POTENCIAL QUIMICO

LABORATORIO DE FISICOQUIMICA EN FARMACIA Y BIOLOGIA

NELI-05075

PRACTICA 5 y 6. “POTENCIAL QUIMICO”

Fecha de inicio y fin de la práctica:

24 de febrero del 2020- 2 de marzo del 2020

Objetivo:

Predecir los productos, dirección y espontaneidad de reacciones REDOX

Introducción:

El potencial químico de un sistema termodinámico es el cambio de energía que experimentaría el sistema si fuera introducida en éste una partícula adicional, con la entropía y el volumen mantenidos constantes. Si un sistema contiene más de una especie de partículas, hay un potencial químico diferente asociado a cada especie, definido como el cambio en energía cuando el número de partículas de esa especie se incrementa en una unidad. El potencial químico es un parámetro fundamental en termodinámica y se asocia a la cantidad de materia.

Las reacciones de oxidación-reducción se deben, principalmente, a la transferencia de electrones desde un agente reductor a un agente oxidante.

En una reacción REDOX u óxido reducción, una especie se oxida (cede electrones) y la otra especie se reduce (gana electrones). Como estas dos situaciones ocurren en la misma reacción, los electrones cedidos por la especie que se oxida son empleados por la especie que se reduce, que debe ganar electrones.

Agente oxidante
En toda reacción redox, el agente oxidante es la especie química que se reduce, es decir, la que recibe los electrones. Tengan en cuenta, que en la semir-reacción de reducción, se consumen los electrones.

Agente Reductor
En toda reacción redox, el agente reductor es la especie química que se oxida, es decir, la que cede electrones. Tengan en cuenta que en la semi-reacción de oxidación, se producirán electrones.

Material y substancias utilizadas:

Material:

• Tubos de ensayo
• Gradilla
• Pinzas para tubo de ensayo
• Vasos de precipitado
• Papel indicador de pH
• Termómetro de –10 °C a 260 °C

Sustancias:

• Cu2+ 1M
• Zn2+ 1M
• H+ 1M
• Al3+ 1M
• Mg2+ 1M
• Ag+ 1M
• Sulfato Ferroso Amoniacal 0,1 M
• Dicromato de Potasio 0,2 M
• Oxalato de Potasio 1 M ·
• Ácido Sulfúrico concentrado
• Bisulfito de Sodio 0,1 M ·
• Etanol
• Peróxido de Hidrógeno al 3%

Metales:

• Aluminio
• Magnesio
• Zinc
• Cobre

Procedimiento:

a)

 Depositar en tubos de ensayo de 20 a 30 mg de cada metal y añadir 1 mL de solución de cada uno de los iones anotados. Si no se observa inmediatamente alguna reacción, examinar el tubo 10 minutos después.

Registrar el pH y la temperatura de las soluciones antes y después de cada reacción y calcular E° y el signo de ΔG°

a) Al + Cu2+

b) Mg + Zn2+

c) Al + H+

d) Mg + Al3+

e) Zn + Mg2+

f) Al + Zn2+

h) Cu + Al3+

i) Cu + Ag+

j) Zn + Cu2+

k) Zn + Al3+

b) INFLUENCIA DEL MEDIO EN REACCIONES REDOX

Para cada una de las pruebas que se enlistan en la tabla que sigue, adicione a cada tubo de ensaye al menos 2 mL de la solución indicada bajo la columna como “solución 1”.
2. Mientras agita el tubo lentamente, adicione al menos 1 mL de la “solución 2” hasta que se observe un cambio permanente. Algunas reacciones pueden ser lentas, pero un cambio visible ocurrirá en cada tubo. (Las reacciones 2 y 8 requieren que los tubos de ensaye sean calentados, suavemente, en un baño de agua caliente). Registre sus observaciones.
3. Deseche las soluciones de los tubos de ensaye en un recipiente marcado con “desechos de sales”.

c) OXIDACIÓN DE UNA ALCOHOL CON DICROMATO DE POTASIO EN MEDIO ÁCIDO.

1. En un tubo de ensayo depositar 1 mL de Dicromato de Potasio 0,2 M y tres gotas de Ácido Sulfúrico concentrado, así como 1 mL de Etanol.
2. Anotar los cambios observados en el color y el olor de la solución.

Resultados parte (a):

Con las reacciones realizadas en esta sección, formar una serie electromotriz anotando los metales en orden creciente de poder reductor.

Formulas empleadas:

ΔG°= Gfinal-Ginicial
ΔG°= nF°E

Donde:
n es el numero de moles
F la constante de Faraday
°E el potencial estándar de reducción, sacado de una tabla de potenciales
°E= °E final - °E inicial

a) Al + Cu2+ ⭢ Al 3+ + Cu
°E= 2.016 V    signo del ΔG°= (-) negativo   n=2

b) Mg + Zn2+ ⭢ Mg2+ + Zn
°E= 1.539 V    signo del ΔG°= (-) negativo   n=2e

c) Al + H+⭢ Al3+ +   H
°E= 1.676 V    signo del ΔG°= (-) negativo   n=3e

d) Mg + Al3+ ⭢ Mg2+  +  Al
°E= 0.68 V    signo del ΔG°= (-) negativo   n=2e

e) Zn + Mg2+ ⭢ Zn2+ + Mg
°E= -1.543 V    signo del ΔG°= (+) positivo   n=2e

f) Al + Zn2+ ⭢ Al3+ + Zn
°E= 0.913 V    signo del ΔG°= (-) negativo   n=2e

 h) Cu + Al3+ ⭢ Cu2+ + Al
°E= -2.016 V    signo del ΔG°= (+) positivo   n=2e

i) Cu + Ag+ ⭢ Cu2+ + Ag
°E= 0.46 V    signo del ΔG°= (-) negativo   n=2e

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