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PREINFORME-ELECTROQUÍMICA II FECHA: 18/04/2017 JULIÁN CAMILO HERRERA RODRÍGUEZ, CAMILO ANDRÉS LIZARAZO CADAVID OBJETIVOS

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Por medio de la medición del voltaje de una celda compuesta por un electrodo de referencia y un alambre de plata, determinar el producto de solubilidad de la plata con distintas especies.

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Determinar la reacción y la constante de formación (𝐾f ) del complejo plataamoniaco.

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Introducir técnicas de cálculo para determinar teóricamente el potencial electrostático y determinar las concentraciones de las especies dentro de la celda.

Por medio de la medición de un electrodo de plata es posible realizar un análisis de las interacciones del ion plata con diferentes especies. Por medio de un voltímetro generalmente se registra el voltaje de la celda galvánica compuesta por un electrodo de referencia y un alambre de plata, Como se muestra continuación (Figura 1):

Figura 1- Montaje de la celda compuesta por un electrodo de referencia y un alambre de plata. [1]

El voltaje medido por el multímetro es descrito por la ecuación de Nernst:

1

𝐸 = 𝐾 − 59.2𝑙𝑜𝑔 [𝐴𝑔+]

(ecuación 1)

Despejando la concentración de plata: [𝐴𝑔+ ] = 10(𝐸−𝑘)/59,2

(ecuación 2)

Al añadirle a la celda un ion como el cloruro se evidencia un bajonazo en el potencial medido por el multímetro al generarse un precipitado coloidal conocido como cloruro de plata, si posteriormente se le añade amoniaco y cloruro de amonio se podrá notar que el precipitado de cloruro de plata se disolverá nuevamente, así se demuestra que el complejo formado por plata y amoniaco es más estable que el cloruro de plata [1], a continuación, se muestran ambas reacciones químicas:

𝐴𝑔𝐶𝑙𝑠 = 𝐴𝑔+ + 𝐶𝑙 − 𝐴𝑔+ + 𝜌𝑁𝐻3 = 𝐴𝑔(𝜌𝑁𝐻3 )+ 𝜌

(Ecuación 3) (Ecuación 4)

Si se calcula la constante k para conocer las condiciones iniciales se tiene: 𝑜 𝐾 = 𝐸𝐴𝑔 − 𝐸𝑟𝑒𝑓 + 𝐸𝑗 + 59,2 𝑙𝑜𝑔𝑓1

(ecuación 5)

Donde el potencial de reducción estándar para el electrodo de plata es de +799mV. Para el producto de solubilidad del cloruro de plata, suponiendo que el ion cloruro está en exceso, se toma a la reacción como completa y se calcula como se muestra a continuación: 𝐾𝑝𝑠 = [𝐴𝑔+ ][𝐶𝑙 − ]. 𝑓12

(ecuación 5)

Donde 𝑓1 es la fuerza iónica de la solución. Para calcular la constante de la formación del complejo plata- amoniaco se utiliza la reacción como se muestra a continuación: 𝐴𝑔+ + 𝜌𝑁𝐻3 = 𝐴𝑔(𝜌𝑁𝐻3 )+ 𝜌

(ecuación 4)

Por lo cual la constante de formación es: 𝐾𝑓 =

[𝐴𝑔(𝜌𝑁𝐻3 )+ 𝜌] [𝐴𝑔+ ][𝑁𝐻3 ]𝜌

(ecuación 7)

Suponiendo que toda la plata queda acomplejada se puede calcular la concentración del complejo de la siguiente forma:

[𝐴𝑔(𝜌𝑁𝐻3 )+ 𝜌] =

[𝐴𝑔+ ] ×𝑉𝑖 𝑉𝑖 +𝑉 ∗

(ecuación 8)

Donde 𝑉 ∗ es el volumen de los reactivos agregados. Para la concentración del amoniaco en equilibrio se considera la concentración del patrón, de este modo:

[𝑁𝐻3 ] = 𝑀𝑝𝑎𝑡𝑟ó𝑛

𝑉𝑁𝐻3 𝑉𝑖 +𝑉 ∗

(ecuación 9)

Por ultimo para poder calcular la constante de formación es necesario conocer 𝜌 (número de coordinación del complejo), por lo cual se transforma la ecuación de la constante de formación como se muestra a continuación: 𝑌 = 𝑙𝑜𝑔

[𝐴𝑔(𝜌𝑁𝐻3 )+ 𝜌] [𝐴𝑔+ ]

= 𝑙𝑜𝑔𝐾𝑓 + 𝜌 𝑙𝑜𝑔 [𝑁𝐻3 ]

(ecuación 10)

Dicha ecuación al ser graficada denota una tendencia lineal con pendiente 𝜌 y un punto de corte log 𝐾𝑓 . Se aproxima el valor de 𝜌 a su valor entero más próximo, adicionalmente el punto de corte genera un valor no tan exacto de 𝐾𝑓 , por lo que se recomienda calcularlo utilizando el número de coordinación del complejo.

MATERIALES Y REACTIVOS ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●

Balón aforado de 100 mL (1). Vaso de precipitados (1). Plancha y agitador magnético (1). Pipeta aforada de 10 mL (3). Electrodo de plata/cloruro de plata (1). Multímetro y cables (1). Frasco lavador con agua destilada (1). Nitrato de plata. Nitrato de amonio. Cloruro de amonio. Amoniaco. Yoduro de potasio.

DIAGRAMAS DE FLUJO

BIBLIOGRAFÍA

[1]. Richard W. Ramette.Equilibrio y análisis químico.Fondo educativo interamericano. 1983.Pp: 672-679.

[2]. Prada D., Leon J. Determinación de Kps para sales de plata. Subido el 6 de abril de 2014. Tomado de: https://prezi.com/jvl7e21wb3gy/determinacion-de-kps-para-sales-deplata/?webgl=0 el 21/04/2017.