UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLÁN CAMPO I LIC. EN FARMACIA FARMACIA
"Química Anaí!ica #$ica" Practica No. 5. Cualitativa óxido-reducción. "Estudio de la espontaneidad de las reacciones oxido-reducción" E%ui&' N'. () Flores Duarte Jessica Jiménez Cruz Juan Pablo Martinez Hernandez Diana Berenice Miranda Venegas Juan de Dios Sergio Vite Villaseñor Angélica *+u&') 1!1 A"B F,c-a , ,n!+,/a) 1# de $ctubre del %&1
O0ETIVOS *,n,+a.
'le(ar a cabo reacciones redo) * (isualizar la es+ontaneidad de una reacci,n con-orme las caracter.sticas de los reacti(os * +roductos/ as. como a+render la +osici,n de un +ar con0ugado redo) dentro de una escala de +otencial 234
Pa+!icua+,$. 56denti-icar * com+render 7ue es un reductor * un o)idante dentro de un sistema de reacci,n redo) 56denti-icar la es+ontaneidad de una reacci,n redo) basados en las escalas de +otencial 23/ as. como en las caracter.sticas de nuestros reacti(os * +roductos 5A+render a +osicionar dentro de una escala de +otencial 23 el +ar con0ugado corres+ondiente al (alor de 283 52scribir * balancear semirreacciones * reacciones ,)ido5reducci,n4
INTRODUCCIÓN 2n 7u.mica el estado de o)idaci,n de un elemento 7ue -orma +arte de un com+uesto u otra es+ecie 7u.mica/ se considera como la carga a+arente con la 7ue dic9o elemento est: -uncionando en ese com+uesto o es+ecie4 'os estados de o)idaci,n +ueden ser +ositi(os/ negati(os * cero4 2l conce+to de estado de o)idaci,n resulta ;til +ara estudiar +rocesos de o)idaci,n * reducci,n de los elementos o com+uestos/ as. como su com+ortamiento en una reacci,n4 2)isten lineamientos +ara saber +redecir el com+ortamiento de nuestras reacciones/ uno de ellos es 2l Potencial est:ndar de
Dentro de los -en,menos 7ue ocurren en las reacciones de o)ido reducci,n est: el -en,meno de la corrosi,n/ este ocurre debido al deterioro de un material a causa de su reacci,n con el medio4 2sto se da a menudo en metales *a 7ue estos reaccionan con ra+idez ante agentes o)idantes de ambiente como el $%/ >%/ F%/ Cl%/ etc4 Debido a su ele(ada electronegati(idad * +ueden -:cilmente e)traer los electrones de (alencia débilmente ligados de los metales trans-orm:ndose ambos en iones/ los cuales 7uedan atra.dos +or -uerzas eléctricas -ormando ,)idos4
METODOLO*1A EXPERIMENTAL 2ia/+ama , 3u4'5 2sta en la +:gina ?# del manual4 Agregar@ >ota@ >o se utilizaron cantidades e)actas de reacti(os/ solo se uso un a+ro)imado *a 7ue solo se necesitan resultados cualitati(os en la realizaci,n de esta +r:ctica4
RESULTADOS Sistema n +ol(o3 HCl soluci,n3
$bser(aciones@ 5Soluci,n incolora4 5'igera +resencia de e-er(escencia
Sistema@ n laminilla3 CuS$ soluci,n3
$bser(aciones@ 5Soluci,n color azul4 5Presencia de un +ol(o negro en la soluci,n4
Sistema@ Cu granalla3 H>$# soluci,n3
$bser(aciones@ 5Soluci,n color azul4 5Presencia de e-er(escencia4
Sistema@ Cu granalla3 HCl soluci,n3
$bser(aciones@ 5Soluci,n incolora
ANÁLISIS DE RESULTADOS Finalizada la e)+erimentaci,n/ +udimos obser(ar 7ue # de nuestros sistemas tu(ieron cambios en su coloraci,n/ adem:s de algunas caracter.sticas 7ue e)+resaron si las reacciones eran negati(as o +ositi(as4 2n el +rimer sistema se obser(, 7ue se lle(, a cabo una reacci,n entre el +ol(o de inc * la soluci,n de :cido clor9.drico HCl3 7uedando@
n inicio3 reacciona3 -orma3 e7uilibrio3
%HCl 555555E nCl%
H%
! M3 &4! m'3 %4! mmol 14%! mmol
14%! mmol 14%! mmol
14%! mmol
Ɛ
14%! mmol 14%! mmol
14%! mmol 14%! mmol
Se obser(, un conglomerado * un des+rendimiento ligero de gases4 Al reaccionar el :cido clor9.drico HCl3 con el zinc n3 se crea una sal Cloruro de inc3 * el 9idr,geno molecular H%3 el cual es un gas mu* ligero 7ue sale liberado/ este gas es incoloro4 2l inc -ue o)idado debido a la transici,n de n a n%4 2n el segundo sistema se obser(, una reacci,n entre la laminilla de inc * la soluci,n de Sul-ato de Cobre CuS$3 7uedando@ n inicio3 reacciona3 -orma3 e7uilibrio3
CuS$
555555E nS$
Cu
&4% M3 &4! m'3 &41 mmol &41 mmol
&41 mmol &41 mmol Ɛ
Ɛ
&41 mmol &41 mmol
&41 mmo &41 mmol
2l n&/ es una l:mina met:lica de color +lata/ +or otro lado/ la soluci,n de CuS$ / es de color azul celeste intenso4 'a reacci,n ocurre es+ont:neamente/ el n met:lico con estado de o)idaci,n &/ se o)ida a n %/ obser(:ndose 7ue la l:mina de n met:lico (a desa+areciendo/ o sea/ trans-orm:ndose al reaccionar con el S$ 5% 7uedando nS$ 7ue es una soluci,n incolora4 Simult:neamente/ la soluci,n de CuS$/ se ir.a decolorando/ debido a la reducci,n del Cu% a Cu&/ con la consecuente acumulaci,n de Cobre met:lico en el -ondo del tubo 7ue contiene la soluci,n/ adem:s de 7ue la soluci,n de nS$ es incolora4 2n el tercer sistema de acuerdo a lo obser(ado/ la reacci,n 7ue se lle(, a cabo entre la granalla de cobre Cu3 * la soluci,n de :cido n.trico H>$ #3 -ue@ Cu& inicio3 reacciona3 -orma3 e7uilibrio3
&4?%! mmol &4?%! mmol Ɛ
H>$#
55555 E
Cu>$#3%
%>
%$ %H%$
14%! mmol 14%! mmol
14%! mmol 14%! mmol
! M3 &4! m'3 %4%! mmol &4?%! mmol Ɛ
&4?%! mmol &4?%! mmol
2n este sistema al reaccionar el Cu & con el H>$# da lugar a los +roductos@ Cu% * >$%4 2l cobre +asa de un estado de o)idaci,n de Cu & a Cu% / donde el Cu % tiene un color azul/ * el >$% es un gas de color ca-é ro0izo/ +or esto se obser(aron los cambios en la soluci,n * el des+rendimiento de gases en -orma de e-er(escencia4 Para el cuarto sistema de la soluci,n de :cido clor9.drico HCl3 * granalla de cobreCu3 se in-iere 7ue no 9a* una reacci,n/ sino una interacci,n *a 7ue no se obser(aron cambios en el sistema en ning;n momento4 2sto se +uede e)+licar con a*uda de los otros tres sistemas realizando la escala de +otencial con los +ares ,)ido5reductores in(olucrados en cada sistema 7uedando@
n% H Cu% >$#55 55555555555l555555555555555555l55555555555555555555l55555555555555555555l5555555555555555555E2 5&4G? & &4# &4& n H% Cu >
%$Como se +uede obser(ar consultando los +otenciales est:ndar con los +ares ,)ido5 reductores in(olucrados en esta +r:ctica se com+rueba 7ue se lle(a a cabo una interacci,n/ adem:s de com+robar 7ue en los dem:s sistemas obtu(imos las reacciones *a mencionadas4 'a reacci,n m:s cuantitati(a es a7uella 7ue tiene el (alor de Ie7 m:s grande * +or lo tanto la 7ue se lle(a a cabo con los +ares redo) m:s ale0ados/ entre m:s cerca los +otenciales menos cuantitati(a es la reacci,n4 2sto 7uiere decir/ 7ue dentro de nuestra escala de +redicci,n/ la reaccion de n CuS$ es la m:s cuantitati(a4
CONCLUSIONES Con-orme a lo realizado/ los resultados * el corres+ondiente an:lisis se conclu*e 7ue@ Se lle(, a cabo reacciones ,)ido5reducci,n de una manera +ertinente * se (isualiz, la es+ontaneidad de una reacci,n con-orme las caracter.sticas de los reacti(os * +roductos/ as. como de la escala de +redicci,n4 Se logr, 6denti-icar * com+render 7ue es un reductor * un o)idante dentro de un sistema de reacci,n redo)4 Se a+rendi, a +osicionar dentro de una escala de +otencial 23 el +ar con0ugado corres+ondiente al (alor de 283 +ara as. +oder escribir * balancear semirreacciones * reacciones ,)ido5reducci,n correctas4
E0ERCICIOS DE CONSOLIDACIÓN 14 2scribir la semirreacci,n balanceada +ara el +ar Cr %$G%5"Cr #/ * establecer su ecuaci,n de 'e* de >ernst4 ? e55 1H Cr %$G%5 55555555E %Cr # GH%$
2o K 14## V
2Cr %$G%5"Cr#K 14## V &4&? V log Cr %$G%53 3 ? Cr #3% %4 Si a una soluci,n acuosa de L %Cr %$G &41> electrolito -uerte3 se le agrega una soluci,n de FeS$ electrolito -uerte3 a3 2scribir * balancear la reacci,n 7u.mica 7ue ocurre +or el método de 6,n52lectr,n34
F,67
aaa
555555555555 &4GG
sasss
5555555E2 14##ss
000000
C+ 76 ss s
1H Cr %$G555% ?Fe% 555555E %Cr # ?Fe# GH%$ ?e55 1H Cr %$G555% 555555E %Cr # GH%$ Fe% 555555E Fe # 1e55 3 ? ?e55 1H Cr %$G555% ?Fe% 555555E %Cr # GH%$ ?Fe# ?e55 1H Cr %$G555% ?Fe% 555555E %Cr # GH%$ ?Fe# b3 Calcular la constante de e7uilibrio Le73 * con base a este (alor establecer si la reacci,n ocurre en -orma es+ont:nea o no4
Le7 K 1&!? 'a reacci,n es de -orma es+ont:nea debido a 7ue el (alor de Ie7 es mu* grande4 esto es debido a 7ue la reacci,n m:s es+ont:nea es a7uella 7ue tiene el (alor de Ie7 m:s grande4 DAN$S@ 2 Cr %$G%5" Cr # K 14##V
2 Fe#"Fe%
K &4GGV
REFERENCIAS C4 HA<<6S/Daniel/ An:lisis Ou.mico Cualitati(o/ 6beroamericana/ 1% SHALHASH6<6 Bassam / 27uilibrio Ou.mico/ %da ed4/ Mé)ico/ 2d4 'imusa/1G/ ?#5G ++4 QA
