INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA NACIONAL DE CIENCIAS BIOLÓGICAS INGENIERÍA BIOQUÍMICA LABORATORIO DE FISICOQUÍMICA II GRUPO. 31M1
SECCIÓN:3
PRACTICA. DETERMINACION DETERMINACION DE E0 Y DEL NÚMERO DE ELECTRONES INVOLUCRADOS EN LA REACCIÓN. INTEGRANTES: FLORES CHAPARRO CHAPARRO EDITH E DITH PALAU VACA LAURA YESSICA HERNÁNDE !UAN SALVADOR FECHA DE REALIACIÓN." 0#"ABRIL"$01# FECHA DE ENTREGA." 11"ABRIL"$01# Introducción.-
En una reacción Oxido-reducción siempre existirá un potencial eléctrico que dependerá de la afinidad del par redox por aceptar y ceder los electrones necesarios para que esta reacción se produzca, la tendencia por aceptar electrones de cada semirreaccion es denominada potencial de reducción el cual nos indica si la reacción se llevara a cabo o no, cuando la reacción ha llegado al equilibrio el potencial será igual a cero ε ° !" Parte Experimental.-
-#edir el potencial eléctrico de una solución que contiene $e %&O'!( al agregar diferentes vol)menes de $e&O ' primero a una concentración de *"**+# hasta completar %* ml agregados y luego a una concentración de *"+# hasta completar %* ml agregados" -alcular y después calcular ln -.raficar ln vs E y obtener la ecuación de la recta" -Obtener
ε ° despe/ando de la ecuación de la recta"
Resultados.mL FeSO4x10-3 M
Vf (mL)
mmoles Fe2+ !"#"o$!os
mmoles Fe3+ %o%les
&Fe2+' M
&Fe3+' M
2+¿
−¿
L$
¿
Cl
¿
3+¿
Fe ¿ Fe ¿
¿ Q =¿
3 3 ) * * mL FeSO4 01 M
103 10' 110 11* 1$0 Vf (mL)
3 %10"3 3 %10"3 ) %10"3 * %10"3 * %10"3 mmoles Fe2+ !"#"o$!os
3 %10"3 ' %10"3 10 %10"3 1* %10"3 $0 %10"3 mmoles Fe3+ %o%les
$& %10"' *( %10"' &1 %10"' 130 %10"' 1'( %10"' &Fe2+' M
&.(1 %10") &.)3 %10") &.0& %10") #.( %10") #.33 %10") &Fe3+' M
0.1$*) 0.$*3# 0.)$0) 0.'$(* 0.#)$0 2+¿
−¿
"$.0('$ "1.3(1$ "0.#''* "0.)''0 "0.1(1& L$
¿
Cl
¿
3+¿
Fe ¿ Fe ¿
¿
Q =¿
3 3 ) * *
1$3 1$' 130 13* 1)0
0.3 0.3 0.) 0.* 0.*
0.3$ 0.'$ 1.0$1 1.*$0 $.0$0
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$.* 3.1()) 3.(*#( ).1*'0 ).))0)
Tabla 1 Cálculo de Q y Ln Q a partr de las concenraciones de cada uno de los iones partcipanes (hierro y cobre)
0.(
+,%- " 0.03% / 0.*)
0.' 0.* 0.) 0.3 0.$ 0.1
"3
"$
"1
0
0
1
$
3
)
*
Grafca 2 ∈(volts) vs ln de los iones partcipanes (hierro y cloro) . e observa una !rafca de co"pora"ieno lineal. mL C*(NO3)2 0.1 M 3 L
Vol*me$ To%l
mmoles C*+2 mmol A!"#"o$!os %o%les C*+2
&C*+2'
1,C*+2 2Cl-
l$()
.(Vol%s)
103
0.3
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0.3
' L 10 L 1* L $0 L 1.0 M 3 L ' L 10 L 1* L $0 L
10' 110 11* 1$0
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* # 1$ 1( $$
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0.33 "0.11 "0.)& "0.(* "1.0$
0.0#* 0.0&$ 0.0&' 0.100 0.103
Tabla 2 Cálculo de Q y Ln Q a partr de las concenraciones de cada uno de los iones partcipanes (Cobre y cloro)
,4-
0.1$ +,%- " 0.0$% / 0.0& 0.1 R 0.&( 0.0# 0.0' 0.0) 0.0$
"1.*
"1
"0.*
0
0
0.*
1
1.*
$
$.*
Grafca 2. ∈(volts) vs ln de los iones partcipanes (cobre y cloro) .
Analisis de dimensiones y ecuaciones. Ecuación empírica del sistema (Fe 3+ / Fe2+ ). ε =0.5412 v −0.0307 v ln"
3
3.*
0onde1 ε 1 2otencial del electrodo"
*"3'+%41 2otencial normal del electrodo ε ° ! -*"*(*5v1 6esultado del cociente de 678n$ ε ln1 6esultado del cociente de la concentración de productos sobre la concentración de reactivos Q
=
e
nFE RT
9 Q= e
(1)( 96500)( 0.571) (8.314)( 298)
9 : '"3x+* ;
7eórico
2ráctico"- :+"'x+* ; alculo de los n)meros de electrones m=
− RT nF
9 n=
−( 8.314 )( 298 ) (−0.0307)( 96500)
9 n:*"<3 e
Ecuación empírica del sistema (Cu 1+ / Cu2+ ). ε =0.0878− 0.018 v ln"
0onde1 ε 1 2otencial del electrodo"
*"*<5<41 2otencial normal del electrodo ε ° ! -*"*+
=
e
nFE RT
9 Q= e
(1)( 96500)( 0.14 V ) ( 8.314)( 298)
9 : %(("'( 7eórico
2ráctico"- : (*"3= alculo de los n)meros de electrones m=
− RT nF
9 n=
−(8.314 )( 298) (−0.0878)( 96500)
9 n:+"' e
Discusión.-
El potencial en función de ln var>a de forma inversamente proporcional, esto se debe a la ecuación de la recta la cual tiene una pendiente negativa lo que provoca que cuando el dato de ln incrementa, el dato de ε disminuye" ?a reacción que se lleva a cabo )nicamente transfiere un electrón, nuestro valor obtenido es muy cercano a +, por ello se comprobó que se transfiere solo un electrón" ?a siguiente reacción se llevó a cabo al momento en que nuestra solución de @l cloruro de potasio! contenida en nuestro electrodo de referencia se puso en contacto con la solución titulante de AgBO ( en presencia de agua1 AgNO( C KCl D KNO( C AgCl
2roduciendo una sal metálica como precipitado Agl! que modificó nuestras lecturas de potencial, haciendo imposible traba/ar con dichos datos" Esto pudo haberse evitado, usando un electrodo de referencia con una disolución diferente que no produ/era precipitado durante la titulación" % El potencial normal tiene un valor teórico de *"35+4, y nuestro resultado experimental fue de *"3'+4 que es exactamente igual al teórico" (Fe3+ / Fe2+ ).
4alor teórico
4alor practico
Eo
*"35+ 4
*"3'+
'"3x+*;
+"'x+* ;
n n)mero de electrones!
+
*"<3
Eo
*"+' 4
*"*<5 4
%(("'(
(*"3=
n n)mero de electrones!
%
+"'
(Cu1+ / Cu2+ ).
?a diferencia de los valores teóricos y prácticos se puede deber a la pureza de las soluciones, a un error en el aparato que se tendr>a que tomar en cuenta o a lgun error del analista" Conclusiones.-
El n)mero de electrones involucrados en el sistema de fierro $e Existe una relación lineal entre la variable potencial ambos sistemas" El potencial normal *"3'+v"
(C
8 $e%C! es de + e-
ε ! en volts y ln en
ε ° para la reacción del sistema $e (C8 $e%C! tiene un valor de
?a presencia de precipitado interfiere con las lecturas de potencial, produciendo valores erróneos"
Cuestionario
En el segundo tipo de gráfica se representan los valores de
log
[ Productos] en [ Reactantes ]
las abscisas y los potenciales en las ordenadas ecuación de Berst en base diez!" +" ué tipo de grafica se obtieneF &e obtiene un gráfica lineal %" ué representa la ordenada al origenF 6epresenta el potencial normal GH! que se obtiene durante el experimento, en este caso del sistema de $ierro"
(" uál es el valor de la pendienteF 2endiente Iones hierro y cloro
2endiente iones cobre y cloro
-*"*(*5vln
-*"*+
'" ué significado tieneF 4ariación de los potenciales seg)n el incremento de sus concentraciones molares" 3" uántos electrones ferrocianuro8ferricianuroF
están
involucrados
en
el
sistema
Jn electrón" =" uáles son los valores reportados en literaturaF El valor de ε ° para el sistema $e (C8 $e%C! es de C*"35+v y el sistema de u8u%C! es de C*"+'+
ε ° para el
5" 2or qué es indispensable especificar el pK al reportar el potencial normal redoxF 2orque es un rango que determina si habrá precipitación o no de alguno de los iones del sistema cambiando la relación de concentraciones" <" 7iene el pK efecto sobre el potencial de todos los sistemas redoxF
Bo, este factor influye cuando participan los iones K C en la semi-reacción redox, cuando el oxidante y8o el reductor participan en una reacción ácidoLbase y cuando al modificar el pK se produce un precipitado ya sea del oxidante o del reductor!"
Reerencias +
6aymond hang M$isicoqu>micaN tercera edición, #c.ra-Kill, %**<, pagina (=="
%
astellan, M$isicoqu>micaN &egunda edición, Addison Pesley ?ongman de #éxico, #éxico +;<5, página" (=("
