Asignar estados de oxidación (E.O.)

Asignar estados de oxidación (E.O.)
1. Elementos en su forma libre tienen un E.O. de 0.
2. El E.O. de un ion monoatómico es igual a la carga. 3. La suma de los EE.OO. de todos los átomos en una especie neutra es 0, de una especie cargada igual a la carga.
4. Los metales del grupo 1 tienen en sus compuestos un E.O. de +1, los metales del grupo 2 un E.O. de +2.
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Asignar estados de oxidación (E.O.)
5) Oxigeno por lo general tiene un E.O. de ‐2.
6) Los elementos del grupo 17 por lo general tienen un E.O. de ‐1
Pero: KH, H2O2, ClO‐, BaO2
Ajuste de las reacciones de oxidación‐
reducción (redox)
MnO4− (aq) + C2O42− (aq) ⎯⎯→ Mn2+ (aq) + CO2 (aq)
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Ajuste de las reacciones de oxidación‐
reducción (redox)
Método de la semirreacción
1) Determina cual átomo esta oxidado y cual esta reducido, asigna los EE.OO.
2) Escribe las semiecuaciones, a) primero sin ajustar
b) ajusta el numero de átomos sin H y O
c) en medio acético, ajusta O con H2O y H con H+
en medio básico, O con OH‐ y H con H2O
d) ajusta las cargas
3) Multiplica las semiecuaciones para tener el mismo número de electrones en la oxidación y en la reducción.
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Ajuste de las reacciones de oxidación‐
reducción (redox)
4) Suma las semiecuaciones para obtener una ecuación redox neta
5) Simplifica la ecuación
6) Asegura que esta ajustada la ecuación.
Ejercicio
Ajusta la ecuación de la reacción redox en medio acido:
S2O32‐ + Cl2 Æ SO42‐ + Cl‐
Celdas electroquímicas
En reacciones espontaneas de oxidación y reducción electrones están transferidos y energía esta liberada. © 2009, Prentice‐Hall, Inc.
Celdas electroquímicas
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Celdas electroquímicas
• La oxidación ocurre en el ánodo.
• La reducción ocurre en el cátodo.
• El puente salino completa el circuito.
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Celdas electroquímicas
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Celdas electroquímicas
2+
2+
Zn(s)/Zn (aq)//Cu (aq)/Cu(s)
ánodo cátodo
/ interfase //puente salino
Fuerza electromotriz (fem)
Como agua en una cascada, los electrones migran del potencial alto al potencial bajo en una reacción redox.
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Fuerza electromotriz (fem)
• La diferencia de potencial entre el ánodo y el cátodo se llama fuerza electromotriz (fem) o E (potencial).
• Unidad de E: 1V = 1 J/ C
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Electrodo estándar de hidrogeno (EEH)
2 H+ (aq, 1M) + 2 e− ⎯⎯→ H2 (g, 1 atm) => 0V
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Potenciales estándar a 25oC
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Potencial estándar de una celda electroquímica
Eo = Eo (electrodo a la derecha) ‐ Eo (electrodo a la izquierda)
cátodo
ánodo
Eo > 0 => reacción espontánea
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Potencial estándar de una celda electroquímica
Eo= Eo(Cu2+/Cu) – Eo(Zn2+/Zn) = + 0,34V + 0,76V
= 1,10V
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Energía libre de Gibbs
ΔG para una reacción redox:
ΔG = −nFE
n es el número de moles de electrones transferidos y F es la constante de Faraday.
1 F = 96,485 C/mol = 96,485 J/V‐mol
Condiciones estándar:
ΔG° = −nFE°
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Ecuación de Nernst
ΔG = ΔG° + RT ln Q
−nFE = −nFE° + RT ln Q
o
E= E
– RT/nF ln Q
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Ecuación de Nernst
E = E° −
RT
nF
ln Q
usando‐10 logaritmo,
E = E° −
2.303 RT
log Q
nF
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Ecuación de Nernst
A 298 K
2.303 RT
= 0.0592 V
F
Así:
E = E° −
0.0592
n
log Q
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Ejercicio
?Desplazará el aluminio metálico a los iones Cu2+
de sus disoluciones acuosas?
2Al(s) + 3 Cu2+(aq, 1M) Æ3Cu(s) + 2 Al3+ (aq,1M)
Potenciales estándar a 25oC
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