La diferencia de potencial generada por las celdas electroquímicas

Objetivos

Medir la diferencia de potencial generado por las celdas electroquímicas construidas.

Construir escalas de potencial.

Utilizar éstas escalas de potencial para la predicción de reacciones.

A partir de los datos experimentales calcular la concentración de algunas disoluciones presentes en las celdas.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN.

Experimento 1

Al introducir un clavo libre de óxido a un tubo de ensaye con aproximadamente 5 mL de sulfato de cobre (II) 0.1 M, en la disolución no se observó algún cambio, en la parte del clavo sumergida se observó una especie de película, de color rojiza o café.

En cambio al introducir un clavo libre de óxido a una disolución 0.1 M de sulfato de zinc, a simple vista no se observó cambio alguno, ni en el clavo ni en la disolución.

Esquema 1. Escala de potenciales óxido- reducción

Imagen

A partir de las observaciones se construyó una escala de potenciales redox, en la cual se observa que el [Ecuación]y el [Ecuación] forman una pendiente positiva, esto permite afirmar que se llevó a cabo una reacción espontánea.

Imagen

La película café- rojiza depositada en el clavo es [Ecuación].

En el esquema 1 se muestra que entre el [Ecuación] y el [Ecuación] existe una pendiente negativa, esto permite afirmar que es una reacción no espontánea, esto no quiere decir que no se pueda llevar a cabo, sino que necesita un aporte de energía para que se pueda lograr. Por este motivo no fue posible observar algún cambio en la disolución y en el clavo.

Experimento 2

Se construyeron 3 distintas celdas galvánicas, se midió la diferencia de potenciales de cada una.

Tabla 1. Resultados diferencia de potenciales.

Celda

∆E

Zn|Zn2+|| Fe2+|Fe

0.504

Zn|Zn2+||Cu2+|Cu

0.591

Fe| Fe2+|| Cu2+|Cu

1.086

Análisis de resultados.

Tabla 2 resultados de constante de reacción.

Imagen

Ejemplo:

Imagen

K a partir de valores experimentales

K a partir de datos de la literatura

Zn|Zn2+|| Fe2+|Fe

10^17.084

10^11.86

Zn|Zn2+||Cu2+|Cu

10^20.033

10^37.28

Fe| Fe2+|| Cu2+|Cu

10^36.81

10^25.42

De acuerdo a los resultados experimentales podemos concluir que la reacción más cuantitativa fue la de la celda de Hierro- Cobre ya que es la que cuenta con un valor de constante más alto y por lo tanto es más fácil de medir, esto es en valor bastante diferente a los resultados que debimos obtener pues en la escala de potencial redox que construimos en base al problema 1 la reacción más cuantitativa debió ser la de Zinc- Hierro debido a su valores y tal y como se muestra en la tabla reportada con valores literarios. Esta diferencia de valores pudo ser causada a que las concentraciones de las disoluciones no fueron preparadas de forma correcta o a una interacción con el medio que modificó sus valores

PROBLEMA NÚMERO 3

Resultados:

Tabla 3 Resultados diferencias de potenciales obtenidos experimentalmente

PAR REDOX

∆E (v) / RESPECTO AL CALOMEL

Fe3+|Fe2+

0.31

Cu2+|Cu

0.05

NO3-|NO2-

0.20

Fe2+|Fe

0.38

NI2+|Ni

1.09

Análisis de resultados

PAR REDOX

∆E (v) / RESPECTO AL CALOMEL

∆E (v) / CALCULADO EN CONDICIONES ESTÁNDAR

∆E (v) / REPORTADO EN CONDICIONES

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