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Autor Tema: Resolución de ejercicio y duda conceptual  (Leído 46 veces)

yoshimaranderson

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Resolución de ejercicio y duda conceptual
« en: Mayo 04, 2020, 10:48:58 am »
uenas, escribo este mensaje con el fin de que me ayudéis a resolver una duda conceptual que me ha surgido y por otro lado, a ver si podéis echar un ojo a un ejercicio y mirar si está bien. Muchas gracias de antemano, en estos momentos difíciles... hay que ayudarse unos a otros.

La primera duda es que no entiendo el concepto de solubilización, es decir, no entiendo qué ocurre cuando solubilizas una sal. Por ejemplo, tengo 20 gramos de NaCl (cuya solubilidad es 359 g/L). ¿Cuál sería el volumen mínimo de agua necesario para solubilizar el NaCl? Intuyo que lo que hay que hacer es dividir 20 entre 359, y lo que obtengamos será el volumen mínimo. Supongo que eso es lo que hay que hacer, pero sigo sin comprender lo que es la solubilización de una sal (supongo que será disolver, pero es que no aparece ninguna referencia en la bibliografía que estoy mirando: Chang, Petrucci, Babor-Ibarz y Housecroft).

En cuanto a la segunda duda, ya he molestado por aquí con este ejercicio, pero con la ayuda de un compañero, hemos conseguido (gracias a él) sacar las castañas del fuego. De todas maneras me gustaría que le echaseis un vistazo para ver qué os parece. El enunciado dice así:
Ajuste la reacción de oxidación del Fe metálico a Fe(II) con ácido sulfúrico diluido. Analice si es favorable desde el punto de vista termodinámico.


Esta es la parte sencilla (el ejercicio consta de dos enunciados). Aquí es relativamente sencillo porque:
SEMIRREACCIÓN DE OXIDACIÓN: Fe --> Fe2+ + 2e-
SEMIRREACCIÓN DE REDUCCIÓN: 2H+ + 2e- --> H2
REACCIÓN AJUSTADA: Fe + H2SO4 --> H2 + FeSO4

Para indicar si es favorable termodinámicamente, utilizamos los potenciales de reducción estándar. El potencial de reducción (2H+/H2) = 0 V. El potencial de reducción (Fe2+/Fe) = -0.44 V
Ahora, ET = Ereducción - Eoxidación = 0 +0.44 = 0.44 V
Sabiendo que:
ΔG = -n * F * ET
Vemos que ΔG va a ser negativo (en concreto será -84906 J/mol) por lo que desde el punto de vista termodinámico, la reacción es favorable.

En cuanto a la segunda parte, el ejercicio dice así:

Ajuste, ahora, la reacción que se daría entre Fe metálico y el ácido sulfúrico concentrado. Analice si es favorable termodinámicamente.
SEMIRREACCIÓN DE REDUCCIÓN: 2H2SO4 + 2e- --> SO2 + 2H2O +SO42-
Aquí me basé en este link: https://www.quora.com/How-does-concentrated-sulfuric-acid-react-with-metal
Donde tengo duda (al final os contaré otras dos dudas que tengo) es en la semirreacción de oxidación. Ya que, cito textualmente: "Con ácido sulfúrico concentrado, la reacción no es favorable desde el punto de vista cinético, ya que la inicial 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". Esto, no sé muy bien por qué, hace que me lie bastante. De todas maneras, intuyo que la semirreacción de oxidación es así:

SEMIRREACCIÓN DE OXIDACIÓN: Fe --> Fe2+ + 2e-
REACCIÓN AJUSTADA: 2H2SO4 + Fe --> SO2 + 2H2O + FeSO4

Ahora bien, me surgen dudas porque no sé (al ser ácido concentrado) si se pueden utilizar las potenciales de reducción estándar o si hay que aplicar la ecuación de Nernst y obtener nuevos potenciales (nunca llegué a comprender del todo bien la ecución de Nernst). De todas maneras, me fío de mi criterio y utilizo los potenciales de reducción estándar (aunque si lo estoy haciendo mal, preferiría que me corrigieseis xD). Pero aquí viene el otro problema, y es que no encuentro por ningún lado (y he buscado en el Chang y Housecroft y en Internet en inglés) el potencial de reducción de la semirreacción de reducción. Eso me hace pensar que me estoy equivocando en algún sitio, y no sé dónde.

En fin, muchas gracias, espero que me podáis ayudar.

jmcala

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Re:Resolución de ejercicio y duda conceptual
« Respuesta #1 en: Mayo 07, 2020, 06:52:48 am »
Con respecto a la primera duda, esa "solubilización" es la traducción del término en inglés solubilization, que hace referencia a la mezcla de soluton en o sobre micelas. Se trata de una mezcla heterogénea y no homogénea como sería una disolución, porque se obtiene un coloide.

Resuelves del mismo modo que si fuera un problema de solubilidad porque te dan un dato sin temperatura de referencia y debes suponer que es el que debes usar.

Como la reacción con el ácido concentrado es distinta, ¿has probado a calcular el valor de la variación de la energía libre de Gibbs a partir de los valores de entalpías y entropías estándar de formación? Creo que es lo único que no has probado por lo que cuentas.
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