Electroquímica

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trabajo practico sobre Electroquímica

Agregado: 30 de ENERO de 2007 (Por anonimo) | Palabras: 1746 | Votar |

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Categoría: Apuntes y Monografías > Química >
Material educativo de Alipso relacionado con Electroquímica

Electroquímica: Electroquímica Pilas y Electrólisis

Electroquímica: trabajo practico sobre Electroquímica

Guia de ejercicios. Tema: Electroquimica:

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Autor: anonimo (info@alipso)

Colegio Nacional de Buenos Aires

Guía de Ejercicios

Electroquímica

Guía de ejercicios
Electroquímica

1. En la electrólisis del bromuro de cobre (II) en agua, en uno de los electrodos se depositan 0.5 g de cobre. ¿Cuántos gramos de bromo se formarán en el otro electrodo? Escribir las reacciones anódica y catódica. ¿Cuántos electrones circulan por la cuba?
Rta.: 1.26 g de bromo. b) 9.47 1021 electrones

2. Una cuba electrolítica contiene 100 cm3 de una solución de sulfato de cobre. Se hace pasar una corriente de dos amperes durante una hora, al cabo de la cual se ha depositado completamente todo el cobre. ¿Cuál era la concentración inicial (expresada como molaridad) de la solución de sulfato de cobre?
Rta.: 0.37 M

3. ¿Es cierto que siempre que hacemos electrólisis del cloruro de sodio obtenemos sodio metálico y cloro?

4. ¿Existe alguna sustancia capaz de reducir a las sales de litio y oxidar a los fluoruros?

5. Calcular el tiempo que se necesitará para depositar 10 g de cadmio en el cátodo en la electrólisis de una solución de sulfato de cadmio, empleando una corriente de 2.5 amperes. ¿Qué gas y qué volumen del mismo en condiciones normales de presión y temperatura se desprenderá en el ánodo en el mismo tiempo? Escriba las ecuaciones correspondientes a cada electrodo y esquematice la celda electrolítica.

6. Se quiere platear una cuchara de 20 cm2 hasta un espesor de 0.1 mm con un baño de plateado que contenga Ag(CN)2﷓ por el que pasa una corriente de 0.02 A. Densidad de la plata: 10.5 g/cm3 .Calcular el tiempo necesario. Rta.: 26 horas.

7. Se quiere platear una medalla de 3.35 cm2 de superficie, por electrólisis de una solución de nitrato de plata con una intensidad de corriente de 2.5 A durante una hora y media. Hallar a) la cantidad de plata depositada b) el número de electrones que circularon la cuba electrolítica. Trace un esquema del dispositivo usado. Rta.: 15.09 g

8. Pasan 0.2 moles de electrones a través de tres celdas electrolíticas en serie. Una contiene plata, otra ion zinc y la tercera ion férrico. Supóngase que la única reacción en el cátodo en cada celda es la reducción del ión hasta el metal. ¿Cuántos gramos de cada metal se depositarán? Rta.: plata: 21.58 g; zinc: 6.54 g y hierro: 3.72 g
9. Una corriente de 5 amperes que fluye durante exactamente 30 minutos deposita 3.048 g de cinc en el cátodo. Calcule el peso equivalente de zinc a partir de estos datos.
Rta.: 32.7 g/eq﷓g.

10.﷓ Se pasó la misma cantidad de electricidad que liberó 2.158 g de plata a través de una solución de una sal de oro y se depositaron 1.314 g de oro. Calcule el peso equivalente del mismo Cuál es el estado de oxidación del oro en esta sal? El peso equivalente de la plata es 107.9. Dato: ArAu = 197

11.﷓ Se empleó una corriente de 15 amperes para platear níquel en un baño de sulfato de níquel. Tanto el hidrógeno como el níquel se forman en el cátodo. La eficiencia de la corriente con respecto a la formación de níquel es del 60%. a) Cuántos gramos de níquel se platean en el cátodo por hora? b) Cuál es el espesor plateado si el cátodo consiste en una hoja cuadrada de metal de 4 cm de lado cubierta por las dos caras? La densidad del níquel es de 8.9 g/cm3. ¿Qué volumen de hidrógeno medido en condiciones normales de presión y temperatura se forma por hora? Rta.: a) 9.9 g b) 0.035 cm c) 2.51 litros de hidrógeno.

12.﷓ ¿Cuántos culombios deben proporcionarse a una celda para la producción electrolítica de 245 g de NaClO4 a partir de NaClO3 ? Debido a las reacciones laterales, la eficiencia del ánodo para la reacción deseada es 60% . Rta.: 6.4 10 5 C
13.﷓ Se determina experimentalmente que el zinc reacciona con HCl 1 M desplazando H2(g) y el cobre no lo hace. Si se une una pieza de cobre a otra de zinc, y luego se sumerge este par en una solución de HCl, se observan burburjas de hidrógeno en el cobre. Significa esto que el cobre reacciona con HCl?¿Cuál es la reacción que sucede? ¿Cuál es la función del cobre?

14.﷓ Para cada uno de los siguientes ejemplos dibuje un diagrama de celda galvánica que utilice la reacción dada. Marque el ánodo y el cátodo. Indique la dirección del flujo electrónico, anote una ecua ción balanceada para cada reacción de celda y calcule la fem�.

a) Sn2+ + Cr2O72﷓ + H + ======== Cr3+ + Sn4+ + H2O

b) Cu(s) + Cl2(g) ========= Cu2+ + Cl﷓(aq)

c) Ag+(aq) + Fe2+ ========== Ag(s) + Fe3+(aq)

15.﷓ Si se carga un acumulador de plomo con un voltaje demasiado alto (más de 2.2 volts) se producen gases en cada electrodo. ¿Qué gases son estos? Puede anotar la reacción de celda que describe su formación? (El único motivo que permite recargar un acumulador de plomo es el elevado sobrepotencial para la formación de gases en los electrodos.)

16.﷓ Se han empleado muchas alternativas para el acumulador de plomo, siendo una de ellas la de la celda de níquel﷓ cadmio. Esta batería tiene un electrodo cubierto con Ni(OH)2(s) y Ni(OH)3(s) que durante la descarga hace de ánodo. El otro electrodo es de cadmio recubierto con hidróxido de cadmio. El electrolito es KOH(aq) concentrado. Escriba las reacciones para la descarga y la carga de la celda.

17.﷓ Se construye una celda electroquímica con dos electrodos de hidrógeno, uno de ellos sumergido en una solución con H+ y otra en una solución de hidróxido de potasio ambas 1 M. Use la ecuación de Nerst para determinar la diferencia de potencial entre los electrodos y compare el resultado con potencial estándar de reducción del agua a hidrógeno gaseoso.

18.﷓ A concentraciones equimolares de Fe2+ y Fe3+, ¿Cuál debe ser la [Ag+] para que el voltaje de la celda galvánica producido por el electrodo (Ag+/AgN) y (Fe3+ /Fe2+) sea igual a cero?
Rta.: [Ag+]=0.34 M

19.﷓ Se agregó un exceso de mercurio líquido a una solución acidificada
de Fe3+ 10﷓3 M. Se encontró que únicamente el 5.4% del hierro quedó como Fe3+ en el equilibrio a 25�C. Calcule el E�(Hg22+ /Hg)
suponiendo que la única reacción que ocurre es:

2Hg + 2 Fe3+ ====Hg22+ + 2 Fe2+
Rta.: 0.796V

20.﷓ Una celda electrolítica contiene una solución de sulfato de cobre y un ánodo de cobre impuro. ¿Cuántos gramos de cobre se refinarán depositados en el cátodo) mediante 150 amperes mantenidos durante 12 h? Rta.: 2.13 kg.

21.﷓ Los electrodos del acumulador de plomo están hechos de plomo y de PbO2. La reacción total durante la descarga es:
a) ¿Cuál es la cantidad mínima (masa) de plomo (contando el plomo en las formas libre y combinada) en un acumulador si el acumulador se diseña para proporcionar 100 Ampere. hora?
Supóngase un coeficiente de uso del 25 %; esto es porcentaje de Pb y de PbO2 en la caja del acumulador con el que realmente se cuenta para las reacciones de electrodo.
Rta.: 3.1 kg (3088.9 g)

22.﷓ ¿Cuál es el potencial de una celda que contiene dos electrodos de hidrógeno, el negativo en contacto con H+ 10﷓8 molar y el positivo en contacto con una concentración de protones de 0.025 M?
Rta.: 0.379 V

23.﷓ El cobre puede reducir iones de zinc si los iones de cobre resultantes se mantienen a concentraciones lo suficientemente bajas mediante la formación de una sal insoluble. ¿Cuál es la concentración máxima de cobre(II) en solución para que suceda esta reacción, cuando el Zn (II) es 1 molar?
Rta.: 6 10 ﷓38 (5.15 10﷓38)
24.﷓ Calcular el potencial standard y la constante de equilibrio de la reacción:

2 Fe3+ + 2I﷓ ﷓﷓﷓﷓﷓> 2 Fe2+ + I2

sabiendo que los potenciales normales de Fe3+/Fe2+ e I2 / I﷓ son respectivamente 0.77 y 0.53 V respectivamente.
¿Qué conclusión puede extraer del valor de la constante de equilibrio?
Rta.: 0.24 y K= 1.36 108

25.﷓ Calcular la constante de equilibrio de la pila:

Sn(s)/Sn2+ //Ag+ /Ag(s)
Sabiendo que su fem en condiciones patrón es de 0.965 V
Rta.: 5.12 10 32
26.﷓ Dados los siguientes potenciales estándar de reducción:

Ag+ + e ﷓﷓﷓﷓﷓﷓﷓﷓﷓> Ag(s) E1�= 0.7991

AgCl(s) + e ﷓﷓﷓﷓﷓﷓> Ag(s) + Cl﷓ E2� = 0.2225

Calcule el producto de solubilidad del cloruro de plata.
Considere que la concentración de ión cloruro es 1 M.
Rta.: Ks = 1.68 10 ﷓10

27.﷓ A partir de los potenciales estándar calcule la constante de equilibrio para la reacción:
Sn + Pb2+ ======= Sn2+ + Pb
Datos: E0Pb2+/Pb = ﷓0.13 E0Sn2+/Sn = ﷓0.14

Rta.: K= 2.2

28.﷓ ¿Qué diferencias existe entre galvanostegia y galvanoplastía?

29.﷓ Sabiendo que el producto de solubilidad del AgCl es 1.8 ﷓10; calcule el voltaje para un electro plata﷓cloruro de plata sumergido en una solución de KCl 1 M a una temperatura de 25�C.
Rta.: E= 0.223 V

30.﷓ El porcentaje de impureza de plata en una muestra de plomo se determinó con el siguiente procedimiento: se disolvió una muestra de plomo que pesó 1.050 g en ácido nítrico, para obtener una solución acuosa de catión Pb2+ y Ag+ . Esta solución se diluyó con agua,hasta completar un volumen de 350 cm 3 y se le introdujo un electrodo de plata pura, luego se determinó la diferencia de potencial entre éste y uno estándar de hidrogeno, que resultó ser de 0.503 volts. ¿Cuál fue el porcentaje de la impureza de la plata en el plomo? Rta.: 0.036%

31.﷓ Se normaliza una solución de permanganato de potasio por titulación con trióxido de arsénico. Una muestra de As2O3 que pesa 0.1097 g consume 26.10 ml de solución de permanganato. ¿Cuál es la normalidad de la solución de permanganato de potasio?

As2O3 + H+ + MnO4﷓ ========= H3AsO4 + Mn2+ + H2O
Rta.: 0.085 N

32.﷓ Se analiza simultáneamente el contenido de cromo y manganeso en una muestra de acero. Se emplea una muestra de 10 g para obtener una solución, cuyo volumen es de 250 cm3 y que contiene dicromato y permanganato. Se acidulan 10 ml de esta solución y se precipita cromo como cromato de bario, obteniéndose 0.0549 g. Una segunda alícuota de 10 ml de la solución consume exactamente 15.95 ml de solución de Fe2+ 0.075 M para su titulación en medio ácido. ¿Cuál es el porcentaje de cromo y de manganeso presente en la muestra de acero? (Para la titulación por volumetría considérese que el ión Fe2+ es agente reductor oxidándose a Fe3+)
Rta.: Mn 3.29% y Cr 2.82%

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