taller de termodinámica, nernst y pourbaix 2015-1

8/18/2019 Taller de Termodinámica, Nernst y Pourbaix 2015-1

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Taller de Equilibrio Químico, Ecuación de Nernst y Diagramas de Pourbaix

Las reacciones catódicas más comunes son:

Reacción Medio Eo

2H+ + 2e-

⇔

H2 (g)

Ácido en ausencia de oxígeno 0.000

O2 (g) + 2 H2O + 4 e-

⇔

4 OH-

acaino (!ásico) o neutro 0.40

O2 (g) + 4 H+ + 4 e-

⇔

2 H2O

Ácido con "resencia de oxígeno #.2$

2 H2O + 2 e-

⇔

H2 + 2 OH-

medio !ásico -0.%$

#. Las reacciones de reducción de agunos metaes son:

Reacción Eo Reacción Eo Reacción Eo Reacción Eo Reacción Eo

&u2+ + 2e- → &u 0'$4 i2+ + 2e- → i - 0.2* $+ + $e- → -#.,% a+ + e- → a -2.*# n2+ + 2e- → n -0.*,$

e2+ + 2e- → e - 0.44 &r $+ + $e- → &r - 0.*4 u$+ + $e- → u #.2 &2 + 2e- → &- #.$, /n2+ + 2e- → /n -#'#%

/g2+ + 2e- → /g - 2.$, !2+ + 2e- → ! -0.#$ 1i2+ + 2e- → 1i -#.,$ &a2+ + 2e- → &a -2.%4 g+ + e- → g +0.%0

(a) numerar de ma3or a menor a tendencia a a corrosión de estos metaes(!) i se me5can os siguientes metaes con H2O4' cuáes eementos se oxidarán 3 cuáes 6uedarán inmunes7 8usti9i6ue su res"uesta(c) i se me5can os siguientes metaes con aOH' cuáes eementos se oxidarán 3 cuáes 6uedarán inmunes7 8usti9i6ue su res"uesta

2. m"eando a ta!a de "otenciaes' indi6ue as reacciones 6ue son "osi!es. 1eniendo en cuenta as reacciones 6ue son "osi!es' cacue e"otencia o!tenido cuando as concentraciones de todos os iones de a reacción sea 0.# /(a) e + $+ → e2+ + (!) n2+ + /g→ /g2+ + n(c) a + !2+ → a+ + !(d) e2+ + n→ e + + n2+

(e) e + &2 → e2+ + 2 &-

(9) e→ e2+ + 2e-

$. scri!a as semirreacciones anódica 3 catódica "ara as siguientes condiciones. tiice os ;aores de o de as ta!as anteriores.

a) ectrodos de &u 3 5inc sumergidos en una soución de su9ato de co!re diuido!) n eectrodo de &u sumergido en una soución de agua en "resencia de oxígeno.c) n eectrodo de e sumergido en una soución de agua en "resencia de oxígeno.d) n eectrodo de n sumergido en una soución de agua en "resencia de oxígeno.

e) ectrodos de magnesio 3 &u+# es 0.#% ? 3 e de "ar &u+#>&u es 0.22 ?. (e trata decacuar e "otencia de reducción de "ar &u+2>&u a "artir de a suma de os "otenciaes de reducción de os "ares &u +2>&u+# 3 &u+#>&u. &om"aracon ta!a dada case

. &acuar e "otencia de ceda e$+ + @- A e2+ + B @2 en condiciones estándar conociendo os "otenciaes de reducción normaes de as "ias e$+ e2+ C 0.**? 3 @2>@- C 0.4?.

,. e tiene a siguiente reacción e + n2+ A e2+ + n. sta reacción será es"ontánea7 &acuar a constante de e6uii!rio "ara a reacciónes"ontánea. Do(ca) e2+ C -20$00 3 . Do(ca) n2+ C -$#%4

*. &onsidera a reacción: Cus! " # $g" ac! % Cu#"ac! " # $gs!

(a) scri!e as semireacciones de oxidación 3 de reducción


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(!) @ndica e agente oxidante (sustancia reducida) 3 e reductor (sustancia oxidada)' ánodo 3 cátodo de a "ia(c) &acua e "otencia estándar de a ceda(d) &acuar a constante de e6uii!rio

%. e monta una "ia ga;ánica introduciendo un eectrodo de auminio en una disoución # / de nitrato de auminio 3 un eectrodo de co!re en unadisoución # / de nitrato de co!re (@@).

(a) indicar cuá es e ánodo 3 cuá es e cátodo

(!) scri!e a reacción neta

(c) &acua e "otencia de eectrodo estándar (o de a "ia)

(d) &acuar e "otencia de a ceda

Eatos: o $+> C - #.,* ? 3 o &u2+>&u C 0.$4 ?

F. &uá es e "otencia de una ceda 9a!ricada con una media ceda de 5inc' en a cua a concentración de iones de 5inc es de 0.2 / 3 a otra mediaceda está 9ormada "or una soución de /nO42- # / en medio de ácido de concentración 0.# / 3 con concentración de iones /n2+ de 0.0#/.

Eatos: Do(ca) /n2+ C -4400G Do(ca) /nO42- C -#20400G Do(ca) H2O C -,,0G Do(ca) H+ C 0G Do(ca) n2+ C -$#%4

#0. &acuar e "otencia de a ceda 9ormada "or os "ares ($0=):

/nO4- > /n2+ o C #.4F ?&2 >&- o C #.$, ?a 2o&' siendo a "resión de coro # at 3 as concentraciones de as es"ecies iónicas iguaes 0.#/ 3 de H+ C #/Do(ca) &2 C #,0 caG Do(ca) &- C -$#$0caG

##. n e siguiente diagrama (2=): (a) Eeimitar as 5onas de inmunidad' de corrosión' de "asi;ación 3 de esta!iidad de aguaG (!) Eescri!ir o 6ume indican as íneas ;erticaes'


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E°= ∑ ν ° μ °(oxidadas)−∑ ν° μ°(reducid

nF

#2. Naancear as siguientes ecuaciones en medio !ásico

(a)

−¿−¿+ Al → N H 3+ Al (OH )4

¿

N O2¿

(!)

2−¿+C l2−¿→ C r O4

¿

Cr (OH )3+Cl O¿

(c)

−¿2−¿+2 I ¿

2−¿+ I 2 → S4O6¿

S2

O3

¿

(d)

2−¿+Bi2−¿→ S n O

3

¿

Bi (OH )3+SnO2¿

#$. n 6u consiste una ceda de concentración7#4. &uá es e "roceso "ara medir e "otencia estándar de

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