Práctica Redox Arquivo

Tecnólogo en Minería
Química I
PRÁCTICO DE LABORATORIO
Reacciones Redox
I.
INTRODUCCIÓN
Las reacciones redox se encuentran entre las reacciones más comunes. Son aquellas que involucran la transferencia de
electrones entre un átomo que se oxida (pierde electrones) y uno que se reduce (gana electrones).
La siguiente reacción muestra un ejemplo de ello, donde el Zn se oxida en presencia de una disolución de ácido, mientras
que los hidrogeniones (H+) del ácido son los que se reducen produciendo H2 gaseoso.
Zn(s) + 2H+ (ac)
Zn2+ (ac) + H2(g)
En toda reacción redox siempre que una sustancia se oxida es necesario que otra se reduzca. La sustancia que hace posible
que la otra se oxide es llamada agente oxidante u oxidante. Por consiguiente, el agente oxidante es quien se reduce en la
reacción. De forma análoga, un agente reductor o simplemente el reductor es la sustancia que hace que la otra se reduzca
y por lo tanto es quien se oxida en la reacción.
La transferencia de electrones se lleva a cabo espontáneamente y produce energía. Esta energía liberada por una reacción
redox espontánea puede utilizarse para producir trabajo eléctrico en una celda voltaica o galvánica. Una celda galvánica
es un dispositivo en el que la transferencia de electrones se da a lo largo de un camino eterno y no directamente entre los
reactivos. En la Figura 1 se muestra un ejemplo de celda galvánica.
Figura 1. Ejemplo de celda galvánica
Por definición, el electrodo (elemento metálico sumergido en cada una de las soluciones que componen la celda galvánica)
donde ocurre la oxidación se denomina ánodo y el electrodo donde ocurre la reducción se denomina cátodo. En el ejemplo
de la Figura 1, en el ánodo ocurre la oxidación del Zn de la siguiente manera:
Zn(s)
Zn+2 (ac) + 2e
Y en el ánodo la reducción:
Cu+2(ac) + 2e
Cu(s)
Se coloca un puente salino entre las dos soluciones de manera de mantener la neutralidad. Este puente salino consiste en
una solución de un electrolito (sustancia que contiene iones libres que se comportan como un medio conductor eléctrico),
que no debe reaccionar con los otros electrolitos de la celda ni con los metales de los electrodos.
De esta forma los aniones siempre migran hacia el ánodo, los cationes hacia el cátodo y los electrones por tanto desde el
ánodo hacia el cátodo. Esta migración de electrones se da debido a que existe una diferencia de energía potencial entre
el ánodo y el cátodo. La energía potencial (Eº) en el ánodo es mayor que en el cátodo. La diferencia de energía potencial
por carga eléctrica (diferencia de potencial) entre los electrodos se mide en Volts (V) y la denominamos fem (fuerza
electromotriz). La fem de una celda (Ecelda) se denomina potencial de celda. La fem de una celda voltaica depende de las
reacciones que se llevan a cabo en el ánodo y en el cátodo, de la concentración de productos y reactivos y de la
temperatura.
La fem de una celda se calcula en base a los potenciales de reducción de cada media celda. Los potenciales de reducción
estándares están tabulados.
E0celda = E0red(cátodo) – E0red(ánodo)
Para el caso de la Figura 1:
Zn2+(ac) + 2e
Zn(s)
E0= -0.76 V
Cu2+(ac) + 2e
Cu(s)
E0 = 0.34V
II.
OBJETIVO DE LA PRÁCTICA
Estudiar reacciones redox espontáneas.
Obtenter una celda galvánica a partir de las reacciones redox estudiadas.
III.
REACCIONES REDOX A ESTUDIAR
Zn(s) + Cu2+(ac)
Zn(s) + 2H+(ac)
Zn2+(ac) + Cu(s)
Zn2+(ac) + H2(g)
Con la primera de las reacciones se va a elaborar la celda galvánica.
IV.
REACTIVOS Y MATERIALES
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V.
Ácido clohídrico 0,1 M
Zn metálico
Disolución de CuSO4 1 M (disolución a preparar)
Disolución de ZnSO4 1 M (disolución a preparar)
Disolución de KNO3 (para realizar el puente salino)
Electrodo de Cu metálico
Electrodo de Zn metálico
Vasos de bohemia pequeños
Vasos de bohemia grandes
Cables
Multímetro
TÉCNICA
Para observación de las reacciones redox
1. Colocar en un vaso de bohemia pequeño, aproximadamente 20 mL de ácido clorhídrico diluido, y agregarle
una granalla de Zn
2. Observar lo ocurrido
3. En otro vaso de bohemia pequeño, colocar aproximadamente 20 mL de una disolución de sulfato de cobre
1 M, agregarle una granalla de Zn.
4. Observar lo ocurrido
Para la celda galvánica
1. Colocar en un vaso de bohemia aproximadamente 80 mL de una disolución de CuSO4
1M
2. Colocar en otro vaso de bohemia aproximadamente 80 mL de una disolución de ZnS04
1M
3. Embeber una tira de papel de filtro en la disolución de KNO3 (puente salino)
4. Colocar el electrodo de Cu en la disolución de CuSO4 y el de Zn en la disolución de ZnSO4
5. Colocar el puente salino entre las dos medias celdas
6. Medir la diferencia de potencial con el multímetro
7. Comparar la fem obtenida con la fem teórica
2. PLANILLA DE CÁLCULOS
REACCION REDOX 1
Reacción de oxidación:
Reacción de reducción:
OBSERVACION EXPERIMENTAL
REACCIÓN REDOX 2
Reacción de oxidación:
Reacción de reducción:
OBSERVACION EXPERIMENTAL
CELDA GALVANICA
Reacción de oxidación:
Reacción de reducción:
Temperatura de trabajo:
FEM teórica:
FEM experimental:
CONCLUSIONES: