETRÍA CÍCLICA

Objetivos
Realizar una voltamperometría cíclica y determinar la reversibilidad de la cupla (REDOX) estudiada.

Introducción
La voltamperometría comprende un amplio grupo de técnicas electroquímicas, usadas en el estudio de la composición de una solución, mediante las relaciones corriente-potencial obtenidas de unacelda electroquímica, y con la respuesta corriente-tiempo a potencial controlado de un electrodo. Es posible tener, tiempos de análisis de segundos, determinar simultáneamente varios analitos, distinguir los diversos estados de oxidación de una especie, etc.

Voltamperometría cíclica o de barrido lineal
La voltamperometría cíclica consiste en variar de una manera cíclica el potencial de unelectrodo estacionario inmerso en una solución en reposo y medir la corriente resultante. La señal de excitación es un barrido de potencial lineal con una onda de forma triangular. Las velocidades de barrido simétricas triangulares pueden variar desde unos cuantos mV/s hasta cientos de V/s. Esta señal de excitación triangular de potencial barre el potencial del electrodo de trabajo en dirección de iday vuelta entre dos valores designados. El triángulo regresa a la misma velocidad y permite la visualización de un voltamperograma completo con las formas de las ondas anódicas (oxidación) y catódicas (reducción), unas sobre la otra como se muestra en la figura abajo. La corriente en el electrodo de trabajo se mide en condiciones de difusión controlada y de transferencia de masa.



Los parámetrosimportantes en un voltamperograma cíclico son las magnitudes de la corriente anódica en el pico anódico ipa, de la corriente catódica en el pico catódico ipc, el potencial del pico catódico Epc, el potencial del pico anódico Epa, y el potencial de semipico Ep/2, que es potencial al cual la corriente es la mitad de la corriente del pico correspondiente. La corriente de pico (en amperes) para unasustancia es:

Donde  (t) es una función tabulada cuyo valor es 0,446 para una reacción de transferencia electrónica simple, controlada por difusión, R está en J K-1 mol -1, y T está en kelvins. A 25 ºC la ecuación anterior se reduce a : ip=(2,69 x 105) n3 /2A D ½1 /2C
para A en cm2, D cm2/s, C en mol/cm3 y en V/s.




PARTE EXPERIMENTAL
-Obtención de un voltamperograma blanco o delelectrolito soporte.
Registre el voltamperograma cíclico de un electrodo de carbono vítreo en 25mL de KNO3 1mol/L (electrolito soporte) en el dominio de potencial indicado por su profesor, electrodo de referencia a utilizar Ag/AgCl, a una velocidad de 200 mV/s y N° Scans=2. De esta forma se obtiene el voltamperograma blanco de la solución de electrolito soporte que servirá como blanco y también paraconfirmar la pureza de la solución. Anote las condiciones experimentales empleadas para obtener dicho voltamperograma.

-Voltamperometría cíclica de K3[Fe(CN)6] 0,1mol/L
A la celda anterior adicionar 5mL de disolución de K3[Fe(CN)6] 0,1mol/L. Fije las variables de la técnica con lo indicado por el profesor. Registre el voltamperograma cíclico de la solución de K3[Fe(CN)6], realizando el experimento alas siguientes velocidades de barrido: 200, 150, 100, 75, 50 y 25 mV/s. Antes de cada barrido burbujee brevemente la solución con N2 o adicione una punta de espátula de NaNO2., si fuese necesario.


Análisis de resultados
Usando las corrientes de los picos anódico y catódicos de la serie de voltamperogramas obtenidos a distintas velocidades de barrido, realice un gráfico para cada corriente de picocatódica y anódica (ipa e ipc) v/s la raíz cuadrada de la velocidad de barrido (v1/2). Los parámetros a ser obtenidos de los voltamperogramas son las corrientes de pico anódico y catódico y los potenciales de pico anódico y catódico. En la siguiente tabla se dan los criterios de diagnóstico para reacciones reversibles y cuasi-reversibles. Según esto discuta lo obtenido experimentalmente en el...