Problemas

1.- La preparación industrial del iodo se realiza a través de dos procesos sucesivos; en el primero, el iodato disuelto
en
agua reacciona con el dióxido de azufre para dar lugar a ioduro y sulfato. En el segundo, el ioduro formado se
hace
reaccionar con iodato dando iodo. Se pide:
a) Escribir las reacciones correspondientes a los dos procesos, debidamente ajustadas.
b) Demostrar que ambas reacciones se hallan favorecidas termodinámicamente en condiciones
estándar.
Potenciales normales de reducción:
iodo/ioduro(0'54 v.)
iodato/iodo(1'20 v.);
iodato/ioduro(1'1 v.) sulfato/dióxido de azufre(0'20 v.)
2.- Calcular la fuerza electromotriz de la pila:
Mg/Mg2+//Ag+/Ag
si los potenciales respectivos de Ag /Ag y Mg+2/Mg son 0'80 y -2'32v.
+
3.- Se desea depositar en el cátodo el cobre contenido en un litro de disolución 0'2 M de Cu(II). Calcular la carga
necesaria. Masa atómica del cobre: 63'5.
4.- Los siguientes datos son potenciales de distintos pares en disolución acuosa a 298 K tomando el par 2H+/H2
como
electrodo de referencia.
Par redox
Cu+2/Cu+
Cu+2/Cu
Ag+/Ag
Zn+2/Zn
Li+/Li
Eo(volt)
+0'15
+0'34
+0'80
-0'76
-2'92
a) ¿Cuál es el agente oxidante más fuerte de las especies listadas anteriormente? ?Y el más reductor?
b) Escribir y ajustar el equilibrio químico entre los sistemas siguientes:
1.- Cuo + Ag+
2.- Zno + Cu+2
Resaltar el sentido en que se hallará desplazado el sistema una vez alcanzado.
5.- Calcular la fuerza electromotriz para la pila Daniell,
Zn/Zn+2 // Cu+2/Cu
formada por los electrodos de Zn y Cu introducidos en las disoluciones de sus sulfatos de concentraciones
respectivas 0'01 M y 1 M, si los potenciales respectivos son: -0'76 V. y +0'34 V.
6.- En medio ácido, a la temperatura estándar, ocurre la oxidación del ión ioduro a iodo por medio del ácido
arsénico,
que se reduce a ácido meta arsenioso.
a.- Demostrar que dicha reacción se halla favorecida termodinámicamente.
b.- Calcular la constante de equilibrio.
c.- Indicar la influencia en el equilibrio de un aumento del pH.
Potenciales normales de reducción: I2/I-(0'54 v.) ácido arsénico/ ácido meta arsenioso (0'56 v.).
7.- Ajustar las siguientes reacciones en disolución acuosa:
1
a.- Medio ácido:
ClO- + I- ↔ I2 + Cl-
b.- Medio básico:
Bi2O3 + ClO- ↔ BiO3- + Cl-
8.- El ión permanganato es un oxidante muy enérgico en medio ácido porque reduce el estado de oxidación de +7 a
+2.
a.- Formular la ecuación del ión permanganato a ión manganeso(II).
b.- ¿Qué normalidad tiene una disolución 2 molar de ión permanganato que actúe como oxidante de acuerdo
con la ecuación de reducción anteriormante formulada?.
9.- El peróxido de hidrógeno, en medio ácido se oxida a oxígeno molecular por la acción del ión permanganato que
se
reduce a ión manganeso(II). Formular, ajustar y completar esta reacción.
10.- Calcula el potencial de la pila:
Ag / Ag+ (1 M) //' Cd+2 (0'1 M) / Cd
Sabiendo:
(Ag+/Ag) = 0'80 voltios (Cd+2 /Cd) = - 0'39 voltios
11.- Ajustar las siguientes reacciones en disolución acuosa:
a.- Medio ácido:
Cr2O7= + Sn+2 → Sn+4 + Cr+3
b.- Medio básico:
Co+2 + H2O2 →Co+3
12.- Hacer el esquema de la pila compuesta por dos semipilas: una con un electrodo de cobre sumergido en una
disolución tipo de sulfato de cobre y la otra es un electrodo de plata sumergido en una disolución tipo de nitrato
de
plata. Indicar:
a.- ¿Quién es el ánodo y quién el cátodo?.
b.- La reacción que se produce en cada electrodo y la reacción global.
c.- La fuerza electromotriz de la pila.
d.- Quién se oxida y quién se reduce, así como el agente oxidante y el reductor.
+2
(Cu /Cu) = 0'34 voltios (Ag+/Ag) = 0'80 voltios
13.- Una corriente de cinco amperios que circula durante 30 minutos por una disolución de sulfato de cinc, deposita
3'04 g de cinc en el cátodo. Calcular la masa equivalente del cinc.
14.-¿Cuántos gramos de cobre depositarían el paso de 10 amperios durante una hora por una disolución de sulfato
de
cobre(II).
Masa atómica del cobre 63'5.
15.- Ajustar las siguientes reacciones en disolución acuosa:
a.- En medio ácido: Zn + NO3- 6 Zn+2 + NH4+
b.- En medio básico
Al + NO3- + OH- 6 Al(OH)4- + NH3
2
16.- Ajustar la siguiente reacción y calcular la constante de equilibrio correspondiente al proceso:
MnO4- + H+ + Fe+2 ↔ Mn+2 + Fe+3 + H2O
sabiendo que los potenciales normales son:
MnO4-/Mn+2 (1'52 v); Fe+3/Fe+2 (0'77 v)
17.- Ajustar las siguientes reacciones en disolución acuosa:
a.- En medio ácido:
Bi2O3 + ClO- → BiO3- + Clb.- En medio básico:
ClO- + Fe(OH)3 → Cl- + FeO4-2
+2
+4
18.- El Sn es oxidado a ion Sn en medio ácido por las disoluciones acuosas de ion permanganato pasando éste a
ion
Mn+2 más agua.
a) Escribir y ajustar la reacción iónica de óxido-reducción que tiene lugar.
b) Calcular el equivalente gramo del cloruro de estaño(II) en esta reacción.
c) Hallar los gramos de dicha sal que habrá que disolver en agua para obtener 750 ml de disolución 0'01
molar.
Masas atómicas: Cl:35'5; Sn:118'7.
19.- Calcular la fuerza electromotriz de la pila:
Mg/Mg(NO3)2 0'01 M // AgNO3 0'1 M / Ag
si los potenciales normales respectivos de Ag+/Ag y Mg+2/Mg son 0'80 v. y - 2'32 v.
20.- Se hace pasar por una disolución de una sal áurica la misma cantidad de electricidad que libera 2'158 g de plata,
depositándose 1'313 g de oro.
Sabiendo que la masa atómica de la plata es 108, calcular:
a) La masa atómica del oro.
b) El número de átomos de oro y plata depositados, así como el de átomos-gramo y equivalentes-gramo.
DATO: NA = 6'023A1023.
21.- Indica los números de oxidación de los diferentes átomos de las sustancias:
- Ácido perclórico.
- Permanganato potásico.
- Dicromato cálcico.
- Peróxido de hidrógeno.
22.- Ajusta las siguientes reacciones redox:
a) Cloro gaseoso más dióxido de azufre y agua para dar ácido sulfúrico y ácido clorhídrico.
b) Ácido clorhídrico más dicromato potásico para dar cloruro de cromo(III), cloro y agua.
23.- Para valorar una muestra de nitrito potásico se disuelve ésta en 100 ml de agua, se acidula con sulfúrico y se
valora con permanganato potásico 0'1 M gastándose 5 ml de la misma. Sabiendo que el nitrito pasa a nitrato y
3
el
permanganato a ión Mn+2:
a.- Escribe la reacción iónica que tiene lugar.
b.- Calcula el equivalente del nitrito potásico en esta reacción.
c.- Halla el porcentaje de nitrito de potasio en la muestra inicial, si su masa era de 0'125 g.
Masas atómicas: Mn:(55); K:(39); N:(14).
24.- Teniendo en cuenta los potenciales de reducción que se indican, contesta a las preguntas relacionadas a
continuación:
Par redox
Ag+/Ag
Cu+2/Cu
Pb+2/Pb
Fe+2/Fe
Zn+2/Zn
Mg+2/Mg
Eo(vol)
+0'80
+0'34
-0'14
-0'44
-0'76
-2'34
a.- ¿Qué especie es la más oxidante y cuál la menos?.
b.- ¿Qué especie es la más reductora y cuál la menos?.
c.- Si se introduce una barra de plomo en disoluciones da cada una de las sales: nitrato de plata, sulfato de
cobre(II), sulfato ferroso, y cloruro de magnesio? ¿en qué casos se formará una capa de otro metal
sobre la barra de plomo?. Razona la respuesta.
25.- ¿Qué cantidad de aluminio se podrá depositar a partir de 0'1 kg de bauxita que contiene 60% de riqueza en
alúmina (Al2O3)?. ¿Qué intensidad de la corriente se habrá requerido para la electrólisis, si ha durado 10
horas?.
Masas atómicas: Al:(27); O:(16); H:(1).
26.-¿Qué se entiende por los términos oxidación y reducción?. Para cada una de las siguientes reacciones, indica
cuál
es la especie que se oxida y cuál la que se reduce, ajustándolas:
a.- Sulfuro de plata en medio nítrico para dar nitrato de plata más azufre elemental y monóxido de
nitrógeno.
b.- Ión ioduro más bromo molecular y agua para dar ión iodato más ión bromuro.
27.- Se requieren 2'95 ml de una disolución de permanganato potásico para oxidar 25 ml de una disolución ferrosa
0'1 M en medio ácido.
a.- ¿Cuál es la molaridad de la disolución de permanganato?.
b.- ¿Cuántos gramos de permanganato potásico contiene por litro?.
c.- ¿Cuántos ml de una disolución 0'1 M de Sn+2 se oxidarían con los 2'95 ml iniciales de permanganato en
medio ácido?.
Masas atómicas: Mn:(55); K(39); O:(16).
28.- Determina la intensidad de la corriente que, en media hora, deposita electrolíticamente 280 mg de plata.
¿Cuántos
gramos de cobre, de una disolución de sulfato de cobre(II), se depositaría con la misma carga?.
4
Masas atómicas: Ag:(107'98); Cu: (63'5).
+2
+3
29.- Deduce si el cloro o el yodo pueden reaccionar con los iones Fe y transformarlos en Fe , en medio
acuoso, a partir de los siguientes datos:
Eo(Cl2/Cl-) = 1’36 v.
Eo(I2/I-) = 0’54 v.
Eo(Fe+3/Fe+2) = 0’27 v.
30.- El ácido nítrico en disolución 1 molar reacciona con cadmio metálico produciendo nitrato de cadmio y
monóxido de nitrógeno. Calcula el potencial normal de la reacción y deduce si se producirá esta reacción
con cobre metal. Indica los agentes oxidante y reductor en cada caso.
Datos:
Eo(NO3-/NO) = 0’96 v.
Eo (Cd+2/Cd) = -0’40 v.
Eo(Cu+2/Cu) = 0’34 v.
31.- Calcula la cantidad de plata que se deposita en el cátodo y la concentración de ion plata que queda en la
disolución, una vez finalizada la electrolisis de un litro de disolución de nitrato de plata 0’1 M, si se ha
hecho pasar a través de ella una corriente de 0’5 A. durante dos horas .
32.- A partir de los valores siguientes de potenciales normales de reducción de los sistemas que se indican:
Cr2O7=/Cr+3 + 1’33 V
Cd+2/Cd
- 0’40 V
2+
Br2/Br
+ 1’06 V
Zn /Zn
- 0’76 V
Ag+/Ag
+ 0’80 V
Mg2+/Mg
- 2’34 V
Cu+2/Cu
+ 0’34 V
K+/K
- 2’93 V
2H+/H2
0’00 V
Contestar razonadamente a las siguientes cuestiones:
a) ¿Qué metales de la relación anterior se disolverían espontáneamente en HBr 1 M?
b) ¿Cuántos gramos de bromo, se obtendrán al añadir 7’35 g de dicromato potásico a una disolución que
contiene un exceso de bromuro de potasio?.
c) Si se introduce una barra de Zn en disoluciones acuosas de cada una de las sales nitrato de plata, nitrato
de cadmio y nitrato de magnesio ¿en qué casos se formará una capa del otro metal sobre la barra de
cinc?.
Masas atómicas: Cr:53; K:39.
5
6