]3- / [Fe(CN)6 ]4-0.36

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Mercedes Herrera Giménez
hace 5 años
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1 Predicción de reacciones REDOX y potenciales de celda Considera los siguientes valores de potencial normal (a ph=0): Cr 3+ / Cr 2+ : [Fe(CN) 6 ]3- / [Fe(CN)6 ] V 3+ / V 2+ : V 4+ / V 3+ : 0.35 Ti(IV) / Ti(III): 0.00 Fe 3+ / Fe 2+ : 0.77 Ce(IV) / Ce(III): 1.70 Tl 3+ / Tl + : 1.28 a) Establece una escala de potencial e indica la especie con mayor fuerza reductora y la especie con mayor fuerza oxidante. b) Indicar cuáles son las reacciones posibles y que productos forman cuando se mezclan: i) Cr 3+ + Fe 2+ ii) V 2+ + Fe 3+ iii) Ce 4+ + Fe 2+ iv) Ce 3+ + Fe(CN) 3-6 v) Ti(IV) + Fe 2+ c) Calcular el valor de potencial redox para las disoluciones siguientes (las cifras designan las proporciones relativas de las especies oxidantes y reductoras correspondientes): i) 0.9 Fe Fe Fe Fe Fe Fe 2+ ii) 1 Cr Fe 3+ 1 Fe Cr 2+ 1 Fe Cr 2+ ii) 0.2 Ce Fe 2+ 1 Ce Fe 2+ 1 Ce Fe 2+ iv) 1 Fe Tl Fe Tl Fe Tl 3+ Celdas galvánicas. Las baterías que comúnmente utilizas en tu cámara digital son pilas alcalinas, estas son ampliamente utilizadas debido a que tienen una larga duración de servicio y su potencial permanece casi constante mientras existe el proceso químico. Con base en los siguientes potenciales estándar de reducción (E 0 ) y sus semirreaciones, determina: a) La reacción global de la pila, indicando quien es el agente oxidante y quien el agente reductor. b) Las reacciones que se llevan a cabo en cada media celda (cátodo y ánodo). c) La notación simplificada de la pila (cátodo, ánodo, polos, flujo de e-). d) El potencial estándar de reacción de la pila. e) Porque el potencial permanece prácticamente constante hasta el término de la pila. 1 E 0 = E 0 = Zn(OH) 2(S) / Zn(s) MnO 2(s) / Mn 2 O 3(s)

2 Identificación de iones metálicos Un joven estudiante de la facultad de química, preocupado por la ecología de la región en que vive, decidió analizar las aguas de desecho de una industria metalúrgica de su localidad. Por el tipo de industrias de la zona, puede esperarse en las aguas de desecho la presencia de metales como titanio, fierro, vanadio, zinc y cobalto. Los potenciales normales de los posibles sistemas REDOX involucrados se presentan a continuación: Zn(II) / Zn(0) E = Cr(III) / Cr(II) E = Ti(III) / Ti(II) E = V(III) / V(II) E = Ti(IV) / Ti(III) E = V(IV) / V(III) E = Co(III) / Co(II) E = Fe(III) / Fe(II) E = Co(II) / Co(0) E = Cr(VI) / Cr(III) E = (cromo (VI) como dicromato) El joven estudiante tomó 100 ml de agua residual (vaso A) y la valoró con K 2 Cr 2 O 7 de concentración 7X10-3 M. La curva de valoración potenciométrica obtenida corresponde a la curva IA. Por otro lado, 100 ml de la muestra (vaso B) los valoró con Cr(II) de concentración 2.1X10-2 M (curva IB). Con base en esos datos a) Qué especies se encuentran presentes en la muestra analizada? b) Las concentraciones de dichas especies. c) Las constantes de reacción entre el Cr(VI) y las especies tituladas. d) Es indispensable realizar las dos valoraciones para conocer la composición de la mezcla problema? e) Si la muestra analizada proviene de la mezcla de aguas de dos tuberías diferentes y una de ellas contenía Fe(III) cómo se explican los resultados obtenidos experimentalmente? Valoración de 100 ml de muestra con: a) dicromato de potasio M (curva 1A) b) con Cr(II) M (curva 1B) E (V/ENH) volumen de titulante agregado (ml)

3 Valoraciones REDOX La vitamina C (ácido ascórbico (C 6 H 8 O 6 ), simbolizado como C RED, con un peso molecular P.M. = g/mol) puede ser oxidada a ácido dehidroascórbico (C 0X ), esta característica ha inducido a utilizar la vitamina C como antioxidante. Las frutas frescas, especialmente las frutas cítricas, y las verduras son fuente de vitamina C. Por otro lado, algunos complementos de vitamina C contienen vitamina K, sin embargo esta última no debe ser más de 25% en peso de la tableta para aprobar las normas de calidad. Se sabe que la vitamina K (4-amino-2-metil-1-naftol, que puede simbolizarse como K RED y cuyo P.M. = g/mol) es un alcohol que puede oxidarse a la cetona correspondiente (2- metil-1,4-naftoquinoleina, que puede simbolizarse como K OX ). Con la información anterior, es posible considerar la determinación cuantitativa tanto de la vitamina C como de la vitamina K, ya que ambas pueden ser oxidadas; cada una de ellas consume dos electrones por mol en su reacción redox. Valoración de vitamina C y vitamina K en un complemento vitamínico. La disolución A se preparó con 1.00 g de una tableta que contenía ambas vitaminas y otras substancias no valorables y que por lo tanto no intervienen en la reacción de valoración, tales como el excipiente. El gramo de tableta fue tratado de tal manera que quedaron disueltas ambas vitaminas en ml. En la gráfica que se encuentra anexa, se muestra el resultado de la valoración de 20.0 ml de una disolución A con Cu (II) 0.05 M, donde los valores de potencial se midieron con un electrodo de cobre. 3 C OX /C RED K OX /K RED Cu(II)/Cu(0) Eº = 0.10 V Eº = V Eº = 0.34 V 1.- Cuál es el valor de la constante de reacción de la valoración de vitamina C con Cu (II)? 2.- Cuál es el valor de la constante de reacción de la valoración de vitamina K con Cu (II)? 3.- Indicar sobre la gráfica las especies responsables del valor de potencial de equilibrio registrado en cada etapa de la valoración. 4.- Indicar sobre la gráfica los valores de potencial en los puntos de equivalencia. 5.- La cantidad de moles de vitamina C valorada experimentalmente en la muestra es: 6.- La concentración de la vitamina C en la disolución A es: 7.- La cantidad de moles de vitamina K valorada experimentalmente en la muestra es: 8.- La concentración de la vitamina K en la disolución A es: 9.- El porcentaje de vitamina K en la tableta es: 10.- Cumple la tableta con las normas de calidad establecidas?

4 Valoración de vitaminas con Cu(II). (1 g de la muestra se disolvió en 100 ml, de los cuales se tomaron 20 ml para valorar) E (V/ENH) Volumen agregado de Cu(II) 0.05 M (en ml) 4

5 Valoraciones por retroceso En 1986 apareció en el J. Radioanal. Nucl. Chem. Lett. 107, (1986) un artículo en que se propone la valoración de Plutonio (VI) y Uranio (VI) a ph = 0 con Cr 2 O a) Con base en los valores de potenciales normales (E 0 ) proporcionados en este texto para los sistemas considerados es posible realizar una valoración directa de una mezcla de Pu(VI) y U(VI) con dicromato de potasio? Justificar. b) En el artículo mencionado se plantea que a la mezcla de Pu(VI) y U(VI) se agrega un exceso de Fe(II) y la disolución resultante se valora por retroceso con Cr 2 O c) Escribir las reacciones químicas que se llevan a cabo en la titulación e indicar los valores de las constantes de reacción. Problema 5 kg de un mineral rico en plutonio y uranio fueron atacados y disueltos con ácidos y finalmente quedaron disueltos en un litro de disolución acuosa de ph = 0 (medio fosfatos). A 25 ml de esta disolución se agregó 1 ml de una disolución de Fe (II) 0.10 M y la mezcla resultante se valoró con una disolución estandarizada de dicromato de potasio 1X10-3 M. El primer punto de equivalencia se alcanzó con 8.5 ml y el segundo cuando se había agregado un total de 12.5 ml del titulante. Indicar: a) La cantidad de moles de Fe (II) que quedaron en exceso. b) La cantidad de moles de Uranio y de Plutonio que estuvieron presentes en la alícuota valorada. c) Las concentraciones de plutonio y uranio en la disolución que contenía la muestra problema. d) El contenido, expresado en ppm, de plutonio y uranio en el mineral. Sistema E (V)* Pu (VI) / Pu (IV) 1.40 Cr (VI) / Cr (III) 1.30 U (VI) / U (IV) 0.80 Fe (III) / Fe (II) 0.62 U (IV) / U (II) *Valores de potencial normal en el medio considerado 5

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