D Escalas Redox Y Cálculo De K Reacción

Facultad de Química. UNAM

Alejandro Baeza

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

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1.0

Predicción de las reaccionesredox:
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:

celda
electroquímica

∆E

Semicelda de análisis:
COx = 1 M = CRed
pH = 0

Semicelda dereferencia:
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 par redox. Es interesentecomentar
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 dos pares 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

Ox2

E°1
Red1

E°2
Red2

E(V/ENH)

reductores fuertes

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Química Analítica. Manejo de datosredox
2007

Facultad de Química. UNAM

Alejandro Baeza

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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 oxidante más fuerte que Ox1
y el Red1 es unreductor mas fuerte que Red2 ya que E°2 > E°1. Dicha reactividad se representa de la siguiente
manera:
oxidantes fuertes
Ox1

Ox2

E°1
Red1

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 prediccióncualitativa 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:
n
n
[
Re d 2 ] [Ox1 ]
K reacción =
[Ox2 ]n [Re d1 ]n
1

1

b)

2
2

>> 1

Escalas con base a información termodinámica química: pKdisociación.

Otramedida 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 −
n
[
Ox][e − ]
Kd =
[Re d ]

La fuerza relativa de los oxidantes y reductores se compara en términos del parámetro adimensional
pe = -log [e-], de manera análoga al parámetro adimensional usado en químicaácido-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 experimentalmente con amortiguadores adecuados....