Exposicion Final de Analitica Narvasta...

7/25/2019 Exposicion Final de Analitica Narvasta...

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Universidad Nacional

Jos Faustino Snchez

Carrin

Facultad: Ingeniera Qumica y Metalrgica

E.A.P:Ingeniera Metalrgica

Interantes:

Aguayo Florecin Saby Hellen. Fernndez Ramos Flor Elizabet !au"ari #astrana $ristian.

Saa%edra &eramendi 'os( $arlos. Soria $aca Mois(s. Santos $ar"io 'uan $arlos. &s)uez Escobar *iego. &alladolid A)uinio Rodol+o. $orcino Morales Rulan. *e la cruz Morales Fernando. Quezada Arredondo 'oganse. &alero Medina Ale,ander.

-amarra Santilln aldir. $rdenas Ri%era Ric/y. *az Mugruza Renzo. 0oyco 12"ez 1uis. Estrada #ardo Henrry.

EQ3I1I4RI5 *E56I*A$I7!8RE*3$$I7!

!ocente: IsraelNarvasta torresCurso: "u#$icaAnal#ticaCualitativa


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3ni%ersidad 'os( Faustino Sncez $arri2n

% dice

!edicatoria &

Introduccin''''''''''''''''''''''''''''''''''''..'''()*

Celda electro+u#$ica''''''..'''''''''''''''''''''''''''.,)--

o 0i"o de electrodo.

o Ecuaci2n de !ernst.

Electrodo nor$al de hidroeno' ''''''''''''''''''''''''--)-(

o Ecuaci2n de !ernst.o Inter+erencia.o $onstrucci2n.

Convenciones ara la escritura de una celdaalvnica'''''''''''''''-()//

o $eldas electro)umicas.o *escri"ci2n de una celda gal%nica.o $omo construir una celda gal%nica.o &ariables )ue inter%ienen en una reacci2n electro)umica.o $omo se "roducen.o 5btenci2n de la energa el(ctrica en una celda.o E9ercicios.

Calculo de 0uerzas electro$otrices'''''''''''''''..''''''''.

'../&)/*

o 1a +uerza electromotriz.o E9ercicios.

Calculo de 1s'''''''''''''''''''''''''''...'''''''''./*)&(

o #roceso de disoluci2n.o Factores )ue a+ectan :"s.o E+ecto del ion comn en la solubilidad.o #reci"itaci2n +raccionada.o E9ercicios.

;


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Calculo de las constantes de esta2ilidad en las0uerza''''''''''''''.&()&,

o $onstantes de asociaci2n< disociaci2n y "recisi2n.o $onstante de 4ronsted.

Electrodos indicadores de hidroeno''''''''''''''''''.''''''..&,)(/

o $onstante de idrolisis.o Electrodo de idrogeno< )uinidona< %idrio< metal = o,ido metlico.o E9ercicios.

Calculo de otenciales nor$ales or ca$2ios en las condiciones deacidez'''.(&)(3

o #otenciales estndar de reducci2n de un electrodo.o #otenciales estndar de reducci2n a >?@$.o E9ercicios.

Conclusin'''''''''''''''''''''''''''''''''''''''.

..(4)56

7i2liora0#a''''''''''''''''''''''''''''''''''.''''.

''..5-

>


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!edicatoria

Los alumnos que realizamos este trabajo queremos dedicar este mismo a todos aquellos alumnos quese esmeran en lograr objetivos y metas.

Con el espritu de que algn da puedan realizarse y sacar adelante a las personas que ms aman.

A los padres que da a da se esfuerzan en trabajar para as poder darnos la solvencia necesariapara los gastos universitarios; a ellos que son el reflejo de nuestra luca.

!ambi"n a nuestro profesor de qumica analtica cualitativa #srael $arvasta !orres que cada da quenos toca clase se esmera en acernos comprender cada tema y as tener un aprendizaje muco ms

%ptimo.


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Introduccin

Celdas Electro+u#$icas:

Una celda electroqumica es un dispositivo capaz de obtener energa elctricaa partir de reacciones qumicas(o bien,de producir reacciones qumicas a travs de la introduccin de energa elctrica, cuando se est cargando la celda).

Un ejemplo comn de celda electroqumica es la pila (por ejemplo, la estndar de ,! voltios o la recargablede ,"),que es una celda galvnicasimple, mientras unabateraconsta de varias celdas conectadas en serieo paralelo.

Electrodo Nor$al de 8idroe o:

#iene la particularidad de ser un electrodo de gas, por lo que es necesaria una plaquita de platino platinadoparaadsorberlo. $l %idrgeno gaseoso se in&ecta a travs de un tubo de vidrio & es burbujeado a una disolucin cida quecontiene protones. $l e'ceso de " que no reacciona, es desprendido de la disolucin. $l electrodo de%idrgeno puede uncionar como nodo & como ctodo, & se utiliza principalmente como electrodo de reerencia paradeterminar la capacidad o'idante o reductora de otras semireacciones redo' cuando se enrentan a l. *s,

el electrodo de %idrgenopermite ordenar la capacidad o'idante de distintos compuestos & %allar un valor numrico(potencial de la pila, em) que nos permita ordenarlos de ma&or a menor poder o'idante.

Co ve cio es .ara la escritura de u a celda alv ica:

+a celda galvnica o celda voltaica, denominada en %onor de+uigi alvani& *lessandro -oltarespectivamente, es

unacelda electroqumicaque obtiene la energa elctrica a partir de reacciones redo'espontneas que tienen lugar

dentro de la misma. or lo general, consta de dos metales dierentes conectados por un puente salino,o semi/celdas

individuales separados por una membrana porosa. -olta ue el inventor de la pila voltaica, la primera pila elctrica.

$n el uso comn, la palabra pila es una celda galvnica nica & una batera propiamente dic%a consta de varias celdas,

conectadas en serie o paralelo.

Calculo de 0uerzas electro$otrices:

+a uerza electromotriz (0$1) es toda causa capaz de mantener una dierencia de potencialentre dos puntos de un

circuito abierto o de producir una corriente elctrica en un circuito cerrado. $s una caracterstica de cada generador

B
http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Reacci%C3%B3n_qu%C3%ADmicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Pila_recargablehttp://es.wikipedia.org/wiki/Celda_galv%C3%A1nicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Bater%C3%ADa_(electricidad)http://es.wikipedia.org/wiki/Bater%C3%ADa_(electricidad)http://es.wikipedia.org/wiki/Conexi%C3%B3n_en_seriehttp://es.wikipedia.org/wiki/Luigi_Galvanihttp://es.wikipedia.org/wiki/Luigi_Galvanihttp://es.wikipedia.org/wiki/Alessandro_Voltahttp://es.wikipedia.org/wiki/Celda_electroqu%C3%ADmicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Celda_electroqu%C3%ADmicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Reacci%C3%B3n_redoxhttp://es.wikipedia.org/wiki/Reacci%C3%B3n_redoxhttp://es.wikipedia.org/wiki/Puente_salinohttp://es.wikipedia.org/wiki/Puente_salinohttp://es.wikipedia.org/wiki/Diferencia_de_potencialhttp://es.wikipedia.org/wiki/Generador_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Reacci%C3%B3n_qu%C3%ADmicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Pila_recargablehttp://es.wikipedia.org/wiki/Celda_galv%C3%A1nicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Bater%C3%ADa_(electricidad)http://es.wikipedia.org/wiki/Conexi%C3%B3n_en_seriehttp://es.wikipedia.org/wiki/Luigi_Galvanihttp://es.wikipedia.org/wiki/Alessandro_Voltahttp://es.wikipedia.org/wiki/Celda_electroqu%C3%ADmicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Reacci%C3%B3n_redoxhttp://es.wikipedia.org/wiki/Puente_salinohttp://es.wikipedia.org/wiki/Diferencia_de_potencialhttp://es.wikipedia.org/wiki/Generador_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_el%C3%A9ctrica


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elctrico.2on carcter general puede e'plicarse por la e'istencia de un campo

electromotor cu&a circulacin, deine la uerza electromotriz del generador.

3e deine como el trabajo que el generador realiza para pasar por su interior la unidad de cargapositiva del polo

negativo al positivo, dividido por el valor en 2ulombios de dic%a carga.

$sto se justiica en el %ec%o de que cuando circula esta unidad de carga por el circuito e'terior al generador, desde

el polo positivo al negativo, es necesario realizar un trabajoo consumo de energa (mecnica, qumica, etctera) para

transportarla por el interior desde un punto de menor potencial (el polo negativo al cual llega) a otro de ma&or

potencial (el polo positivo por el cual sale).

+a 0$1 se mide en voltios,al igual que el potencial elctrico.

or lo que queda que4

3e relaciona con la dierencia de potencial entre los bornes & la resistencia interna del generador mediante la

rmula (el producto es la cada de potencial que se produce en el interior del generador a causa

de la resistencia %mica que orece al paso de la corriente). +a 0$1 de un generador coincide con la dierencia depotencial en circuito abierto.

+a uerza electromotriz de induccin (o inducida) en un circuito cerrado es igual a la variacin del lujo de

induccin del campo magntico que lo atraviesa en la unidad de tiempo, lo que se e'presa por la

rmula (+e& de 0arada&). $l signo / (+e& de +enz) indica que el sentido de la 0$1 inducida es tal que se

opone al descrito por la le& de 0arada& ( ).

Calculo de 1.s:

?
http://es.wikipedia.org/wiki/Generador_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Generador_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Carga_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Trabajo_(f%C3%ADsica)http://es.wikipedia.org/wiki/Voltiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Voltiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Potencial_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Potencial_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Faradayhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Lenzhttp://es.wikipedia.org/wiki/Generador_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Carga_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Trabajo_(f%C3%ADsica)http://es.wikipedia.org/wiki/Voltiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Potencial_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Faradayhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Lenz


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Calculo

de la

co sta te de

esta2ilidad e

las 0uerzas:

Una constante deestabilidad es unaconstante para laormacin de uncomplejo en la solucinde equilibrio. $s una

medida de la uerza de la interaccin entre los reactivos que se unen para ormar el complejo. a& dos tiposprincipales de complejo4 compuestos ormados por la interaccin de un ion de metal con un ligando & supramolecularescomplejos, tales como complejos de %ospedador/%usped & complejos de aniones. +a constante de estabilidad deproporcionar la inormacin necesaria para calcular la concentracin del complejo en solucin. a& muc%os campos deaplicacin en la qumica, la biologa & la medicina.

Electrodos i dicadores de hidroe o:

5unto con el electrodo de reerencia se utiliza un electrodo indicador cu&a respuesta depende de la concentracin

del analito. +os electrodos indicadorespara las medidas potencio mtricas son de dos tipos undamentales,denominados metlicos & de membrana. $stos ltimos se denominan tambin electrodos especicos o selectivos paraiones.

Calculo de .ote ciales or$ales .or ca$2ios e las co dicio es de

acidez:

+as semireacciones donde los %idrogeniones o %idro'ilos estn incluidos implican cambios marcados de los potencialesde reduccin u o'idacin.

E+uili2rio de o9idacin ) reduccin

Celda electro+u#$ica

C
http://www.monografias.com/trabajos15/valoracion/valoracion.shtml#TEORICAhttp://www.monografias.com/trabajos15/valoracion/valoracion.shtml#TEORICA


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3e estudia una reaccin total en equilibrio,comparando latendencia qumicaal evolucionar la reaccin, con la dierencia de potencial aplicada. $lprocesoes reversible, esto es,se puede invertir su orma deevolucin, mediante una variacin ininitesimal de la dierencia aplicada o en las

concentraciones de los reactivos.$l trabajoneto obtenido, cuando la reaccin precede de esta orma compensada a constante, es igual & de signocontrario a la variacin de la energa libre de la reaccin.$l sistema, o la pila, realizan un trabajo reversible (0$1) al transportar un determinado nmero de electrones. $stetrabajo es igual a la carga de (e/ multiplicado por la dierencia de potencial que los %a empujado ((e/) $ o 0$, donde

+a pila al realizar este trabajo disminu&e su energa libre

3 n veces un nmero de *vogadro de e/ interviene en la reaccin, $ ser la misma pero la cantidad totalde electricidadque lu&e a%ora es (0.

Unidades de la 0em4 -oltios2on un circuito potencio mtrico $vita la polarizacin de cargas, la cual ocasionara un potencial adicional, que sedesea evitar.

*6#$3 7$ +* 8+*

$lectrodo de o'idacin (9nodo, prdida de electrones)

$lectrodo de reduccin (2todo, ganancia de electrones)1edio para la transerencia de carga

$n cada electrodo se realiza un trabajo otencial de $lectrodos

* medida que es ms (:) ;1a&or espontaneidad;.

* medida que es ms (:) es ms (/) ;1a&or espontaneidad;.

IP;S !E E


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/.' (L(C!)*+* +( 01#+*')(+2CC#0$0ormado por un metal inerte sumergido en una solucin, que contienedos estados dierentes de o'idacin de un elemento o de una determinada agrupacin molecular.

astas slidas con estados de o'idacin dierentes, asociadas a las especies involucradas(jemplo

6eaccin4

6eaccin4

3.' (lectrodo metal'ion metal$l electrodo metlico est sumergido en una disolucin que contiene iones de estemetal.1etal (no inerte) en solucin de su ion metlico. $l electrodo interviene en la reaccin.$jemplo4 electrodo de plata sumergido en solucin de


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ara los otros reactivos4

7onde4

3i el sistemaalcanza elequilibriola pila no realiza trabajo40em. =>

Una pila galvnica $s una pila electroqumicaen la que una reaccin qumicaorigina una corriente elctrica. $stormada por dos electrodos (conductores slidos) comunicados elctrica e inicamente.(2onductor slido para que los electrones puedan circular del electrodo negativo al positivo.(Un tabique poroso o puente salino (ormado por un tubo en ;U; taponado en los e'tremos con algodn& que contiene

una disolucin de un electrolito uerte como 2ualquiera de estos sistemaspermite la diusin deiones de una semiculta a la otra, para mantener la neutralidad elctrica.$n las pilas, como se coment anteriormente, se denomina (9nodo, al electrodo negativo, donde tiene lugar lao'idacin & (2todo, al electrodo positivo, donde tiene la reduccin.$n la igura se representa un ejemplo de pila voltaica.
http://www.monografias.com/trabajos11/teosis/teosis.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/tomadecisiones/tomadecisiones.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/tomadecisiones/tomadecisiones.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos34/el-trabajo/el-trabajo.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos34/el-trabajo/el-trabajo.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos7/elec/elec.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos7/elec/elec.shtmlhttp://www.monografias.com/Quimica/index.shtmlhttp://www.monografias.com/Quimica/index.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos29/algodon-peruano/algodon-peruano.shtml#introhttp://www.monografias.com/trabajos11/teosis/teosis.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/teosis/teosis.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/pila/pila.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/teosis/teosis.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/tomadecisiones/tomadecisiones.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos34/el-trabajo/el-trabajo.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos7/elec/elec.shtmlhttp://www.monografias.com/Quimica/index.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos29/algodon-peruano/algodon-peruano.shtml#introhttp://www.monografias.com/trabajos11/teosis/teosis.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/pila/pila.shtml


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Una de las cubas contiene una solucin de & un electrodo de ?n@ la otra contiene una solucin de &un electrodo de 2u. *mbas cubas estn unidas por un puente salino & los electrodos elctricamente. Un voltmetromedir la dierencia de potencial entre los electrodos, que corresponde con el paso de los electrones por el circuitoe'terno.7e tablas se comprueba que el 2u tiene ms tendencia a reducirse (eA = >,BC -) que el ?n (eA = />,DE -) (recordemos,ma&or potencial de reduccin signiica ma&or tendencia a reducirse). *l cerrar el circuito elctrico, por tanto, loselectrones luirn por el circuito e'terno del nodo (?n) al ctodo (2u), lo que se pone de maniiesto como unadierencia de potencial medida por el voltmetro.56u" reacciones ocurren por tanto72ada tomode cinc que se o'ida cede dos electrones, que pasan a otracubapor el circuito e'terno, donde reducen a

un ion 2u:", que se deposita en el electrodo de cobre, como 2u metlico.3imultneamente, los iones del puente salino tienen que emigrar para neutralizar la carga en los compartimentos de lacelda, pues si observamos cada una de las reacciones, en el nodo aumenta el nmero de iones positivos mientras queen el ctodo disminu&e. *l ir los aniones %acia el nodo & los cationes %acia el ctodo se logra la neutralidad elctricade ambas cubas.

Electrodo nor$al de hidroeno

Un electrodo estndar de %idrgeno tambin llamado electrodo normal de %idrgeno es un electrodoredo'que ormala base de latabla estndar de potenciales de electrodos. 3u potencial absoluto se estima en C.C> F >.>" - a "! A2,

pero para realizar una base de comparacin con cualquier otra reaccin electroltica, el potencial electrolticodel %idrgeno($>) se ija como > en todas las temperaturas.

+os potenciales de cualquier otro electrodo se comparan con el estndar a la misma temperatura.

$l electrodo de %idrgeno se basa en la semicelda redo'4

" : (aq) : "e/ "(g)

$sta reaccin de o'idacin/reduccin ocurre en un electrodo deplatino.

;G
http://www.monografias.com/trabajos/atomo/atomo.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/atomo/atomo.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos16/cuba-origenes/cuba-origenes.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos16/cuba-origenes/cuba-origenes.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos13/tramat/tramat.shtml#COBREhttp://es.wikipedia.org/wiki/Electrodohttp://es.wikipedia.org/wiki/Redoxhttp://es.wikipedia.org/wiki/Redoxhttp://es.wikipedia.org/wiki/Anexo:Tabla_de_potenciales_de_reducci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Anexo:Tabla_de_potenciales_de_reducci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Hidr%C3%B3genohttp://es.wikipedia.org/wiki/Platinohttp://es.wikipedia.org/wiki/Platinohttp://www.monografias.com/trabajos/atomo/atomo.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos16/cuba-origenes/cuba-origenes.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos13/tramat/tramat.shtml#COBREhttp://es.wikipedia.org/wiki/Electrodohttp://es.wikipedia.org/wiki/Redoxhttp://es.wikipedia.org/wiki/Anexo:Tabla_de_potenciales_de_reducci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Hidr%C3%B3genohttp://es.wikipedia.org/wiki/Platino


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$l electrodo es sumergido en una solucin cida & se bombea %idrgeno gaseoso a travsde l. +a concentracin de ormas o'idadas & reducidas se mantiene como una unidad. $sto implica que la presin de%idrgeno gaseoso es igual a bar& la concentracin de %idrgeno en la solucin es mol.

La ecuaci%n de $ernstdebe desarrollarse as

o

7onde4

a : es la actividadde los iones de %idrgeno, a:=: 2: G2>

p" es la presin parcial del %idrgenogaseoso, en pascales, a

6 es laconstante universal de los gases ideales

# es la temperatura, en Helvin.

0 es la constante de 0arada&(carga por mol de electrones), igual a I.ECJ!B>IK>C 2 mol/

p> es la presin estndar >! en a

58or qu" platino7

(l uso de platino para el electrodo de idr%geno se debe a varios factores

1aterial inerte, que no se corroe.

2apacidad para catalizar la reaccin de reduccin de protones.

*lto intercambio intrnseco de densidad para la reduccin de protones.

$'celente reproduccin del potencial (igual o menor que > L-) cuando dos electrodos bien construidos se comparancon otros."

+a supericie del platino se platiniza, es decir, se cubre con una capa denegro de platinopor lo que se requiere4

$mplear un electrodo con gran supericie real. 2uanto ma&or es la supericie real, ma&or es la cintica del electrodo.

$mplear un material que pueda absorber %idrgeno como interace. +a platinizacin mejora el rendimiento delelectrodo.

3in embargo, otros metales pueden utilizarse para construir electrodos de utilidad similar, por ejemplo paladio.

;;
http://es.wikipedia.org/wiki/Bar_(unidad_de_presi%C3%B3n)http://es.wikipedia.org/wiki/Molhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ecuaci%C3%B3n_de_Nernsthttp://es.wikipedia.org/wiki/Actividad_(qu%C3%ADmica)http://es.wikipedia.org/wiki/Hidr%C3%B3genohttp://es.wikipedia.org/wiki/Pascal_(unidad)http://es.wikipedia.org/wiki/Pascal_(unidad)http://es.wikipedia.org/wiki/Constante_universal_de_los_gases_idealeshttp://es.wikipedia.org/wiki/Constante_universal_de_los_gases_idealeshttp://es.wikipedia.org/wiki/Constante_de_Faradayhttp://es.wikipedia.org/wiki/Electrodo_est%C3%A1ndar_de_hidr%C3%B3geno#cite_note-Sawyer-2http://es.wikipedia.org/wiki/Negro_de_platinohttp://es.wikipedia.org/wiki/Negro_de_platinohttp://es.wikipedia.org/wiki/Paladiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Paladiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Bar_(unidad_de_presi%C3%B3n)http://es.wikipedia.org/wiki/Molhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ecuaci%C3%B3n_de_Nernsthttp://es.wikipedia.org/wiki/Actividad_(qu%C3%ADmica)http://es.wikipedia.org/wiki/Hidr%C3%B3genohttp://es.wikipedia.org/wiki/Pascal_(unidad)http://es.wikipedia.org/wiki/Constante_universal_de_los_gases_idealeshttp://es.wikipedia.org/wiki/Constante_de_Faradayhttp://es.wikipedia.org/wiki/Electrodo_est%C3%A1ndar_de_hidr%C3%B3geno#cite_note-Sawyer-2http://es.wikipedia.org/wiki/Negro_de_platinohttp://es.wikipedia.org/wiki/Paladio


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Inter0erencia:

* causa de la alta actividad de absorcin del electrodo platinizado es mu& importante proteger la supericie delmismo & la solucin contra la presencia de sustancias orgnicas o de o'genode la atmsera. +os iones inorgnicosque pueden reducir a un estado de valencia ms baja tambin deben ser evitados (por ejemplo 0eB:, 2rMC"/).

+os cationes que pueden reducir un depsito sobre el platino tambin pueden ser uente de intererencia4 plata,mercurio, cobre, plomo, cadmio & talio.

+as sustancias que pueden desactivar la catlisis inclu&en alarsnico,sulitos & otros compuestos de azure,sustancias coloidales, alcaloides, & material biolgico en general.B

$onstrucci2n

(squema de un electrodo estndar de idr%geno

;>

Comparaci%n de la densidad de intercambio normal para la reacci%n de reducci%n de protones en & mol9:g/-*4/

1*#$68*+ 7$+ $+$2#6M7M 7ensidad deintercambio

normal/log>(*Gcm")

aladio B.>latino B.6odio B.E8ridio B.D.J

1anganeso >.Ilomo ".>

1ercurio ".B
http://es.wikipedia.org/wiki/Ox%C3%ADgenohttp://es.wikipedia.org/wiki/Platahttp://es.wikipedia.org/wiki/Cobrehttp://es.wikipedia.org/wiki/Taliohttp://es.wikipedia.org/wiki/Taliohttp://es.wikipedia.org/wiki/Ars%C3%A9nicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Ars%C3%A9nicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Ars%C3%A9nicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Azufrehttp://es.wikipedia.org/wiki/Coloidehttp://es.wikipedia.org/wiki/Alcaloidehttp://es.wikipedia.org/wiki/Electrodo_est%C3%A1ndar_de_hidr%C3%B3geno#cite_note-3http://es.wikipedia.org/wiki/Electrodo_est%C3%A1ndar_de_hidr%C3%B3geno#cite_note-3http://es.wikipedia.org/wiki/Electrodo_est%C3%A1ndar_de_hidr%C3%B3geno#cite_note-Sawyer-2http://es.wikipedia.org/wiki/Paladiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Platinohttp://es.wikipedia.org/wiki/Rodiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Iridiohttp://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%ADquelhttp://es.wikipedia.org/wiki/Orohttp://es.wikipedia.org/wiki/Wolframiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Niobiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Titaniohttp://es.wikipedia.org/wiki/Cadmiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Manganesohttp://es.wikipedia.org/wiki/Plomohttp://es.wikipedia.org/wiki/Mercurio_(elemento)http://es.wikipedia.org/wiki/Ox%C3%ADgenohttp://es.wikipedia.org/wiki/Platahttp://es.wikipedia.org/wiki/Cobrehttp://es.wikipedia.org/wiki/Taliohttp://es.wikipedia.org/wiki/Ars%C3%A9nicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Azufrehttp://es.wikipedia.org/wiki/Coloidehttp://es.wikipedia.org/wiki/Alcaloidehttp://es.wikipedia.org/wiki/Electrodo_est%C3%A1ndar_de_hidr%C3%B3geno#cite_note-3http://es.wikipedia.org/wiki/Electrodo_est%C3%A1ndar_de_hidr%C3%B3geno#cite_note-Sawyer-2http://es.wikipedia.org/wiki/Paladiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Platinohttp://es.wikipedia.org/wiki/Rodiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Iridiohttp://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%ADquelhttp://es.wikipedia.org/wiki/Orohttp://es.wikipedia.org/wiki/Wolframiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Niobiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Titaniohttp://es.wikipedia.org/wiki/Cadmiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Manganesohttp://es.wikipedia.org/wiki/Plomohttp://es.wikipedia.org/wiki/Mercurio_(elemento)


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&'$lectrodo de platino platinizado.

/'Oombeo de %idrgeno.

3'3olucin cida con actividad de : = mol Pg/

4'3in para prevenir la intererencia de o'geno.


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Paradescri2iruna celda seutiliza lasiuientenotacin:

$n primer lugar seescribe el materialdel electrodonegativo utilizando susmbolo qumico,luego se colocauna lnea verticalpara separar elelectrodo de lasolucin de iones de

concentracindeterminado.

8nmediatamente seusa el smbolo 88para seQalar elpuente salino, acontinuacin secoloca la segundasolucin inica deconcentracin

conocida el signo 88 &por ltimo el signodel metal4

": ":

?n (.) 8 ?n (molG+)88 2u (molG+) 8 2u(.)

#odas estas sonnotaciones convencionales de la celda

;B


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+as celdas que producen energa elctrica se llaman celdas galvnicas, las que soncausadas por el consumo de energa qumica.

+as celdas que consumen energa son las celdas electroqumicas@ consumen corriente de una uente de corrientee'terna, almacenando como consecuencia energa qumica electroltica.

Constru>endo una celda electro+u#$ica

+as celdas electroqumicas son diseQadas de manera tal que al producirse la reaccin espontnea de los electrones queson transeridos desde el agente o'idante, lo %agan por un circuito e'terno. *s se genera una corriente elctrica.

ara mantener en contacto las disoluciones donde se encuentran los metales & completar el circuito, se emplea unpuente salino@ el cual consiste en un tubo de vidrio doblado en orma de U en el cual se vierte algn electrolito uerte,

pero que no reacciona ni con las disoluciones ni con los metales. +os tubos e'ternos del tubo en U se taponan con unpoco de algodn, logrando solo el lujo de iones sin que se mezclen disoluciones. +os electrones lu&en a travs delalambre del agente reductor al o'idante, & los iones de ambas disoluciones acuosas lu&en de un compartimiento alotro para mantener una carga neta igual a cero.

#ambin la celda electroqumica consta de un circuito e'terior, como un voltmetro que mide el potencial elctrico, elcual es e'presado en volts (-)

* la supericie donde ocurre tanto la reaccin de o'idacin como la de reduccin, se le llama electrodo. *l electrododonde ocurre la semi/reaccin de o'idacin se le llama nodo & se le asigna un signo negativo (/). *l electrodo dondeocurre la semi/reaccin de reduccin se le llama ctodo, que tiene el signo positivo (:)

K$n la ig. del ane'o se puede ver una pila construida a escala de laboratorio.

?aria2les +ue intervienen en las reacciones electro+u#$icas

2oulomb (2), que es la unidad prctica de carga (R) & se deine como la cantidad de electricidad que pasa a travs deuna seccin transversal dada de un conductor en un segundo, cuando la corriente es un ampere. $l ampere (*) es launidad de intensidad de corriente elctrica (8). Un ampere es igual a un coulombGsegundo. $ntonces,

8ntensidad = carga G tiempo = R G t

R = 8t

$l o%m (M) es la unidad de resistencia elctrica (6). 3e puede e'presar en uncin de la resistencia especicamediante la ecuacin4

6esistencia (o%ms) = resistencia especica ' (longitud (cm.) G9rea (cmS)

$l volt (-) es la unidad potencial & se deine como la uerza electromotriz necesaria para que pase una corriente deun ampere a travs de una resistencia de un o%m. $l Tatt (N) es la unidad de potencia & es igual a la variacin deltrabajo por unidad electromotriz en volts ' la corriente en amperios.

otencia (Tatts) = 2orriente (amperes) ' otencia (volts)

;?


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N = 8-

$l joule o Tatt/segundo es la energa producida en un segundo por una corriente de potencia igual a un Tatt.

$ (otencial de reduccin estndar)= nos permite saber con anticipacin cul es el o'idante ms uerte (ma&ortendencia a reducirse) & en qu direccin se producir la reaccin redo'. 3e reiere a la em de una pila a "! A2.

@C$o se roducen las celdas alvnicas

Una celda galvnica es un sistema que permite obtener energa a partir de una reaccin qumica de 'ido/reduccin.7ic%a reaccin es la resultante de " reacciones parciales (semi reacciones) en las cuales un elemento qumico eselevado a un estado de o'idacin superior (semi reaccin de o'idacin), a la vez que otro elemento es reducido a unestado de o'idacin inerior (semi reaccin de reduccin). $stos cambios de estado de o'idacin implican

transerencia de electrones del elemento que se o'ida al elemento que se reduce.$l diseQo constructivo en una pila determina que cada una de estas " semi reacciones ocurra en VcompartimentosWindependientes llamados semiceldas. $l medio que posibilita el transporte interno de carga elctrica entre amboscompartimentos es una sustancia conductora llamada electrolito. * su vez, cada semicelda est constituida por unelectrodo metlico & una solucin de una de las sales del metal.

@Para o2tener ener#a elctrica

ara obtener energa elctrica es necesario conectar los electrodos de la pila al aparato que se desee %acer uncionarmediante conductores elctricos e'ternos

$n estas condiciones la pila descarga e'ternamente su energa, la que es aprovec%ada por el aparato para suuncionamiento, mientras que internamente se producen en los electrodos las semi reacciones mencionadas.

3e denominan electrodos a las supericies metlicas sobre las cuales se producen las semi reacciones de o'idacin &de reduccin.

=nodoes el electrodo en el cual se produce la reaccin de o'idacin (el electrodo negativo de la pila).

Ctodoes el electrodo en el cual se produce la reaccin de reduccin (el electrodo positivo de la pila).

;C


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EBercicios:

;D


19/49


;


20/49


;


21/49


Calculo de 0uerzas electro$otrices

G
http://es.wikipedia.org/wiki/Diferencia_de_potencialhttp://es.wikipedia.org/wiki/Generador_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Generador_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Generador_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Carga_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Trabajo_(f%C3%ADsica)http://es.wikipedia.org/wiki/Voltiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Voltiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Potencial_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Potencial_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Faradayhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Lenzhttp://es.wikipedia.org/wiki/Diferencia_de_potencialhttp://es.wikipedia.org/wiki/Generador_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Carga_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Trabajo_(f%C3%ADsica)http://es.wikipedia.org/wiki/Voltiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Potencial_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Faradayhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Lenz


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A.2ircuito elctrico abierto (sin carga o resistencia). or tanto, no se establece la circulacin de la corrienteelctrica desde la uente de 0$1 (la batera en este caso).

>.2ircuito elctrico cerrado, con una carga o resistencia acoplada, a travs de la cual se establece la circulacin deun lujo de corriente elctrica desde el polo negativo %acia el polo positivo de la uente de 0$1 o batera.

P=;7D," : "YE = I,E

"ara una cantidad de carga R = B,!*YE>>s = ">> 2 se deposita en el electrodo una masa de

bM" = (">>YI,E)GIE!>> = ",E> g siendo la masa de plomo que le corresponde4

m (b) = ">D," Y ",E> = ","! g que suponen un ","! Y>> = DI,BZ de b"BI," ",JBD

& >> / DI,B = ">,DZ de *g que en masa son ">,D Y",JBD = >,!JD g>>

c3emi reaccin de reduccin *g: : e/ ////X *g

eq. 7e la *g = >D,IG = >D,I+a cantidad de carga necesaria para depositar toda la plata ser4

>;


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IE!>>Y>,!JD = !"! 2 que para una corriente de B,!* requiere un tiempo de>D,I

t = !"!GB,! = !>s ",! min

/.' -e construye una celda con dos electrodos de idr%geno? uno de ellos normal y el otro con unadisoluci%n D?&$ de un cido monopr%tico d"bil A. La f.e.m. de la pila es D?/ = > / >,>!I log (: )"

" ,>"de donde (:) = !,JY>/! 1 luego p = C,"2alculamos a%ora la constante del cido

Ha = (: )Y(*/ ) = (!,JY>/! )" = B,CY>/J(*) >,

3.' -e aMade cinc metlico a una disoluci%n D?&DD H de una sal cprica? produci"ndose la reacci%nespontnea. 5Cul es la concentraci%n final de ion cprico en la disoluci%n7eNBOn/P9On I ' D?JG eNBCu/P9CuP I D?&,>> / ' & la de ion cinc,por estequiometria, la mitad de sta

" 2u": : ?n [///X " 2u: : ?n":' >,>> / ' (>,>> /')G"

ara calcular ' utilizamos la constante HH = D,>Y>B> = ((>,>> / ')G")Y(>,>> /')" de donde ' = (2u":) = J,!Y>/J 1

'" 4.' 2na celda galvnica consiste en una tira de plata metlica sumergida en una disoluci%n de ionAgP D?&DH? y una tira de cinc metlico sumergida en una disoluci%n de ion On/P D?&D H. A la semicelda quecontiene el ion plata se aMade amoniaco asta alcanzar una concentraci%n &?DH Bsin variaci%n de volumen? y enese momento se lee una diferencia de potencial de &?&/G. Calcular la constante de inestabilidad del complejo

Ag B$3/P.eNAgP9Ag I D?@DG; eNOn/P9On I ' D?JG

>>


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or ser el potencial estndar del ion plata ma&or que el del cinc, sta se reducirprimero

" *g: : ?n [///X ?n": : *g e = >,J> : >,DE = ,!E-*l aQadir amoniaco a la celda del ion plata tiene lugar la siguiente reaccin4

*g: : " /J 1" (*g:)"

que usamos para calcular la constante de inestabilidad del complejo4 Hi = ,Y>/J Y>,J" = D,>Y>/J

>,

Calculo de s

+os equilibrios cidos/base & de complicacin son equilibrios %omogneos, esto es, equilibrio de reacciones queocurren en una sola ase. ran parte de las ms importantes operaciones de laboratorio inclu&en sustancias solidasadems de las soluciones. 3e establecen equilibrios que implican la disolucin o ormacin de slidos escasamentesolubles, se trata de equilibrios %eterogneos que corresponden a reacciones que ocurren en ms de una ase. 2on elin de predecir si se ormara o se disolver un precipitado, es necesario conocer la solubilidad de dic%o precipitado,es decir, la m'ima cantidad de soluto que se puede disolver en una cantidad dada de solvente a una temperaturaespeciica.

Proceso de !isolucin:

*l disolver un slido en un lquido, las partculas de soluto de dispersan %omogneamente en todo el solvente. +aacilidad con la que un soluto se disuelve en un solvente, depende de la uerza relativa de tres tipos de interacciones4interacciones solvente/solventes, interaccin soluto/soluto, interaccin soluto/solvente. 3i la atraccin soluto/solvente es ms uerte que la atraccin solvente/solvente & soluto/soluto, el proceso de disolucin es avorable, &ser e'otrmico. 3i la interaccin soluto/solvente es ms dbil que las interacciones solvente/solvente & soluto/soluto, el proceso de disolucin, si ocurre es endotrmico. Un soluto se disuelve en un solvente aunque la atraccinentre sus propias molculas sea ms uerte que la que se da entre sus molculas & las del solvente, debido a que debeconsiderarse el otro actor undamental que es considerado en todos los procesos sicos & qumicos, la entropa, eldesorden que resulta cuando se mezclan las molculas de soluto & solvente para ormas la disolucin. $n un proceso de

>


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disolucin siempre %a& un aumento en el desorden que avorece el proceso desolubilizacion. or este motivo una sustancia se solubiliza en un solvente dado aun cuando el proceso de disolucin seaendotrmico.

+os compuestos inicos son solubles en solventes polares como el agua, el amoniaco lquido, el luoruro de %idrogeno,debido a la interaccin ion dipolo entre el slido & el solvente.

+os compuestos moleculares son solubles en solventes no polares, debido a que las uerzas de atraccin entre lasmolculas de un cristal molecular son uerzas relativamente dbiles4 dipolo/dipolo, tipo dispersin &Go enlaces de%idrogeno.

3olubilidad & roducto de 3olubilidad

+a solubilidad de una sustancia a una temperatura dada esta deinida como la actividad de la sustancia en una solucinsaturada, esto es, una solucin que est en equilibrio con solido no disuelto.

3upongamos un electrolito uerte, el B


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Hps =

SO42

Ba2+

. aa

$l Oa3MCes un compuesto escasamente soluble, la cantidad de iones presentes en su solucin saturada es pequeQa, &la actividad es igual a la concentracin molar de los iones.

2+Ba

2SO4

KPS=

$n general para una sal escasamente soluble en su solucin saturada se establece el siguiente equilibrio4

1\ *] (3) '1]: : &*\/ (C/)

] la e'presin de la constante del producto de solubilidad es4

y+

M

x

A

KPS=

ara la solucin saturada de cualquier electrolito poco soluble, se cumple que el producto de las concentraciones decada uno de los iones elevada a una potencia igual al coeiciente estequiometrico es una constante a una temperaturadada.

$l valor del Hps de un compuesto indica su solubilidad mientras ms pequeQo sea menos soluble es el compuesto.$'iste una relacin cuantitativa entre la solubilidad molar de un compuesto & su Hps, relacin que depende de laestequiometria del compuesto.

3upongamos una sal escasamente soluble de ormula 1'*& cu&a solubilidad molar es s molesG+ a una temperaturadada. $n su solucin saturada se establece el siguiente equilibrio4

1\ *] (3) '1]: : &*\/

3i solubiliza s molesG+ de 1\*]se originan ' s molesG+ de 1]:, e & s molesG+ de *\/.

+a e'presin de la constante de producto de solubilidad para el compuesto es4

>?


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y+M

xA

KPS=

$n la solucin saturada4

M

y+

= ' s molesG+ (C/")

A

X

= & s molesG+ (C/B)

6emplazando en la e'presin de Hps

Hps = (\3)\ . (]3)] (C/C)

= \\ . ]] . 3\:]

2onociendo el Hps de un complejo es posible conocer su solubilidad a esa temperatura & viceversa.

7ebido a que la reaccin entre el Hps & la 3M+UOU+87*7 molar de compuesto depende de la estequiometria de esteltimo, no se puede comparar solubilidades de sales de dierente estequiometria a partir de los valores numricos delas respectivas constantes de producto de solubilidad.

+a relacin cuantitativa entre Hps & 3M+UO8+87*7 1M+*6 es vlida solamente en soluciones saturadas delcompuesto poco solubles en agua pura.

EBercicio:

&. Calcular la solubilidad molar del Hg $48*4si Qps I /?< F &D'&3en agua a /


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2+Mg

+NH4

3PO

4

Kps=

3i s es la solubilidad molar del compuesto, en su solucin saturada4

2+

Mg

=

+

NH4

=

3

PO4

= s

6eemplazando en la e'presin Hps

Hps = 3B

8ntroduciendo el valor numrico & calculando4

3 = E,B ' >/!molesG+

Factores +ue a0ectan la Constante de roducto de solu2ilidad

a !(H8()A!2)A.ara la ma&ora de los electrolitos la disolucin en agua es un proceso endotrmico, lasolubilidad aumenta al aumentar la temperatura. +a constante de producto de solubilidad termodinmica parala ma&ora de las sustancias aumenta con la temperatura, en una cantidad que depende del calor de disolucin.

b C*$-!A$!( +#(L(C!)#CA +(L -*LG($!(.+a adicin de un solvente orgnico produce una disminucinde la solubilidad & en la contante de producto de solubilidad. $sta disminucin releja la inluencia de unaconstante dielctrica menor & por lo tanto, un aumento en el trabajo necesario para separar los iones.

c !AHAR* +( 8A)!#C2LA.$l tamaQo de partcula del slido en equilibrio con el soluto disuelto aecta lasolubilidad & la constante de producto de solubilidad. 3i el tamaQo de partcula es suicientemente pequeQo lasupericie por mol se %ace lo bastante grande como para considerar la energa de supericie para describir elequilibrio. 1ientras ms pequeQo el tamaQo de partcula ma&or es la solubilidad del compuesto & ma&or suHps.

+a presencia de un ion comn, la presencia de iones e'traQos, la competencia de equilibrio son actores que aectan lasolubilidad de un compuesto, sin variar el valor de la constante de producto de solubilidad (Hps).

E0ecto del Ion Co$n en la Solu2ilidad:

>D


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+a precipitacin de un compuesto inico ocurre cuando el producto de las concentracionesde los iones capaces de ormar precipitado sobrepasa el Hps del compuesto supongamos una solucin saturada delOa3MCen agua, en esta solucin e'iste el equilibrio4

Oa3MC(3) Oa:" : 3MC"/

&

2+

Ba

2

SO4

= s siendo s la solubilidad molar del Oa3MCa la temperatura de trabajo. 3i a esta solucin saturada de

Oa3MCse agrega un compuesto que tenga un ion comn con el precipitado por ej.


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Ca

2+

= s : >.

F

= " s

6eemplazando en la e'presin de Hps

Hps = (s : >.) (" s)"

2omo se trata de un compuesto poco soluble, & la solubilidad disminu&e en presencia de un ion comn, s debe serpequeQa & despreciable comparada con >..

C,> ' >/ = >. ' Cs"

3 = .> ' >/!molesG+

+a apro'imacin %ec%a es vlida, s = .> ' >/! es despreciable rente a >..

+a solubilidad de 2a 0"en agua pura se calcula a partir de4

Hps = s ("s)"

C.> ' >/ = C sB

s = ".! ' >/CmolesG+

+a solubilidad del 2a 0"es menor en presencia del ion comn 2a":que en agua pura.

$l coeiciente de reaccin en las reacciones de precipitacin

$l coeiciente de reaccin Rps o producto de las concentraciones molares a&uda a conocer las concentracionesm'imas de los iones que pueden coe'istir en la disolucin & deine si se precipitar la disolucin.

3i Rps [ Hps


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2uando e'isten aniones con propiedades similares al tener un ion comn se precintarn deacuerdo a sus constantes del producto de solubilidad

or ejemplo4

2ompuesto Hps

*g 2l ,J ' >/>

*g Or B,B ' >/B

*g 8 ,! ' >/E

$l *g 8 es el menos soluble por lo tanto precipita primero porque le ion 8^es ms grande & ms polarizable que losiones de bromuro & cloruro. $ntonces estas tres especies al recibir iones de plata precipitaran raccionada mente deacuerdo a su Hps.

EBercicios

3. 2na disoluci%n saturada de tetraoFofosfato Bv de plata? contiene 3.4 F &D'/D

4. 8ara preparar /rI @D; AgI &D?@; *I &J

+a solubilidad del *gOrMBser4

G


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S=N moles dis.

V(lit) =

1,75

235,87

0.25 = >.>B molG+

$quilibrio de solubilidad4

*gOrMB *g:(aq) : OrMB/(aq)

($q) a/3 3 3

Hps = 3.3 = >.>B"

6#*4 Hps= I ' >/C

/C)B

6#*4 C ' >/"

Calculo de las constantes de esta2ilidad en las

0uerzas

+os iones metlicos de la primera serie con estados de o'idacin (88) reaccionan con agua para ormar complejosoctadricos de rmula 1(M")E":. +a adicin de otro ligante, +/, a otras disoluciones resulta en la competicin de +/

;


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por sitios de coordinacin ocupados por "M. 3i 1 (88) es un ion metlico lbil, tal como?n (88), 2u (88),


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$ste equilibrio normalmente est mu& desplazado a la izquierda, pero la adicin de resin

$n la qumica orgnica& en la bioqumicase acostumbra a usar el valor pHapara el equilibrio de disociacin.

7onde Haes la constante de disociacin cida. or ello se suma los productos

Constantes de 7rHnsted

$l pest deinido en trminos de la actividadde los iones de %idrgeno
http://es.wikipedia.org/wiki/Qu%C3%ADmica_org%C3%A1nicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Qu%C3%ADmica_org%C3%A1nicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Bioqu%C3%ADmicahttp://es.wikipedia.org/wiki/PKahttp://es.wikipedia.org/wiki/PKahttp://es.wikipedia.org/wiki/Constante_de_disociaci%C3%B3n_%C3%A1cidahttp://es.wikipedia.org/wiki/PHhttp://es.wikipedia.org/wiki/Actividad_(qu%C3%ADmica)http://es.wikipedia.org/wiki/Hidroniohttp://es.wikipedia.org/wiki/Qu%C3%ADmica_org%C3%A1nicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Bioqu%C3%ADmicahttp://es.wikipedia.org/wiki/PKahttp://es.wikipedia.org/wiki/Constante_de_disociaci%C3%B3n_%C3%A1cidahttp://es.wikipedia.org/wiki/PHhttp://es.wikipedia.org/wiki/Actividad_(qu%C3%ADmica)http://es.wikipedia.org/wiki/Hidronio


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3i, al determinar la constante de equilibrio, el p es medido por signiicado de

unelectrodode vidrio, una constante de equilibrio mezclada, tambin conocida como la constante de Ornsted, que

puede resultar

Constantes de 8idrlisis

$n una solucin acuosa,la concentracin de los iones %idro'ilosest relacionada a la concentracin de los

iones %idrgenoas4

$l primer paso en la %idrlisis de los iones metlicos puede ser e'presado de dos maneras dierentes

.

".

Mbtenemos que . +as constantes de %idrlisis son usualmente reportadas en la orma & eso

conduce a la aparicin de los valores e'traQos.

Electrodos indicadores de hidroeno

Electrodo de hidroeno

$l electrodo de %idrogeno puede ser utilizado como electrodo de reerencia & como electrodo indicador de laconcentracin de %idrogeniones, a presin de atmosera para el gas %idrogeno.

8tT/Bg TT -oluci%n de p desconocido T (lectrodo de referencia

+a ecuacin de


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ara medir la concentracin de ion %idrogeno el electrodo se constru&e con un metal inerte (oro o platino)introducido en una solucin que contiene quin%idrona4

Electrodo de

vidrio

2onsiste en una membrana delgadade vidrio en el e'tremo de un tubocilndrico lleno con una solucin amortiguadora de p conocido o constante, que al ser sumergida en agua se cubre concido silcico %idratado en capacidad de captar o ceder pequeQas cantidades de iones %idrogeno a la solucin acuosade la interace, lo que implica una variacin del potencial elctrico de la delgada capa ormada.

+o anterior signiica que la carga elctrica de la delgada capa supericial variara de acuerdo con la actividad del ion%idrogeno en la solucin4

$s an ms notable el %allazgo de que este potencial supericial vara casi de acuerdo con una ecuacin similar a la de


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$lectrodo de reerencia. +a calda se completa mediante un electrodo de reerencia parala otra semicelda. Un ejemplo tpico & la versin de la semicelda de calomelano saturado con H2l.

6elacin entre potencial de la celda & % de la solucin. 2uando se sumergen los dos electrodos en una solucin cu&o %%a de ser medido, se %a construido la celda siguiente4

2omo se observa, e'isten cinco lmites de ases en los que se desarrollan potenciales elctricos@ numerndolos deizquierda a derec%a, se escribe el potencial para la celda como un todo, de la manera siguiente4

( I (&P (/P (3P (VP (< B&.3

+%nde

$ es el potencial del electrodo interno plataGcloruro de plata en el cuerpo de la estructura del electrodo devidrio. $ste potencial permanece constante, porque el electrodo es sellado, no %abiendo mezcla con la solucine'terna.

$"es el pequeQo potencial desarrollado sobre la supericie interior del vidrio sensible al p. $s tambinconstante, porque siempre est en contacto con la solucin interior ija.

$Bes el potencial establecido en la supericie e'terna del vidrio que responde al p, & vara de acuerdo con la

ecuacin (."), si el vidrio est en buena orma. $5es el potencial que se establece necesariamente cuando la solucin de p desconocido %ace contacto con la

solucin interna del electrodo de reerencia por la va de la ibra porosa@ es el potencial del empalme. $!es el potencial del electrodo de reerencia de los calomelanos saturado. $s una constante, porque el mercurio

esta siempre en contacto con la misma solucin de relleno.

2uando la ecuacin (.") se sustitu&e por $Ben la solucin (.B) & se renen todos los trminos constantes en uno solo,$H, resulta4

( celda I (QP D?D


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Electrodos de

$etal)o9ido$etalico

2uando se %ace un recubrimientode una supericie metalica con su

o'ido puede servir como electrodoindicador para los iones %idronio.$ntre estos esta el electrodo deantimonio, que se puede consequircomerciantes. +a semirreaccion es4

EBercicios:

&. +ada la siguiente celda galvnica y su fem? calcule la concentraci%n de idrogeniones y el p de lasoluci%n acida. Calcule la fem si se mide en una celda galvnica constituida por el (C$ B(lectrodo decalomel $ormal.

D


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40/49



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/. 2na celda galvnica constituida por el (C- y un electrodo de idrogeno B&atm? introducido en lasoluci%n de cido ac"tico D?/D H? tienen una fem de P D?4D3 v. calcule el porcentaje de disoluci%n y la

constante de disociaci%n.

Calculo de otenciales nor$ales or ca$2ios en las

condiciones acidez

+as semireacciones donde los %idrogeniones o %idro'ilos estn incluidos implican cambios marcados de lospotenciales de reduccin u o'idacin.

BG


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Potenciales estndar de reduccin

+a dierencia de potencial entre el nodo & el ctodo, se denomina potencial de celda $>celda& coincide con la 0$1.

$l potencial de celda, $>celda, de una celda galvnica siempre ser positivo. $sto coincide con lo que decamos en unprincipio, la reaccin redo' debe ser una reaccin es espontnea, para que se genere una celda galvnica.

8or ejemplo

?n(s): 2u:"(ac) ?n:"(ac): 2u(s) $>(celda)= ,> - 6eaccin, espontnea

2u(s) : ":(ac) " (g): 2u:"(ac) $>(celda)= / >,BCC 6eaccin, celda), depende de las dos medias celdas4 catdica & andica.

(DCeldaI (DoFidaci%n' (Dreducci%n

El otencial de un electrodo

$l potencial de un electrodo depende de la concentracin de la disolucin en la que se encuentra sumergido & de latemperatura &, adems, su medida requiere la eleccin de un electrodo de reerencia al cual se le asigna valor cero.$ste electrodo de reerencia es el electrodo normal de %idrgeno.

Una vez ijado este criterio se puede determinar el potencial normal o estndar ($A) de cualquier electrodo sin msque %allar la uerza electromotriz de la pila ormada por el electrodo en cuestin sumergido en una disolucin 1 desus iones & el electrodo normal de %idrgeno, eectuando la medida a la temperatura de "!2. $l potencial normal dedic%o electrodo es la dierencia de potencial entre dic%o electrodo & el electrodo normal de %idrgeno.

*l construir una pila con un electrodo cualquiera & el estndar de %idrgeno puede suceder que el lujo de electronestenga lugar desde dic%o electrodo al de reerencia, en este caso la uerza electromotriz es negativa & tambin loser el potencial de reduccin del electrodo, teniendo lugar en l su o'idacin. or el contrario si el lujo deelectrones tiene lugar en sentido contrario, la uerza electromotriz resulta positiva, al igual que el potencial dereduccin del electrodo, veriicndose en l la reduccin.

rocediendo de esta manera, se %an obtenido los potenciales normales o estndar de los distintos electrodos osemipilas, constitu&endo lo que se denomina serie electromotriz o serie electroqumica de los elementos cu&ospotenciales corresponden al proceso de reduccin4

2uando el potencial de reduccin del electrodo anterior es positivo, lareaccin que en l ocurre tiene ms tendencia a producirse que la de reduccin del %idrgeno, mientras que si elpotencial es negativo, la reaccin tiende a veriicarse en sentido contrario.

2uanto ms elevado sea el potencial de reduccin de un elemento ma&or ser su tendencia a reducirse, es decir, sucarcter o'idante, & viceversa. 7el anlisis de esta serie, se deduce que el mejor o'idante es el lor

B;


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+as tablas de potenciales sirven para calcular la uerza electromotriz estndar de unapila cualquiera, apartir de lospotencialesconocidos de suselectrodos, teniendoen cuenta que el electrodo de menor potencial de reduccin ser el polo negativo (nodo), en el que tiene lugar lao'idacin, & el de ma&or potencial el positivo (ctodo), donde se veriica la reduccin. +a reaccin global que ocurre enla pila ser la suma de ambas semi reacciones, & su uerza electromotriz se obtendr sumando los correspondientespotenciales de electrodo.

3i el potencial de una reaccin global es positivo, tal reaccin se veriica espontneamente en el sentido en que est

escrita. 3i por el contrario, su potencial es negativo, la reaccin transcurrir en sentido contrario.

B>


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/.

BB


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Co clucio

B?


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Una reaccin de o'idacinGreduccin es una reaccin en la que se transieren electrones de un reactivo a otro.

2eC:: 0e":[=X 2eB:: 0eB:

Una sustancia como en 2eC:, que tiene una gran ainidad por los electrones, & por tanto tiende a tomarlos de otra

especie, se llama agente o'idante, u o'idante. Un agente reductor, o reductor, es un reactivo que, como el 0e":da

cilmente electrones a otra especie. 7ecimos que el 0e":se o'ida por el 2eC:& ste se reduce por el 0e":.

odeos desdoblar cualquier ecuacin de o'idacinGreduccin en dos semirreacciones, que muestran claramente qu

especies ganan electrones & cuales los pierden. or ejemplo4

2eC:: e/ /X 2eB:(reduccin de 2eC:)

0e":/X 0eB:: e/ (o'idacin de 0e":)

CE

Un aspecto caracterstico de las reacciones de o'idacin reduccin es que la transerencia de electrones & la misma

reaccin neta a menudo puede llevarse a cabo en una clula electroqumica, en el cual el agente o'idante & el agente

reductor estn sicamente separados uno de otro. Un puente salino separa los reactivos, pero mantiene el contacto

elctrico entre las dos partes de la clula. Un conductor e'terno metlico conecta los dos electrodos metlicos. $n

esta clula, el cobre metlico se o'ida, los iones plata se reducen, & los electrones lu&en a travs del circuito

e'terno al electrodo de plata. $l voltmetro mide la dierencia de potencial entre los dos metales en cualquier

instante, & es una medida de la tendencia de la reaccin de la clula a alcanzar el equilibrio. * medida que transcurre

la reaccin, esta tendencia, & por consiguiente el potencial, disminu&e continuamente & se acerca a cero a medida quese apro'ima al estado de equilibrio la reaccin global. 2uando se alcanza el cero de voltaje, las concentraciones de

BC


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iones 2u (88) & *g (8) estn en equilibrio. * partir de ese punto, &a no %abr paso neto de

electrones.

Clulas electro+u#$icas

Una clula electroqumica consta de dos conductores llamados electrodos, cada uno de los cuales se sumerge en una

disolucin de electrolito. $n la ma&ora de las clulas, las disoluciones que rodean a los dos electrodos son dierentes,

& deben estar separadas para impedir la reaccin directa entre los reactivos. $l modo para evitar que se mezclen es

insertar un puente salino entre las dos disoluciones. +a conduccin de electricidad de una disolucin de electrolito a

otra, se debe a la migracin de iones potasio del puente en una direccin, & de los iones cloruro en la otra. 7e esta

manera se evita el contacto directo entre el metal de cobre & los iones plata, manteniendo la continuidad elctrica.

$l ctodo en una clula electroqumica es el electrodo en el cual tiene lugar la reaccin de reduccin. $l nodo es elelectrodo en el cual tiene lugar la reaccin de o'idacin.

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Oraibanti, *.@ Mstacoli, .@ aoletti, .@ ettit, +. -.@ 3ammartano,3. ure *ppl. 2%em. IJD, !I, D". 2onstantes de estabilidad para glicinato de nquel. #cnicas

para la 7eterminacin de la 2onstante de $stabilidad & #ratamiento de 7atos. Oarbosa, 5.@ Oarrn, 7.@ Oeltrn, 5. +.@ 3anz/7idacticoG*puntesZ">deZ">$lectroqu

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Exposicion Final de Analitica Narvasta...

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