Mètodes potenciomètrics

TEMA 1:: MÈTODES POTENCIOMÈTRICS TEMA 1 MÈTODES POTENCIOMÈTRICS
Fonament: Es basen en la mesura de diferències de potencial, en condicions de corrent nul, entre dos elèctrodes submergits en una solució de mostra que conté l’analit problema. 1. Potencial d’elèctrode Revisió de conceptes bàsics Oxidant: espècie química que capta electrons. Taula periòdica: grup III: halògens.
e oxidant + e −guanya→ reductor 
−

Reductor: espècie química que cedeix electrons. Taula periòdica: grup dels metalls. reductor perd→ oxidant + e e Procés d’oxidació: procés en el qual una substància perd electrons (s’oxida). Procés de reducció: procés en el qual una substància guanya electrons (es redueix). Ex:
−

Cl2 + 2 e − → 2 Cl −
0

: semireacció de reducció

oxidant

reductor

Na 0 → Na ++ 1 e −
reductor
0

: semireacció d' oxidació

oxidant

Cl2 + 2 Na 0 → 2Cl − + 2 Na −
Reaccions redox: reaccions amb transferència d’electrons. Mètode ió-electrò per igualar reaccions redox. Procediment: 1. 2. 3. 4. 5. 6. Determinar el nombre d’oxidació de tots els àtoms Escriure les semireaccions d’oxidació i reducció Igualar el nombre d’àtoms d’oxigen Igualar el nombre d’àtomsd’hidrogen Igualar les càrregues Igualar els electrons 1

Nombres d’oxidació: Element
Elements: Oxigen: Hidrogen: Alcalins: Halògens: Ions monoatòmics: Compostos poliatòmics: Substància iònica poliatòmica:

Nº oxidació
0 -2 +1 +1 -1

Exemples
Na0, O20, O30, Al0, Cl20… Excepte en peróxids: -1 Excepte en hidrurs metalics:-1 Li+, Na+, K+, Rb+… Cl-, Br-, Fe-…

Igual a la càrrega Coincideix amb lavalència de l’element La suma de multiplicar cada àtom pel número d’oxidació és igual a la càrrega

Ex:
Mn +2 + MnO 4 − → MnO 2
( +2) ( +4) (-2) ( +4)(-2)

Semireacció d' oxidació : Mn + 2 → MnO 2 Semireacció de reducció : MnO 4 → MnO 2
−

3 Mn + 2 + 2 H 2 O → MnO 2 + 4 H + + 2 e − 4 +2

( 2 (MnO

)

+ 4 H + + 3 e − → MnO 2 + 2 H 2 O
− + −

)

3 Mn

+ 6 H 2 O + 2 MnO 4 + 8 H +6 e

→ 3 MnO 2 + 12 H + + 6 e − + 2 MnO 2 + 4 H 2 O

3 Mn + 2 + 2 MnO 4 − + 2 H 2 O → 3 MnO 2 + 4 H + + 2 MnO 2 3 Mn + 2 + 2 MnO 4 − + 2 H 2 O → 5 MnO 2 + 4 H +

Mètode convencional per igualar reaccions redox. Procediment: 1. Escriure l’equació tenint en compte les dissolucions de les espècies de la reacció 2. Determinar el nombre d’oxidació de tots els àtoms 3. Identificar l’espècie ques’oxida i la que es redueix 4. Estructura de les semireaccions 5. Igualar el nombre d’àtoms de: a. Elements que s’oxiden i es redueixen b. Oxigen c. Hidrogen 6. Igualar les càrregues 7. Sumar les semireaccions

2

Ex:

HNO 3 + HCl → Cl 2 + NO + H 2 O H + + NO 3 - + H + + Cl - → Cl 2 + NO + H 2 O
( +1) ( +5) (-2) ( +1) (-1) 0 ( +2)(-2) ( +1)(-2)

Semireacció d' oxidació : (2 Cl - → Cl 2 + 2 e- ) 3 Semireacció d' oxidació : (NO 3 + 4 H + + 3 e - → NO 2 + 2 H 2 O) 2
-

6 Cl − + 2 NO 3 − + 8 H + + 6e - → 3 Cl 2 + 2 NO 2 + 4 H 2 O + 6e 6 Cl − + 2 HNO 3 → 3 Cl 2 + 2 NO 2 + 4 H 2 O

Exemples de reaccions d’oxidació - reducció: 1.
2Mg ( s ) + 2 HCl( aq ) → H 2 + 2 MgCl( aq ) Reacció d' oxidació : 2Mg 0 → 2 Mg 2+ + 2e − Reacció de reducció : 2 (H + + 2Cl − + 1e − → H 2 O 0 + 2Cl − )
+Reacció global : 2 Cl (aq) + 2 Mg ( s ) + 2 H (+ ) → 2 Mg (2aq ) + H 2 O + 2Cl − ( aq ) aq

2. Característiques de la reacció:

- canvi de coloració (incolor a groc) - despreniment de gas (bombolles)

2 Fe( s ) + 6 HCl( aq ) → 3H 2 + 2 FeCl3 ( aq ) Reacció d' oxidació : 2Fe 0 → 2 Fe 3+ + 6e −
0 Reacció de reducció : 6 H + + 6Cl − + 6e − → 3H 2 + 6Cl − ) + Reacció global : 6 Cl (aq) + 2Fe(0s ) + 6 H (+ ) → 2 Fe(3aq ) + 6 H 2 0 + 6Cl − ( aq ) aq

3.

Cu ( s ) + HCl( aq ) →

Aquesta reacció no es produeix.

4. Característiques de la reacció:

- formació d’una solució blavosa - verdosa - l’hidrogen queda combinat

Cu ( s ) + 2 HNO3( aq ) → Cu ( NO3 ) 2 + NO2 + H 2O Reacció d' oxidació : Cu 0 → Cu 2+ + 2e −
− Reacció de reducció : N 5+ + 1e − → N 4+ ⇒ NO3 + +2 H +...