UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE QUÍMICA
Laboratorio Unificado de Fisicoquímica
Primer práctica: Voltamperometría cíclica
Profesores: Lemus Barajas María Guadalupe Turcio Ortega David
Alumnos: Granados Arceo Jorge Rodrigo Hernández Ledezma Irving Islas Acosta Karen Iridian
VIERNES 18 DE AGOSTO DEL 2017
Semestre: 2018-1
Cuestionario Previo Tema: Voltamperometría cíclica 1. ¿En qué consiste la técnica de Voltamperometría cíclica? Es una técnica electroquímica en la cual consiste en calcular la corriente en un electrodo de trabajo al realizar un barrido de potencial entre el electrodo de referencia y el electrodo de trabajo. Nos aporta información rápida del sistema en régimen de difusión pura, en donde se programa un ciclo de perturbación para
= )
voltamperometría de barrido triangular (
a n ciclos con intervalos de
potencial que se escogen teniendo en cuenta los valores en que
se produce la
oxidación o la reducción controladas por difusión de uno o varios analitos y la electrolisis del agua, bajo este barrido se construye un voltamperograma cíclico en donde se analiza el cambio del potencial en función de la corriente, en donde la corriente representa la velocidad de transformación redox.
2. ¿Cuáles son las reacciones anódica y catódica en el sistema en estudio? En el voltamperograma la corriente catódica (-i) indica la reacción de reducción, tal caso es:
−4 ()−3 6 + − → ()6 Y la corriente anódica indica la reacción de oxidación (+i) proceso inverso, en tal caso es:
−3 ()−4 6 → ()6 + −
3. Basándose en la Figura 2, indique el significado de los segmentos: a, b, c, d, e, f, g, h, i, j, k. Punto a: Se tiene un valor de potencial inicial para evitar la electrólisis de la especie.
Punto b: El valor donde ocurre la electrolisis o empieza la línea base de reducción de la especie. Corriente catódica.
Punto c: Se encuentra el crecimiento exponencial de la corriente catódica. Punto d: El proceso de transferencia de electrones es mucho más rápido que el proceso de difusión puro cerca de la superficie del electrodo por lo tanto no es posible tener una concentración en estado estacionario así que la concentración de
()−3 6 llega
al límite, se le conoce como corriente catódica de punta o
potencial catódico de punta.
Punto e: Las condiciones son limitadas por la difusión y por tanto en este punto la corriente es proporcional al tiempo.
Punto f: Es la inversión del recorrido de potencial de E2 a E1. Punto g: La corriente sigue siendo catódica porque está en valores en donde puede reducir a la especie en estudio y llega hasta la línea base de oxidación.
Punto h: Empieza en la línea base de oxidación y se tiene una corriente anódica por que comienza la oxidación de
()−4 6 .
Punto i: Crecimiento exponencial de la corriente, es donde ocurre la velocidad máxima de transformación de la especia a su forma reducida.
Punto j: la corriente incrementa alcanzando la punta anódica. Punto k: La corriente disminuye conforme disminuye la cantidad de Fe(II). 4. ¿Cómo se establece la ecuación de Nernst para este sistema?
. 059 ∗(| ()−3|/ | ()−4|) = ° ()−4 + −3 6 6 1 6 ()6
5. ¿Cómo se obtiene el potencial formal de reducción? El potencial formal de reducción para un par reversible se puede aproximar por el potencial medio de onda el cual es:
´ = +2 El número de electrones transferidos en la reacción del electrodo para el par reversible se determina a partir de la separación entre las puntas de potencial.
∆ = ≅ 0.059 6. ¿Cuál es la ecuación de Randles-Sevcik? La ecuación de Randles – Sevcik establece una proporcionalidad entre el perfil de la corriente obtenida del barrido del primer ciclo y la intensidad de corriente, concentración y velocidad de barrido:
= intensidad de corriente de pico = número de electrones transferidos = área superficial del electrodo (cm ) = coeficiente de difusión de la especie (cm /s) = concentración de la especie (mol/cm ) 2
2
3
v= velocidad de barrido (V/s)
7. ¿Cómo debe ser la celda experimental? Una celda electroquímica consiste en un recipiente de vidrio con una tapa que tiene agujeros para introducir electrodos y nitrógeno. La celda se mantiene libre de oxígeno al pasar nitrógeno sobre la solución. El electrodo de referencia que se utiliza usualmente es SCE o AgIAgCI que se aísla de la solución por un puente salino para evitar la contaminación por fugas que provengan desde el electrodo de referencia. El electrodo auxiliar es usualmente un alambre de platino que se coloca directamente en la solución.
Referencias:
Peter T. Kissinger y William R. Heineman (Septiembre 1983). Cyclic voltammetry. J. Chem. Educ., 1983, 60 (9), p 702 DOI: 10.1021/ed060p702 Principios de electroquímica analítica, Dr. Alejandro Baeza Reyes y M. en C. Arturo de Jesús García Mendoza,UNAM,6/1/2011 Fundamentos de la electroquímica Teórica, B.B Damaskin, O. A. Petri, Editorial MIR Moscú
