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6. Problemas de Celda galvánica
Físico Química (Universidad Nacional de Trujillo)
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PROBLEMAS SOBRE CELDAS GALVANICAS
1.- Escribir la reacción total en cada una de las células y calcular la fem estándar de la pila con datos
de la tabla de potenciales de reducción.
a) H+|1/2H2. Pt || Ag+| Ag
Potencial reducción:
Ag+ +e-
ε° (Ag+/Ag) = 0,80V
Ag
ε° (H+/H2) = 0,00V
H+ + e-
½ H2
Reacción total
Ag+
+
Ag
½ H2
+ H+
ε°= ε cátodo – ε ánodo
ε°=0,80V – 0,00V
ε°= 0,80V
b) Pt| NAD+ + H+ , NADH.
Reacción total
Potencial reducción:
NADH
ε° (NAD+ / NADH) = 0,32 V
NAD+ + H++2e-
ε°=0,32 V
c) Pt. H2| HCl || AgCl . Ag
Potencial reducción:
AgCl + e-
Ag + Cl-
½ H2
H+ + e-
ε° (Ag+/Ag) = 0,80 V
ε° (H+/H2)=0,00V
Reacción total
AgCl + ½ H2
Ag + H+ + e-
ε°= ε cátodo – ε ánodo
ε°= 0,80V – 0,00V
ε°= 0,80V
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d) H+|Pt. 1/2H2|| Fe3+, Fe2+|Pt.
3+
-
Fe + e
½ H2
Reacción total
Fe3+ + ½ H
Potencial de reducción
ε° (Fe3+/ Fe2+) = 0,77 V
2+
Fe
H+ +e-
ε° ( H+/H2) = 0,00V
Fe2+ + H+ +e-
ε°= ε cátodo – ε ánodo
ε°= 0,77V – 0,00 V
ε°= 0,77 V
2.- A partir de datos de fem, calcular el valor de la constante de equilibrio y la variación de
energía libre estándar a 25°C para la siguiente reacción:
½ Cu (s) + ½ Cl2(g)  ½ Cu2+ + Cl –
Rpta:Ke = 2 x 1017; ∆G = - 23580 cal
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3.- Supongamos que añadimos una pizca de NaCl a la disolución de CuSO4 de la celda
Au(l)/ Cu/CuSO4(ac)//ZnSO4(ac)/Zn/Au(D), que se mantiene a 25ºC por medio de un
termostato,
a) ¿cambiará ℇ? Explíquelo.
ℇ depende de Q, recordando que 𝜀 = ℇ° −
concentraciones de sus iones cambian .
0,0591
𝑛
log 𝑄 , Q cambia debido a que
b) ¿cambiará ℇº? Explíquelo.
ℇº no cambia debido a que es un valor estándar recordando que ℇº= εcátodo
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– εánodo
las
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4.-Representar convencionalmente la celda voltaica para la reacción:
H2(g, 1atm) + I2(s)  2 HI (aq, a = 1 )
Pt/H2/H+ // I2/I-/Pt
a)Calcular el valor de ℇ°.
b) calcular el valor de la variación de energía libre de Gibbs estándar.
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c) calcular el valor de la constante de equilibrio.
d) qué diferencia habría si la reacción se hubiera escrito:
½ H2(g, 1atm) + ½ I2(s)  HI (aq, a = 1 )
La única diferencia es la cantidad usada de reactantes y la cantidad obtenida de productos,
el valor de ℇ°, la variación de energía libre de Gibbs estándar y la constante de equilibrio no
cambian.
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5.- ¿Que valores del cociente de actividad (Q), son necesarios para que la celda
Pt/H2(g)/HCl(ac)//AgCl(s)/Ag/Pt, tenga las siguientes fems a 25ºC?: a) -1,00 V; b) 1.00 V.
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6.-Determinar la dirección de la reacción en una solución que contiene inicialmente:
acetaldehído 10-4 M, etanol 0,1 M; piruvato 0,1 M; y lactato 10-2 M. Los potenciales de
reducción del acetaldehído a etanol y de piruvato a lactato son respectivamente: -0.163
voltios y –0.190 voltios. Además en cada caso se pone en juego dos electrones.
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7.-Se tiene la siguiente celda Zn/ZnCl2//AgCl/Ag que tiene un ℇº = 1,015 V, con un
coeficiente térmico de -4,02 x 10-4 V/ºK, calcular ∆Gº, ∆Hº y ∆Sº.
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