¿Cuántos gramos de zinc se depositarán al pasar una corriente de 3,00 A durante 20 horas por disolución de ZnCl2? m.A.
(Zn = 65.4)
Respuestas a la pregunta
Respuesta:
1.- Teniendo en cuenta los potenciales de reducción estándar de los pares E0
(Cl2 /Cl-
) = 1’36 V y
E
0
(Cu2+/Cu) = 0’34 V:
a) Escriba la reacción global de la pila que se podría construir.
b) Indique cuál es el cátodo y cuál el ánodo.
c) ¿Cuál es la fuerza electromotriz de la pila, en condiciones estándar?
a) y b) Como el electrodo de Cl2/Cl
tiene mayor potencial de reducción actuará como cátodo.
Ánodo (oxidación): Cu → Cu2+ + 2e E
0
oxid = 0,34 V
Cátodo (reducción): Cl2 + 2e → 2 Cl
E
0
red = 1,36 V
Reacción global: Cl2 + Cu → 2 Cl
+ Cu2+
c) E⁰ pila = E⁰ oxi-ánodo + E⁰ red-cátodo = – 0,34 + 1,36 = 1,02 V
2.- Se construye una pila conectando dos electrodos formados introduciendo una varilla de cobre en
una disolución 1’0 M de Cu2+ y otra varilla de aluminio en una disolución de Al3+ 1’0 M.
a) Escriba las semirreacciones que se producen en cada electrodo, indicando razonadamente cuál
será el cátodo y cuál el ánodo.
b) Escriba la notación de la pila y calcule el potencial electroquímico de la misma, en condiciones
estándar
Datos: E0
(Al3+/Al) = − 1’67 V ; E0
(Cu2+/Cu) = 0’35 V.
a) Como el electrodo de Cu2+/Cu tiene mayor potencial de reducción actuará como cátodo.
Ánodo (Oxidación): Al → Al3+ + 3e E
0
oxid = 1,67 V
Cátodo (Reducción): Cu2+ + 2e → Cu E
0
red = 0,34 V
b) Notación de la pila: Al (s) / Al3+ (1 M) // Cu2+ (1M) / Cu (s)
E⁰ pila = E⁰ oxi-ánodo + E⁰ red-cátodo = 1,67 + 0,34 = 2,01 V
3.- Dados los valores de potencial de reducción estándar de los sistemas: Cl2 /Cl-
= 1’36 V; Br2 /Br-
=
1’07 V y (I2/I-
) = 0’54 V. Indique razonadamente:
a) ¿Cuál es la especie química más oxidante entre las mencionadas anteriormente?
b) ¿Es espontánea la reacción entre el cloro molecular y el ion yoduro?
c) ¿Es espontánea la reacción entre el yodo y el ion bromuro?
a) Será más oxidante aquella que tenga un potencial de reducción mayor ya que será mayor su
tendencia a reducirse. Por tanto la especie más oxidante será Cl2/Cl
.
b) 2 I → I2 + 2e E
0
= 0,54 V
Cl2 + 2e → 2 Cl
E
0
= 1,36 V
Cl2 + 2 I → 2 Cl
+ I2 E⁰ pila = E⁰ oxi-ánodo + E⁰ red-cátodo = 1,36 – 0,54 = 0,82 V
Como E0
> 0 y ∆G0
= n·F·E0 → ∆G0
< 0 → Reacción espontánea.
c) 2 Br → Br2 + 2e E
0
= 1,07 V
I2 + 2e → 2 I
E
0
= 0,54 V
I2 + 2 Br → 2 I
+ Br2 E⁰ pila = E⁰ oxi-ánodo + E⁰ red-cátodo = 0,54 – 1,07 = – 0,53 V
Explicación:
Como E0
< 0 y ∆G0
= n·F·E0 → ∆G0
> 0 → Reacción no espontánea.
4.- La notación de una pila electroquímica es: Mg/Mg2+(1M) || Ag+
(1M)/Ag.
a) Calcule el potencial estándar de la pila.
b) Escriba y ajuste la ecuación química para la reacción que ocurre en la pila.
c) Indique la polaridad de los electrodos.
Datos: E0
(Ag+
/Ag) = 0’80V; E0
(Mg2+/Mg) = −2’36V.
a) Como: E
0
pila = E
0
oxi-ánodo + E
0
red-cátodo → E
0
pila = 2,36 + 0,80 = 3,16 V
(o también: E
0
pila = E0
red-cátodo E
0
red-ánodo) → E
0
pila = 0,80 ( 2,36) = 3,16 V)
b) Mg + 2 Ag+ → Mg2+ + 2 Ag
c) Ánodo (oxidación): Electrodo negativo: Mg → Mg2+ + 2e
Cátodo (reducción): Electrodo positivo: Ag+
+ 1e → Ag
5.- Se dispone de una disolución acuosa de AgNO3 1 M.
a) Si se sumerge un alambre de cobre, ¿se oxidara? Justifique la respuesta.
b) Si el alambre fuese de oro, ¿se oxidaría? Justifique la respuesta.
c) Si se produce reacción, escriba y ajuste la ecuación correspondiente.
Datos: E0
(Ag+
/Ag) = 0’80 V ; E0
(Cu2+/Cu) = 0’34 V; E0
(Au3+/Au) = 1’50 V
a) Como el potencial de reducción E0
(Ag+
/Ag) > E0
(Cu2+/Cu), la plata se reducirá obligando al cobre a
oxidarse.
b) Como el potencial de reducción E0
(Au3+/Au) > E0
(Ag+
/Ag), el oro se reducirá obligando al cobre a
oxidarse.
c) 1 x (Cu → Cu2+ + 2e) E
0
= ─ 0,34 V
2 x (Ag+
+ 1e → Ag) E
0
= 0,80 V
Reacción global: Cu + 2 Ag+ → Cu2+ + 2 Ag E
0
pila = E
0
oxi-ánodo + E
0
red-cátodo = 0,80 – 0,34 = 0,46 V
6.- En la tabla siguiente se indican los potenciales estándar de distintos pares en disolución acuosa
Fe2+/Fe = −0’44 V Cu2+/Cu= 0’34 V Ag+
/Ag = 0’80 V Pb2+/Pb = 0’14 V Mg2+/Mg = −2’34 V
a) De estas especies, razone: ¿Cuál es la más oxidante? ¿Cuál es la más reductora?
b) Si se introduce una barra de plomo en una disolución acuosa de cada una de las siguientes sales:
AgNO3, CuSO4, FeSO4 y MgCl2, ¿en qué casos se depositará una capa de otro metal sobre la barra de
plomo? Justifique la respuesta.
a) La especie más oxidante será la que tenga un mayor potencial de reducción (ya que será también
mayor su tendencia a oxidarse). En este caso el par Ag+
/Ag. Por el contrario la especie más
reductora será la que tenga un menor potencial de reducción. En este caso el par Mg2+/Mg.
b) 1 x (Pb → Pb2+ + 2e) E
0
= ─ 0,14 V
2 x (Ag+
+ 1e → Ag) E
0
= 0,80 V
Reacción global: Pb + 2 Ag+ → Pb2+ + 2 Ag E
0
pila = E
0
oxi-ánodo + E
0
red-cátodo = 0,80 – 0,14 = 0,66 V
Como E0
> 0 y ∆G0
= n·F·E0 → ∆G0
< 0 → Reacción espontánea y, por tanto, si se produce la
deposición de la plata.
Pb → Pb2+ + 2e) E
0
= ─ 0,14 V
Cu2+ + 2e → Cu E
0
= 0,34 V