SERIE DE PROBLEMAS REDOX PROF. EDUARDO RODRÍGUEZ

SERIE DE PROBLEMAS REDOX
PROF. EDUARDO RODRÍGUEZ DE SAN MIGUEL GUERRERO
SEMESTRE 09-2
1.- Haga el siguiente balanceo en medio ácido:
MnO4- + ClCr2O7-2 +
BrO-
→
ClO- + Mn+2
C2O4-2 → Cr+3
+
CO2
→ Br- + BrO4-
2.- Haga el siguiente balanceo en medio básico:
MnO4- + S-2 → MnO2
+
SO2
CrO4-2 + Br- → Cr+3 + BrO3H2O2 + ClO- → Cl2 + O2
3.- En la siguiente reacción, indique lo siguiente:
a H+ + b MnO2 + c CH4O
a)
b)
c)
d)
→ d Mn+2
+ e CO2 + f H2O
Los coeficientes estequiométricos a, b, c, d, e y f
El agente oxidante y reductor
El número de electrones en juego
El volumen de CO2 producido por la reacción de 87 g de MnO2
4.- En los siguientes ejemplos las soluciones se mezclan, la reacción alcanza el
equilibrio y se inserta un electrodo de platino en la solución para hacer una
semicelda. Esta semicelda se conecta a un electrodo normal de H2 y se mide el
potencial . Calcule el potencial en cada caso:
50 mL de Sn 2+ 0.10M + 20 mL de Cr2O7 2 - 0.050M, [H+] = 0.001 M
50 mL de Sn 2+ 0.050 M + 50 mL de Fe 3+ 0.20M
Eº Sn4+ / Sn2+ = 0.139 V
Eº Fe3+ / Fe2+ = 0.0.77 V
Eº Fe2+ / Fe = -0.44 V
Eº Cr2O7 2 - / Cr3+ = 1.33 V
5.- La fem de una celda hecha con un electrodo de potencial desconocido y el
ECS es de 0.63 V. ¿Cuál sería el valor del potencial del electrodo desconocido
referido al ENH si el ECS actúa como ánodo?
Eº Hg2Cl2 (s) / Hg en KCl 1M = 0.282 V
Eº Hg2Cl2 (s) / Hg en KCl saturado = 0.244 V
6.- Se dan los siguientes sistemas:
Ox1 + e ↔ Red1
Ox2 + ne ↔ Red2
E0 1 = 1.28V
E0 2 = 0.49V
La constante de equilibrio de la reacción Ox1 con Red2 es de 1040. Calcular n, el
número de electrones de la segunda semirreacción.
7.- Considere los siguientes potenciales Redox:
a) ClO- + H2O + 2 e- ⇔ Cl- + 2 OHb) Cr+3 + 3 e- ⇔ Cr(s)
c) Cu+2 + 2 e- ⇔ Cu(s)
d) Au+3 + 3 e- ⇔ Au(s)
e) Ag+ + e- ⇔ Ag(s)
Eº = 0.89 V
Eº = -0.76 V
Eº = 0.34 V
Eº = 1.50 V
Eº = 0.80 V
Si se coloca Cr(s), Cu(s), Ag(s) o Au(s), en contacto con una solución de
hipoclorito de sodio (ClO-), ¿cuáles metales serán oxidados y cuales no? Justifique
en función de los potenciales de cada celda galvánica:
M(s) + ClO- ⇔ Cl- + M+n
Eº = ?
8.- De acuerdo a los siguientes datos, indique si la siguiente reacción ocurre
espontáneamente o no y calcule el potencial de la pila:
Cr+3 +
Cu+2 + 2e
Cr+3 + 3e
Cu(s) → Cr(s) + Cu+2
⇒ Cu(s)
⇒ Cr(s)
Eº = 0.34 V
Eº = -0.74 V
9.- Considere la siguiente pila:
PbO2(s) + Ni+2(ac) + SO4-2(ac) → NiO2(s) + PbSO4(s)
Si la concentración de NiSO4 es 2 M, calcule el potencial estandar de la pila y
prediga si la reacción está favorecida o no en esas condiciones:
NiO2 + 4 H+ + 2e → Ni+2 + 2 H2O
PbO2 + SO4-2 + 4 H+ + 2e → PbSO4 + 2 H2O
Eº = 1.678 V
Eº = 1.691 V
10.- Se sumergen varios metales en una solución que contienen sales de otros
metales. Indicar en que caso el metal en la solución se deposita sobre la barra
metálica. Considere para ello los potenciales dados a continuación:
Barra de Al sumergida en una solución de Cu+2
Barra de Cu sumergida en una solución de Al+3
Barra de Ag sumergida en una solución de Zn+2
Barra de Zn sumergida en una solución de Ag+
Cu+2 + 2e →
Al+3 + 3e →
Ag+ + e →
Zn+2 + 2e →
Cu
Al
Ag
Zn
Eº = 0.337 V
Eº = -1.662 V
Eº = 0.799 V
Eº = -0.763 V
11.- Considere los siguientes potenciales redox:
O2(g) + 2 H2O
Cu+2
Fe+2
Au+3
Ag+
Pd+2
+ 4e → 4 OH+ 2e → Cu
+ 2e → Fe
+ 3e → Au
+ e → Ag
+ 2e → Pd
Eº = 0.401 V
Eº = 0.337 V
Eº = -0.447 V
Eº = 1.498 V
Eº = 0.800 V
Eº = 0.951 V
Uno de los mayores problemas de la industria es la corrosión que sufren los
metales cuando están en presencia de O2 y humedad. Calcule el potencial de
todas las reacciones de oxidación en medio neutro (pH = 7) y presión de oxígeno
de 1 atm e indique el orden de “oxidabilidad” en esas condiciones considerando
que la concentración del metal en solución para todas ellas es de 0.001M.
O2(g) + H2O(l) + M(s) → M+n + OH12.- Se arma una celda como sigue:
FeFe 2+ (0.1M) || Cd 2+ (0.001M) | Cd
(a) Escriba la reacción de la celda. (b) Calcule el voltaje inicial de la celda, la
polaridad de los electrodos, el sentido del paso de corriente y la dirección de la
reacción espontánea. (c) Calcule la constante de equilibrio de la reacción de celda.
(d) Tras completarse la reacción, ¿cuál es la concentración de equilibrio de las
distintas especies químicas? (e) En este punto, ¿qué valor de potencial tiene la
celda? (f) ¿qué cantidad de trabajo eléctrico es capaz de producir esta celda?
Eº Fe2+ / Fe = -0.44 V
Eº Cd2+ / Cd = -0.403 V
13.- Un vaso de precipitado contiene 30mL de una solución que es 0.1M en Fe 2+ y
0.1M en Fe 3+. Cuando se adicionan 10mL de un agente oxidante el potencial de la
solución cambia en 0.06 V. Calcule la normalidad del agente oxidante.
14.- Calcule la constante de equilibrio para la reacción
Fe 2+ + B 3+ ↔ Fe 3+ + B 2+
En donde el E° del sistema B 3+ / B 2+ es 1.07V. ¿Espera que la titulación sea
factible? (b) Calcule los miligramos de Fe 2+ que permanecen sin oxidarse cuando
se titulan 5 mmol de Fe 2+ con B 3+ 0.10M. El volumen final es de 100 mL.
15.- Trazar la curva de valoración (E=f(vol. agregado) para los siguientes casos
suponiendo una disolución 0.1 M de la primera sustancia que se valora con una
disolución de concentración 0.05M del reactivo valorante (segunda sustancia). De
requerirse suponga que H+ está en exceso y su concentración es siempre igual a
1M. Realice la curva con los puntos para obtener el 10, 20, 50, 90, 95, 99, 100,
101, 105 y 110 % de titulación del analito. Referir la curva al uso de un electrodo
de Pt y un ENH. (Busque en tablas los valores de Eo necesarios)
a) V 2+ valorado con Sn 4+
b) Sn 2+ valorado con MnO4 –
16.- Un milimol de la primera sustancia se mezcla con una cantidad igual de la
segunda sustancia en un volumen final de 100 mL. Si en la reacción están
involucrados los iones H+ o OH- suponga que su concentración es de 1M. Escriba
la ecuación balanceada de la reacción química que se efectúa. Calcular: (1) el
potencial que se mediría en el sistema si se coloca un electrodo de Pt y un ENH.
(2) La constante de equilibrio de la reacción. (3) la concentración de todas las
especies al equilibrio. Si la reacción se llevase a cabo en forma de valoración
¿Qué indicador redox sería adecuado? (Busquénse en libros tablas de indicadores
redox)
a) Cr 2+ y Fe 3+ para dar Cr 3+ y Fe 2+
b) V 2+ y VO 2+ para dar V 3+
c) Mn 2+ y IO4 – para dar MnO4 – y IO3 –