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Autor Tema: Duda reacción REDOX  (Leído 184 veces)

yoshimaranderson

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Duda reacción REDOX
« en: Abril 30, 2020, 12:11:11 pm »
Hola, haciendo un ejercicio de los que mandó de tarea mi profesora me surgió la siguiente duda:

Ajuste la reaccion de oxidacion del Fe metalico con el acido sulfurico diluido e indique si es favorable desde el punto de vista termodinamico.

Ajuste la reaccion de oxidacion del Fe metalico con el acido sulfurico concentrado e indique si es favorable desde el punto de vista termodinamico.

No entiendo la diferencia entre el acido sulfurico concentrado y diluido...
Gracias

jmcala

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Re:Duda reacción REDOX
« Respuesta #1 en: Mayo 01, 2020, 10:55:27 am »
Si tienes en cuenta la ecuación de Nerst puedes comprobar que, cuando mayor es la concentración de partida de los iones que participan en la oxidación-reducción, menor es logaritmo del cociente de las concentraciones, lo que afecta al potencial de reducción del ácido, que es la especia que se reduce:

\[ \epsilon = \epsilon^0 - \frac{0.059}{n}\cdot log\ \frac{[A]_{eq}}{[A]_0} \]

Al variar el valor del pontencial será tanto más espotánea cuando menor sea el potencial de la pila formada.

Espero haberte ayudado.
Si te ha servido de ayuda, tú también puedes Ayudarnos

yoshimaranderson

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Re:Duda reacción REDOX
« Respuesta #2 en: Mayo 02, 2020, 07:22:51 pm »
Sí, había pensado en la ecuación de Nernst. Lo que ocurre es lo siguiente; la reacción con ácido diluido es esta (ya ajustada)

Fe + H2SO4  -->  FeSO4 + H2

Sabiendo que la semirreacción de oxidación es la del Fe --> Fe2+ (cuyo potencial nos daría 0.44 cambiado de signo)
Y que la semirreacción de reducción es la del 2H+ --> H2 (cuyo potencial es 0), obtenemos que el potencial total es 0.44 por lo que ΔG sería negativo y por tanto termodinámicamente favorable.
Ya me surgen varias dudas, no sé si utilizar los potenciales de reducción estándar sería correcto (ahora mismo dudo hasta de las cosas que son indiscutibles...) puesto que me dicen que el ácido es diluido al 20% en masa, entonces no sé.

Por otro lado, cuando me dicen que ajuste la reacción con ácido sulfúrico concentrado, supongo (probablemente esté mal supuesto) que la reacción sería la misma, lo único que cambian serían las concentraciones (y por tanto también los potenciales a través de la ecuación de Nernst), quedando de esta forma:

Fe + H2SO4  -->  FeSO4 + H2

Aquí dudo, no sé si el ajuste es el mismo con ácido concentrado que con ácido diluido, ya que en teoría con ácido concentrado, (cito textualmente) "la oxidación del Fe da lugar a un depósito insoluble de sulfato de hierro (II) anhidro sólido, que se sitúa sobre la superficie del metal pasivándolo, provocando que la reacción se detenga". Esto me hace dudar y no sé si la reacción sería así.

Por otro lado, en el problema no me dan la concentración de ácido concentrado (me dicen que la de diluido es "al 20% en masa") entonces no sé cómo aplicar la ecuación de Nernst ni cómo hallar los potenciales de reducción estándar. Tengo un as en la manga, en el ejercicio siguiente me dicen que "en la etiqueta de ácido aparece comercial, 95-97% y densidad 1.84 g/cm3 por lo que podría utilizar ese ácido al 96% y densidad 1.84 como ácido concentrado(a no ser que haya una forma de aplicar la ecuación de Nernst sin saber la concentración de ácido concentrado).
Finalmente, suponiendo que utilizo eso del 96% y densidad 1.84, ¿cambiaría el potencial de reducción de ambos (tanto del Fe como del Hidrógeno no?).
Muchas gracias por tu tiempo de verdad, en estos momentos se agradecen las ayudas. Saludos

jmcala

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Re:Duda reacción REDOX
« Respuesta #3 en: Mayo 03, 2020, 05:59:01 am »
Creo que la forma de resolver es que consideres que la concentración de hierro en el equilibrio es la misma para ambos ácidos, que es lo que te quiere decir el enunciado con que se pasiva en la electrodeposición.

Con los datos que aportas ahora parece claro que te va a dar igual que el ácido esté más o menos concentrado porque parece que el reactivo limitante es el hierro. En ese caso el potencial de la pila, que solo depende del catión hierro, es independiente de la concentración de ácido.
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yoshimaranderson

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Re:Duda reacción REDOX
« Respuesta #4 en: Mayo 03, 2020, 11:09:21 am »
Pff la verdad que no me aclaro... O sea, ¿lo que he hecho al principio (con el ácido diluido) está bien?, es decir, está bien que el potencial total es 0.44 V?
Por otro lado, he estado leyendo y al parecer con ácido concentrado lo que ocurre es esto:
https://en.wikipedia.org/wiki/Sulfuric_acid#Reactions_with_metals_and_strong_oxidizing_property

Me hace pensar que la reacción con ácido concentrado no es igual que con ácido diluido... Pfff estoy muy perdido, porque si cambia la reacción cambian los potenciales y demás. Además, no termino de entender el artículo que te he dejado arriba, o sea, no entiendo cómo hacer el ajuste... De todas maneras muchas gracias, me estás salvando macho.

yoshimaranderson

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Re:Duda reacción REDOX
« Respuesta #5 en: Mayo 03, 2020, 11:29:50 am »
Creo que la forma de resolver es que consideres que la concentración de hierro en el equilibrio es la misma para ambos ácidos, que es lo que te quiere decir el enunciado con que se pasiva en la electrodeposición.

Con los datos que aportas ahora parece claro que te va a dar igual que el ácido esté más o menos concentrado porque parece que el reactivo limitante es el hierro. En ese caso el potencial de la pila, que solo depende del catión hierro, es independiente de la concentración de ácido.

Ya por otro lado, dices que el reactivo limitante parece ser el hierro. La verdad que no entiendo por qué, o sea, dicen:
"Se añaden 10 gramos de limaduras de hierro. Se añade de ácido sulfúrico diluido al 20% en masa lo que le corresponde estequiométricamente", en este caso, no se supone que no debería haber reactivo limitante? Puesto que hay la misma cantidad de hierro que de ácido (estequiométricamente)?

jmcala

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Re:Duda reacción REDOX
« Respuesta #6 en: Mayo 06, 2020, 11:27:57 am »
El problema es que no has puesto el enunciado completo desde el principio y eso me obliga a ir proponiendo posibles soluciones. Para poder ayudarte es necesario tener TODOS los datos desde el principio.

Creo que ya te he orientado en tu ejercicio.
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