Espectrofotometría

Universidad Nacional Autónoma de México.

Facultad de Química.

Departamento de Química Analítica.

Laboratorio de Química Analítica.

Reporte de práctica No. 2.

Construcción de escalas de potencial y sus aplicaciones a la predicción de reacciones.

Grupo 12.

Profesor: Q. A. Juan Carlos Hernández Chacón.

Alumnos:

Servín Rodríguez Daniel Alejandro.

Fecha de entrega:

12 de septiembre de 2013.

RESUMEN.

La práctica se efectuó en tres etapas: primero, se utilizaron disoluciones de sulfato de cobre y de cinc 0.1 F y se observó su relativa reactividad oxidante con fierro metálico con la finalidad de determinar la fuerza reductora entre los metales. En el segundo experimento se midió la diferencia de potencial entre celdas de cinc, fierro y cobre (metálico y su respectivo estado iónico Zn2+, Fe2+ y Cu2+ en disolución acuosa) unidas por medio de un puente salino de nitrato de potasio (KNO3) 1 F, esto, con el fin de establecer una escala de potencial. Finalmente, se midió el potencial de electrodo de diversos pares redox empleando como electrodo de referencia uno de calomel. El objetivo fue plantear las reacciones que podrían darse espontáneamente entre los oxidantes y los reductores mediante el cálculo de los valores de las constantes de equilibrio.

PROBLEMA I. ¿Cuál es la fuerza reductora relativa de Fe, Cu y Zn cuando se introduce un clavo de hierro dentro de una disolución de sulfato de cobre II o de sulfato de zinc?

Cambios observados durante la experimentación:

La superficie del clavo que se mantuvo en contacto con la disolución de sulfato de cobre sufrió una oxidación, visible con el cambio de coloración de aquél en una tonalidad rojiza y aparición de una superficie ligeramente rugosa característica. En cuanto a la interacción del fierro con la disolución de sulfato de cinc no fue posible una apreciación de cambio alguno en las fases del sistema.

Cuestionario 1.-

1. Después de haber hecho tus observaciones, da una explicación a los fenómenos observados. ¿Cómo podrías identificar inequívocamente a la sustancia depositada sobre el clavo usado en la disolución de sulfato de cobre? ¿Basta mirar al clavo sumergido en sulfato de cinc 0.1 M para saber si ocurrió algún cambio? ¿Por qué?

La disolución acuosa de iones Cu2+ es azul. Si se le añade de hierro (Fe), se comprueba que el color azul desaparece: los iones Cu2+ han reaccionado. Por otra parte, en la disolución se forman iones Fe2+, se observa que el hierro queda recubierto por un depósito rojo. Efectivamente, se forma cobre metálico, Cu. El balance de la reacción es el siguiente:

Fe+〖Cu〗^(2+)⇌〖Fe〗^(2+)+Cu

El hierro ha sido oxidado por los iones Cu2+, que a su vez han sido reducidos por el hierro. El producto depositado en el clavo posee un color rojizo característico de la oxidación del hierro.

En el caso de la interacción hierro – sulfato de cinc, no se aprecia una reacción aunque ello no indica ausencia de reacción, sino que probablemente la cinética de esta es demasiado lenta ya que el cinc es un menor agente oxidante que el Fe0. La reacción se favorecería en sentido inverso.

2. Determina la fuerza reductora de Fe, Cu y Zn.

Zn > Fe > Cu. Hágase referencia a la respuesta anterior.

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