jun 03 Mad - Mestre a casa

MADRID / JUNIO 03. LOGSE /QUÍMICA / ELECTROQUÍMICA / OPCIÓN B /
PROBLEMA 1
OPCIÓN B
1.- Se realiza la electrólisis de una disolución acuosa que contiene Cu2+. Calcule:
a) La carga eléctrica necesaria para que se depositen 5 g de Cu en el cátodo. Exprese el
resultado en culombios.
b) ¿Qué volumen de H2 (g), medido a 30ºC y 770 mm Hg, se obtendría si esa carga
eléctrica se emplease para reducir H + (acuoso) en un cátodo?
Datos: R = 0,082 (atm· L) / (mol · K) ; Masas atómicas: Cu = 63,5; F = 96500 C.
Solución:
a) La reacción de reducción que se produce en el cátodo es:
2 Cu2+ + 2 e- t Cu
La expresión que permite averiguar la masa depositada en un electrodo al paso de la corriente
eléctrica es:
m = (Equiv.-g · I · t) / 96500
En este caso, se conoce la mas depositada en el cátodo, pero no la carga que ha circulado;
pero se despeja de la expresión anterior, ya que la carga es igual al producto de la intensidad
de corriente por el tiempo en segundos:
Q = I · t = (m · 96500) / Equiv.- g
Q = (5 · 96500) / (63,5 / 2) = 15196,85 C
b) Si lo que se desprendiese en el cátodo fuese hidrógeno gas, la semirreacción de reducción
sería:
2 H+ + 2 e- t H2
Se determina la masa de hidrógeno desprendido, y con ella los moles:
m = (2 /2 · 15196,85) / 96500 = 0,157 g
moles = 0,157 / 2 = 0,078 moles
Y con la ecuación de los Gases Ideales, se halla el volumen de hidrógeno:
P·V=n·R·T
V = (0,078 · 0,082 · 303) / 1,013 = 1,91 L de hidrógeno gas desprendidos.
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