TEMA 10
EQUILIBRIOS REDOX
Diagramas de Frost
Departament de Química Inorgànica
Química General (FARMACIA)
Grupo E
Curso 13/14
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Asignatura: quimica, Profesor: anonimo anonimo, Carrera: Farmacia, Universidad: UCH-CEU
Tipo: Apuntes
2013/2014
1 / 14
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TEMA 10
EQUILIBRIOS REDOX
Diagramas de Frost
D epartament de
Q
uímica
I norgànica
Química General (FARMACIA) Grupo ECurso 13/
•^
Permite obtener una imagen visual de la química redoxacuosa del elemento en cuestión, ya sea en medioácido o en medio básico.
•^
La construcción se hace a partir de los datos deldiagrama de Latimer, representando la magnitud ∆∆∆∆
Gº/F=-n·Eº
frente al número de oxidación
Gº/F= - n·Eº
n.e.
Como
-n·Eº
es proporcional a la
energía libre de la reacción, el estado de oxidación más estable del elemento corresponde a laespecie situada más abajo en el
diagrama.
Diagramas de Frost
Construcción de un diagrama de Frost
par
e.o.
n
=|i
n|
E
º (par)
- n
·i
E
º (par)
Mn
→
Mn
0
→
+ 1,
-2.1,18 = -2.
Mn
→
Mn
→
-^ 1,
-2,36 - (-1,5) = -0,
Mn
→
MnO
2
→
-^ 0,
-0,86 - (- 0,95) = 0,
MnO
2
→
[MnO
] 4 3-
→
-^ 2,
0,09 - (- 2,9) = 2,
[MnO
] 4 3- →
[MnO
] 4 2-
→
-^ 1,
2,99 - (- 1,28) = 4,
[MnO
] 4 2- →
[MnO
] 4
-^
→
-^ 0,
4,27 - (- 0,9) = 5,
Construcción del diagrama de Frost
Construcción de un diagrama de Frost
especie
x
y
Mn
Mn
Mn
MnO
2
[H
MnO 2
] 4 3-
[MnO
] 4
2-
[MnO
] 4
-^
en medio ácido
Construcción de un diagrama de Frost
- Gráfica: y
-y 2
/ x 1
-x 2
= - 0,9 - (-2,4) / 3 - 2 = 1,5 V 1
- Tabla: Mn
→
Mn
= - 0,86 – (- 2,36) / 3 – 2 = 1,
EºMn
→
Mn
medio ácido
medio básico
Cuánto más abajo en el diagrama se sitúeuna especie más estable serátermodinámicamente:
(1) El N
2
es la especie
termodinámicamente más estable en medio básico
Interpretación de un diagrama de Frost
•^
Cuánto más positiva sea la pendiente que une dos puntos del diagrama mayor será el potencial de reducción del par y por tanto
mayor es su poder
oxidante
.^
En
el naranja tiene mayor poder oxidante que el lila:
- El agente oxidante del par con pendiente más positiva tiende a
reducirse
- Comparando las pendientes de dos pares redox, podremos predecir
cuál de los pares experimentará la reducción y cuál la oxidación. En
el par verde experimenta la reducción mientras que el par rojoexperimenta la oxidación.
- La pendiente que une al HNO
3 con los estados de oxidación inferiores
Interpretación de un diagrama de Frostes muy positiva, mostrando que el ácido nítrico es una especiefuertemente oxidante en condiciones estándar.
Dismutación del H
O 2 2
-^
Dismutación = desproporción.
Η
Ο
→
Η
Ο
1
/^ 2
Ο
Descomposición del peróxidode hidrógeno catalizada por el
yoduro potásico
Dismutación del H
O 2
2
-^
(4)
Dos especies tenderán a
comproporcionar
en la
especie intermedia cuyas coordenadas en el diagramaestén por debajo de la línea que une las especiesterminales^ –
Si está por debajo de esa línea, es una especie másestable termodinámicamente que las vecinas
La reacción: NH
- 4 (ac) + NO
- (ac) --> N 3
O(g) + 2H 2
O(l) está impedida cinéticamente 2
en disolución pero se puede producir explosivamente en estado sólido
Interpretación de un diagrama de Frost
ClO
- 4
ClO
- 3
HClO
2
HClO
Cl
2
Cl
+1.
+1.
+1.
+1.
+1.36 V
pH=
ClO
- 4
ClO
- 3
ClO
- 2
ClO
-^
Cl
2
Cl
+0.
+0.
+0.
+0.
+1.36 V
pH=
Diagrama de Frost para el Cloro
•^
D. F, Shriver, P. W. Atkins, C. H. Langford.
Química Inorgánica.
Vol
1 Editorial Reverté, S. A. (1998) Capítulo 7.
BIBLIOGRAFÍA