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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA NACIONAL DE CIENCIAS BIOLÓGICAS DEPARTAMENTO DE BIOFÍSICA

Grupo: 3IM2

DETERMINACIÓN DE ɛ° Y DEL NÚMERO DE ELECTRONES INVOLUCRADOS EN LA REACCIÓN

Equipo: 2

Integrantes: Báez López Mitzi Rubí de la Peña Ceballos Carolina Torres Martell Brenda

Profesora: Maribel Cornejo Mazón

Ciudad de México, 13 de septiembre de 2017

INTRODUCCIÓN

OBJETIVO 

Determinar experimentalmente el potencial normal ɛ° de un sistema redox y el número de electrones implicados en la reacción de óxido-reducción.

REACTIVOS   

Ferrocianuro de potasio 10mM Ferricianuro de potasio 10 mM Ácido acético/Acetato, pH 4.5 (amortiguador)

MATERIAL Y EQUIPO   

Potenciómetro Electrodo de calomel Electrodo de platino

DESARROLLO Colocar 18 mL de amortiguador de acetatos en 9 vasos de precipitados

Adicionar a cada vaso volúmenes decrecientes de Ferricianuro

Agregar a cada vaso volúmenes crecientes de Ferricianuro

Determinar el potencial de cada solución

Homogeneizar

Tabla 1. Soluciones de ferrocianuro y ferricianuro de potasio. Concentración molar. AMORTIGUADOR Volumen VASO (mL) 1 18 2 18 3 18 4 18 5 18 6 18 7 18 8 18 9 18

FERROCIANURO Volumen M (mL) (moles/L) 2.00 1.0 x 10-3 1.82 9.1 x 10-4 1.60 8.0 x 10-4 1.50 7.5 x 10-4 1.00 5.0 x 10-4 0.50 2.5 x 10-4 0.40 2.0 x 10-4 0.18 9.0 x 10-5 0.00 0

FERRICIANURO Volumen M (mL) (moles/L) 0.00 0 0.18 9.0 x 10-5 0.40 2.0 x 10-4 0.50 2.5 x 10-4 1.00 5.0 x 10-4 1.50 7.5 x 10-4 1.60 8.0 x 10-4 1.82 9.1 x 10-4 2.00 1.0 x 10-3

Cálculo de concentración molar Ejemplo. Vaso 2. 0.01 moles – 1000 mL X1 – 1.82 mL X1 = 1.82 x 10-5 mol

1.82 x 10 -5 mol – 20 mL X2 – 1000 mL X2 = 9.1 x 10-4 moles/L

DATOS EXPERIMENTALES Tabla 2. Determinación de potenciales. VASO

ɛobs (mV)

ɛreal (mV) = ɛobs + 268

[𝐏𝐫𝐨𝐝𝐮𝐜𝐭𝐨𝐬] [𝐑𝐞𝐚𝐜𝐭𝐚𝐧𝐭𝐞𝐬]

1 2 3 4 5 6 7 8 9

50 121 123 135 164 194 197 231 325

318 389 391 403 432 462 465 499 593

10.11 04.00 03.00 01.00 0.333 0.250 0.099 0.000

(Ferricianuro)3- + eK3Fe(CN)6 Ejemplo. Vaso 2 [Productos] 9.1 x 10−4 = = 10.11 [Reactantes] 9.0 x 10−5

log

[Productos] = log 10.11 = 1.00479 [Reactantes]

(Ferrocianuro)4+ K4[Fe(CN)6].3H2O

𝐥𝐨𝐠

[𝐏𝐫𝐨𝐝𝐮𝐜𝐭𝐨𝐬] [𝐑𝐞𝐚𝐜𝐭𝐚𝐧𝐭𝐞𝐬] 1.00479 0.60206 0.47712 0.0000 -0.47712 -0.60206 -1.00479 -

PROCESAMIENTO DE DATOS

ɛ (mV) 700

600 500 400 300 200 100 0 0

0.0002

0.0004

0.0006

0.0008

0.001

[Forma Oxidada] (moles/L)

Gráfica 1. Relación entre el potencial real ɛ y la concentración molar de la forma oxidada

ɛ (mV) 600 500 400 300 200 100 0 -1.5

-1

-0.5

0

0.5

Gráfica 2. Relación entre potencial real ɛ y log

1

1.5

[Productos] [Reactantes]

log

[Productos] [Reactantes]

DISCUSIÓN

CONCLUSIONES BIBLIOGRAFÍA CUESTIONARIO 1. Con los resultados obtenidos se pueden elaborar dos tipos de gráfica. En el primer tipo se presentan en las abscisas las concentraciones molares de la forma oxidada y en las ordenadas los potenciales reales ɛ. ¿Qué tipo de curva se obtiene? Sistema Fierro: Sigmoidea ¿A qué corresponde el punto de inflexión de la curva? Punto donde el potencial comienza a aumentar más rápidamente con respecto a la concentración. 2. ¿Es posible obtener con esta gráfica el número de electrones que se transfieren en la reacción? No, debido a que la recta no es completamente lineal o no existe una tendencia lineal. 3. En el segundo tipo de gráfica se presentan los valores de log

[Productos] [Reactivos]

en las abscisas y los

potenciales en las ordenadas (ecuación de Nernst en base diez) 4. ¿Qué tipo de gráfica se obtiene? Lineal 5. ¿Qué representa la ordenada al origen? Potencial normal determinado experimentalmente (volts) 6. ¿Cuál es el valor de la pendiente? 7. ¿Qué significado tiene? Variación de los potenciales según el incremento de sus concentraciones molares (en log) 8. ¿Cuántos electrones están involucrados en el sistema ferrocianuro/ferricianuro? n=1.33 ≈1 e^9. ¿Cuáles son los valores reportados en la literatura? Este sistema es de aplicación constante por su elevado potencial oxidante y por su inocuidad, la reacción redox que lleva acabo involucra un solo electrón. 10. ¿Por qué es indispensable especificar el pH al reportar el potencial normal redox? Es indispensable porque se produce la precipitación de alguno de los iones del sistema cambiando la relación de concentraciones. 11. ¿Tiene el pH efecto sobre el potencial de todos los sistemas redox? Para el sistema Fe2+/Fe3+ es un medio suficientemente acido por lo cual el pH no influye. Sin embargo, si la acidez disminuye, puede empezar a producir precipitación y empezara a influir el pH.

Referencias. -

Mongay C.”Quimiometría”, Ed.PUV, Valencia, España, pp.293-295 (2005) Castellan G. “Fisicoquímica”. Segunda edición, 1998. Ed. Addison Wesley Iberoamericana. México. Pp. 376-380

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http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/FUERZAELECTROMOTRIZYPOTENCIALESTAN DAR_22644.pdf http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen2/ciencia3/079/htm/sec_5.htm http://www4.ujaen.es/~mjayora/docencia_archivos/bases%20quimicas/TEMA%2013.pdf