Reacción redox entre cloruro de cobre y granalla de zinc

Autor (es): Pantaleón Ayala María Itzel

Fecha de entrega: 03/03/23

[pic 1]

PRÁCTICA  1. (INTRUDUCCIÓN)

REACCIÓN REDOX ENTRE CLORURO DE COBRE Y GRANALLA DE ZINC

Objetivo general:         Definir proceso de oxidación y de reducción, según el modelo de intercambio de electrones e identificar, en su caso, la sustancia que se oxida y la que se reduce, la que actúa como oxidante y la que actúa como reductor. Además, comprender el funcionamiento de una pila galvánica identificando ánodo y cátodo, considerando sus respectivas ecuaciones.

1. Experimento 1: Reacciones Oxido-reducción

1. Objetivo experimental: Observar e identificar una reacción oxido-reducción espontanea mediante cloruro de cobre  y granalla de zinc  utilizando un método clásico y/o en su defecto por medio de cambios físicos.[pic 2][pic 3]

1. Hipótesis: El  contenido en el cloruro de cobre, al contacto inmediato con la granalla deberá reaccionar con el (, oxidándose este último y reduciéndose el cobre de .[pic 4][pic 5][pic 6]

1. Resumen del experimento: En 20 ml de disolución de cloruro de cobre 1M, añadir aprox 5 granos de granalla de zinc.

1. Figura 1. Diagrama de flujo del experimento[pic 7]
2. Resultados:

[pic 8]

La disolución de cloruro de cobre IM se realizó agregando 2.689g de cloruro de cobre (s) a 20 ml de agua.

Formación de burbujas, recubrimiento negro alrededor de la granalla de zinc (únicamente superficial) pues se logró percibir un pequeño tono gris en el centro, que destacablemente es el color de la granalla, debido a esto se expande ligeramente el tamaño.

Interfase entre la disolución y la superficie del metal.

Figura 2. Escala de predicción de Charlot para  y [pic 9][pic 10]

[pic 11]

Semirreacciones:

  oxidación[pic 12]

  reducción[pic 13]

1. Análisis de resultados: De acuerdo con la escala de predicción de Charlot mostrada en la Fig.2, la reacción oxido reducción que se llevó a cabo fue: [pic 14]

La perdida de intensidad de la coloración del cloruro de cobre y la presencia de precipitado negro en la superficie del zinc se debe a que el  reacciona espontáneamente (debido a que no es necesario intervenir en la reacción y según la pendiente positiva en la escala de predicción) disolviéndose, oxidándose y generando iones , que sustituyen a los iones  en la disolución, transformándose éste en cobre metálico (es decir, se reduce). [pic 15][pic 16][pic 17]

Se está produciendo una reacción de transferencia de electrones: cada átomo de zinc cede dos electrones a un ion . Esto debido a la diferencia de electronegatividad, la electronegatividad según Pauling se define como: "el poder de un átomo, en una molécula, para atraer electrones hacia él". Siendo mayor la del cobre respecto a la del zinc, por ello, el cobre se vuelve el receptor mientras que el zinc es el donador. [pic 18]

Cabe destacar que el óxido que se formó fue  (óxido cúprico (II)), pues posee el mayor número de oxidación. [pic 19]

1. Conclusiones del experimento.

La reacción entre  se clasifica como espontánea y exotérmica, el Zinc es oxidado por el cobre y este a su vez reducido por el zinc. [pic 20]

Se reconocen los pares conjugados (que se dan tras la trasferencia de electrones entre los reactivos, pues podemos decir que, los pares conjugados los definimos como el intercambio de una especie en un mismo elemento. [pic 21]

1. Resumen de celdas electroquímicas.

1. Objetivo experimental: Comprender el mecanismo de funcionamiento redox de una pila electroquímica a través de los pares conjugados ( y medir o calcular los cambios de potencial.[pic 22]

1. Hipótesis: Tras un circuito externo, y a través de las diferencias de potencial en los pares conjugados, será posible pasar de energía química a energía eléctrica, logrando la transformación material del par y por tanto lograr una reacción espontanea. Además, se espera medir la diferencia de potencial de un par conjugado cuando el ánodo sea sustituido por un electrodo de referencia.

1. Resumen del experimento: 

1. Se cuenta con 2 vasos de precipitados, en uno de ellos se agregará disolución de cloruro de cobre y una barra de cobre metálico (, mientras que en el otro se agregará disolución de granalla de zinc y zinc metálico , dichos vasos se conectarán por un conductor iónico que será cloruro de potasio y las barras metálicas mediante un multímetro, que nos ayudará no solo al flujo de electrones sino también a medir la diferencia de potencial.  [pic 23][pic 24][pic 25]

1. En uno de los vasos de precipitado que fungirá como el cátodo, se agregará la disolución del compuesto metálico y el metal puro, es decir, el par conjugado; pero a diferencia del experimento anterior, al ánodo se conectara un electrodo de referencia.

1. Figura 3. Diagrama de flujo del experimento [pic 26]

1. Resultados:

A través de la referencia de potencial del hidrogeno sabemos que:

...