Segundo Examen Parcial (Semestre 2007-1)

Química Analítica Instrumental I.

Prof. Víctor Manuel Ugalde Saldívar Fecha: 12/octubre/2006

Nombre de alumno:________________________________________________________

(Para aprobar este examen son necesarios 6 puntos de los 13 que se encuentran indicados)

1).- La reacción electroquímica es:

a) una transferencia de carga entre dos especies que se encuentran en disolución

b) el paso de corriente eléctrica cuando dos especies se encuentran en disolución

c) un simple intercambio de electrones entre dos o más especies, en medio homogéneo

d) un intercambio de electrones entre un sólido conductor y una especie química.

e) una transferencia de carga entre dos conductores eléctricos.

2) En disolventes no acuosos se informan los valores de potencial normal con respecto al sistema ferroceno/fericinio (E° = 384 mV/ECS), si el calomel saturado tiene un potencial normal de E°=240 mV/ENH y el sistema Ag⁺/Ag° de E°=799 mV/ENH, el potencial en mV del sistema AgBr/Ag° con respecto al ferroceno/fericinio es (Datos pKs_AgBr=11.2):

a) 127 mV

b) 384 mV

c) 497 mV

d) 624 mV

e) 864 mV

3).- Una celda conveniente para medir el potencial normal del sistema Sn²⁺/Sn⁰ E⁰= -0.14 V/ENH, empleando como referencia el electrodo de calomel saturado E⁰ = 0.24 V/ENH, se representa de la siguiente manera:

Sn⁰ / SnCl₂ 1.0 M, HCl 1.0 M // HCl 1.0 M, KClsat / Hg₂Cl₂ / Hg⁰

Si conectamos con un alambrito de platino ambas semiceldas y esperamos a que el sistema alcance el equilibrio, se observa que:

a) Se disuelve el electrodo de estaño y el mercurio elemental Hg⁰ en ambas semiceldas.

b) Desaparece la pasta de calomel (Hg₂Cl₂) del electrodo de referencia.

c) Aumenta la concentración del ion nitrato en la semicelda del estaño.

d) Disminuye la concentración de Sn²⁺ en la semicelda del estaño.

e) Desaparece el mercurio (Hg⁰) del electrodo de calomel.

4).- Se tiene la siguiente disolución Sn(ClO₄)₂ 0.0005 M y NaClO₄ 0.5 M dentro de una celda electrolítica, su representación se muestra a continuación.

______ e ^-

500 ClO₄^-

__ Na⁺

__ __

__ Sn²⁺

Determina el número de transporte de cada especie, el sentido del transporte de electrones y llena los espacios solicitados indicando las reacciones electroquímicas balanceadas, que suceden. Considera que el valor de l°_± de todas las especies es el mismo.

Se conocen los siguientes datos:

Sistema	Sn^2+/Sn°	Sn^2+/Sn°
E°(V/ENH)	-0.14	0.15

5).- Con la siguiente información contesta las preguntas que se indican en los incisos del (a) al (d).

Para el trazo de curvas intensidad-potencial se emplea una celda electroquímica constituida por tres electrodos, uno de platino (trabajo), uno de calomel saturado (referencia) y uno más de carbón (auxiliar). El electrolito soporte es una disolución 1 M de NH₄NO₃ y con este electrodo, la barrera anódica esta determinada por la oxidación del disolvente y la catódica por la reducción de ion amonio. El dominio de electroactividad en estas condiciones está aproximadamente entre -1.5 a 1.5 V/ECS. Los valores que se muestran en la siguiente tabla, son los potenciales normales y datos de sobretensión (h) en este electrodo de Pt⁰, para algunas especies de interés:

sistema	E^0(V/ENH)	hanódica	hcatódica
H^+/H2	0.00	-	1.0
O2/H2O	1.00	0.75	0.04
Fe^3+/Fe^2+	0.77	-	-
WO4^3-/WO^+	0.86	-	0.4
WO^+/W^0	-0.70	0.2	0.15
TiO^2^+/Ti^2+	0.24	-	-
Ce^4+/Ce^3+	1.44	-	0.3
Hg2Cl2/Hg^0	0.24	-	-
pKa=NH4^+/NH3	9.2

Para este problema considera que la concentración Co = 0.001 M, que todas la especies tienen una K_D=0.001 A L eq^-1.

Preguntas:

a).- Traza la curva I/E para una disolución de [Fe²⁺]=Co en estas condiciones. No consideres cambios en el potencial debidos, al cambio en el pH.

b).- Traza la curva I/E de una solución que contiene [Fe³⁺]=[TiO²⁺]= 2Co, en estas condiciones. No consideres cambios en el potencial, debidos al cambio en el pH.

c).- Traza la curva I/E de una solución que contiene[Ce³⁺]=3Co + [WO⁺]=Co. No consideres cambios en el valor de potencial, debidos al cambio en el pH.

d).- Determina exactamente el dominio de electoactividad en estas condiciones.

e).- Traza la curva I/E de una solución que contiene [Fe³⁺]=[TiO²⁺]= 2Co, en estas condiciones, considerando el cambio en el potencial debido al cambio en el pH.