Word Pro - Hoja5(Tema10 pilas)Resuelto081022.lwp

Algunos ejercicios resueltos de FISICOQUIMICA - I (curso 2008-09, Grupo C)
Hoja nº 5 (Modulo 2, tema 10: Electroquimica)
3) En los eritrocitos el ascorbato reduce la metahemoglobina(Fe3+ ) a hemoglobina(Fe2+ ),
que es la forma capaz de unirse reversiblemente con el oxígeno. Sabiendo que los potenciales
normales de electrodo de las correspondientes semirreacciones, a 25 ºC, valen:
deshidroascorbato + 2H + + 2e − t ascorbato
metahemoglobina(Fe 3+ ) + 1e − t hemoglobina(Fe 2+ )
E 0 ∏ = +0.058 V
E 0 ∏ = +0.144 V
calcúlese a 25.0 ºC lo siguiente: a) El incremento de nergía libre normal y la constante de
equilibrio de la reacción de reducción de la metahemoglobina(Fe3+) por el ascorbato (sistema
bioquímico). b) ¿En qué sentido evolucionará la reacción si las concentraciones actuales en el
eritrocito son [metahemoglobina(Fe3+ )]=0.65 µM, [hemoglobina(Fe2+ )]=0.35 µM,
[ascorbato]=0.75 µM, [deshidroascorbato]=0.33 µM y siendo el pH=7.0 ?
Solución:
a)
e.derecha : 2 $ (metahemoglobina(Fe 3+ ) + 1e − t hemoglobina(Fe 2+ )) E 0 ∏ = +0.144 V
e.izqda : ascorbato t deshidroascorbato + 2H + + 2e −
E 0 ∏ = +0.058 V
______________________________________________________________ _
2metahemoglobina(Fe 3+ ) + ascorbato d 2hemoglobina(Fe 2+ ) + deshidroascorbato + 2H +
∏
E0
pila = +0.086V
C
J
G V = −nFE V = −2 $ 96493 mol
$ 0.086 V = −1.66 $ 10 4 mol
∏
∏
K∏=e
V
− GRT
∏
=e
−
(−1.66$10 4 J )
mol
8.31 J 298K
K$mol
= 8.15 $ 10 2
b)
[H + ]
G actual = G
V
∏
[hemoglobina(Fe 2+ )] 2 [deshidroascorbato]( 10 −7 ) 2
+ RT ln
=
[metahemoglobina(Fe 3+ )] 2 [ascorbato]
−7
2
(0.35 $ 10 −6 ) 2 (0.33 $ 10 −6 ) $ ( 10
J
J
10 −7 )
= −1.66 $ 10
+ 8.31
298K ln
=
mol
K $ mol
(0.65 $ 10 −6 ) 2 (0.75 $ 10 −6 )
= −2.17 $ 10 4 J
(la reacción evoluciona de izquierda a derecha)
mol
4
Las fórmulas químicas desarrolladas del par redox deshidroascorbato/ascorbato son:
COO
COO
C=O
C=O
HO
HO
+
C
C
H
CH2OH
(deshidroascorbato)
2H+
+ 2e-
HO
C
HO
C
HO
C
HO
C
H
CH2OH
(ascorbato)