1. ¿Qué diferencia diferencia existe existe entre entre una celda celda galvánica galvánica (como (como la Daniell) y una celda electrolítica?. Describa claramente En una celda electroquímicas experimentalmente se trabaja con una colección de interfases llamada celda electroquímica, que de manera general se dene como dos electrodos separados por al menos una fase electrolítica. Así, la reacción de 0con
2+
se puede esquematiar de
la siguiente manera! Ecuación " 0 2+ # $ 2+ 0 En la Ecuación ", la línea %ertical representa una interfase sea líquido & líquido, sólido & sólido o sólido & líquido como en el ejemplo' la doble línea %ertical indica una barrera denotada por un puente salino que cier cierra ra el cir circuit cuito o el(c el(ctr tric ico o sin sin que que se pong pongan an en co cont ntac acto to am amba bass soluciones. Algunas membranas selecti%as ) materiales especiales como el %idrio poroso pueden actuar como agentes separadores de semiceldas electroquímicas. *ara indicar que dos o ms componentes se encuentran en la mism misma a fase fase se util utilia ia una una co coma ma co como mo se sepa para rado dorr entr entre e ello ellos. s. Algunos aspectos como la concentración, el disol%ente en el que se encuentran inmersos, el estado de agregación de los componentes o la pres presión ión de los los gase gasess suele suele indi indica cars rse e en esta esta nota notaci ción ón.. a ass ce celda ldass electroquímicas redox en las que inter%iene una corriente de electrólisis se pueden clasicar como gal%nicas o electrolíticas como se ilustra en la -igura
-igura !iagrama esquemtico de una celda electrolítica #iquierda$ ) una gal%nica #derec/a$. En una celda gal%nica, la reacción electroquímica acontece de manera espontnea espontnea ) la energía energía química química se transforma transforma en energía el(ctrica. Esto dedebe a que uno de los l os analitos es un reductor #un donador redox$ con un
menor
al que tendr el otro analito que es un oxidante #un aceptor
redox$ con un ma)or comparati%amente, sobre una escala de
.
En
una celda electrolítica la reacción electroquímica se lle%a a cabo por la imposición externa de un %oltaje ma)or al del potencial re%ersible de celda. ambi(n es posible la imposición de una corriente de electrólisis que permita la transformación electroquímica de los analitos en el medio. Este tipo de celdas se utilian en la electrosíntesis de di%ersos compuestos, en el anlisis de parmetros sicoquímicos o bien, en la dilucidación de mecanismos de reacción. En ambas celdas, el electrodo en el que ocurre la reducción se llama ctodo' mientras que el electrodo en el que ocurre la oxidación se llama nodo. *or tanto, para que se lle%e a cabo la reacción electroquímica se debe pro%ocar una perturbación de carcter el(ctrico ) como consecuencia se obtiene una respuesta de tipo el(ctrico, de donde se obtiene información del compuesto analiado ) los procesos de reacción en la interfase conductor sólido & disolución que acompa1an a la reacción.
. Describa la electrolisis de una soluci!n acuosa de "#$%? itrato de potasio #345$ as sales potsicas son relati%amente estables. El 345 se descompone si se le calienta bastante por encima de su punto de fusión. a descomposición genera dioxígeno. 2 345#s$ 667 2 342#s$ + 42#g a electrólisis del nitrato de potasio, sal bastante soluble en agua, en una disolución bastante concentrada #0,89$ se produce a tra%(s de los fenómenos descritos en el dibujo #g."$, de acuerdo con la facilidad de descarga de los iones en los electrodos respecti%os dada en la gura 2 de primera parte de este trabajo. :e emplean en principio electrodos metlicos. En el nodo se descargar el 4; 6, ) en el ctodo el 3 + 42 #gas$ + ; 24 ?todo! 23 + + 2e = 3#s$ quedando en disolución cido nítrico, que atacar al electrodo metlico ) producir un p; cido.
%. ¿Qué masa (&eso) de aluminio se se&ara &or electrolisis de una sal de aluminio adecuada al &asar un 'araday &or la celda electrouímica? (masa relativa de l * +) m= PE ×Q
ónde! @800 ?= " -
m = PE × 1
m=
27 3
×1
m=9
,. -alcular el tiem&o en oras necesario &ara de&ositar + gramos de cinc en la electrolisis de /n-l con 0+ m&erios de corriente eléctrica. (masa relativa /n* 23)
7 g×
(
1 molZn 65 g
)=
0.11 moles Zn
0.11 moles Zn×
(
21230 Coulombs
) (
2 Faraday 1 mol Zn
×
9600 C 1 Faraday
)=
21230 Coulombs
=0.7 A ×t × 3600
t =8.25 horas.
3. -alcular la intensidad de corriente ue se necesita &ara descom&oner 1%3 g de cloruro c4&rico en disoluci!n acuosa en un tiem&o de 30 min.(masa relativa -u *2,)
13.5 g ×
(
)=
1 molCu 64 g
0.21 molesCu×
(
40530 Coulombs
0.21 molesCu
) (
2 Faraday 1 molCu
×
9600 C 1 Faraday
)=
40530 Coulombs
= I × ( 50 × 60 )
I =13.51 A
2. -alcular el euivalente electrouímico del -u 5 y del 6b 5 (masa relativa -u * 2%37 6b *0+) -obre8 M =
PE 96500
6lomo8
=
/
63.5 2 96500
=3.29 x 10− gr deCu 4
PE
M =
96500
1.07 mgx
=
/
207.2 2 96500
=1.072 x mg de Pb
1g 1000 mg
+. 9a semireacci!n en un electrodo es8 PE=
m= PE ×Q
24 2
=
12
" -arada) m =12 × 1
m=12
:. -9-;9< 90= ><$= D@ >#@=A$ Q;@ =@ '$<# 9 69A-< 1.00 ' 9 @9@-B<$D$? a. ?onsidere la electrolisis del cloruro de bario fundido, Ba?l2 b. Escriba las semirreacciones ?uantos gramos de bario metlico se generan al pasar 0.80 A, durante 50 minC Considere la electrólisis del BaCl2 fundido. ¿Cuántos gramos de Ba metálico se pueden producir al pasar 0.5 Amperes durante 30 minutos?
El bario se reduce en la siguiente ecuación 2e6 + Ba?l2 667 Ba Dsando los factores de " A= ?s, " mol de e= @FG8 ?, 50 min="G00 s
C. -alcule ue cantidades de -u y r se &roducen en 10 en unos electrodos inertes en contacto con una disoluci!n de -ur al &asar la corriente de ,.30 . +2
Cu Br2
+1
→
Cu=2
Br =1
*ara el ?u m=
PE× I ×t 96500
64 gr
m=
2
× 4.50 A × 1 hr 96500
m =0.001492 gr
*ara el Br 80 gr
m=
1
× 4.50 A × 1 hr 96500
m= 0.0037 gr
10.
=e &asa una corriente continua a través de -o=$ , fundido
asta ue se &roducen %3g de cobalto metálico. -alcule el n4mero de -oulomb de electricidad utiliEada.
+ 2 + 6 −8
cos O 4
Co
+2
+ 2 e→Co
m= PE ×Q 2.35 g =29.5 ×Q
Q=0.079 C
Co=
29 2
=
29.5
FAA. A9A$><'A #G
-$DA>$
;B$
1
3,0IC,I01%
;<#= <.011 -undamentos de Huímica. Huinta
3,0I 00+
-J31:I -J#> <.00+ Química. Editorial 9c
o%ena edición.
#@K$ #G1 6$B@#-A9@= @=BL#D< @# =$9;-A$#@= -;$== 3 G Item
REACCIÓN
E° voltios
En disolución acida
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
:4F
18 19 20 21 22 23 24 25
45 L45
26 27 28 29
?r2 4M
30 31 32 33 34
i+ + "eN K ,i#s$ a+ + "eN K a#s$ 2+ N 9g + 2e K 9g#s$ 5+ N Al + 5e K Al#s$ 2+ N 9n + 2e K 9n#s$ On2+ + 2eN On#s$ K ?r 5+ + 5eN ?r#s$ K 2+ N -e -e#s$ + 2e K 5+ N 2+ ?r + "e K ?r 2+ N ?d ?d#s$ + 2e K + N l + "e K l#s$ + ;5 *4F + 2; K ;5*45 + ;24 2+ N i i#s$ + 2e K 2+ N :n + 2e K :n#s$ *b2+ + 2eN K *b#s$ + N ; + "e K > ;#g$ + N :#s$ + 2; + 2e K ; 2: F+ N 2+ :n + 2e K :n 2N + + + N K ; :4 2 5 + ;24 N ;g 2 ?l 2;g#l$ + F; 2e 2e K 2#s$ + 2+ N ?u ?u#s$ + 2e K N "N > L2#s$ + "e K L 42#g$ + 2; + + 2eN K ;2 42 -e5+ + "eN K -e2+ Ag + + "eN K Ag #s$ N
N
+ +
N N +
+ 5 + K ;42 + ;24 N ;22 > 42#s$ + 2; + 44 K 2e > L2 K + 5; ;> ?l 2e N K ?l"N 2#s$ + "e + N + 5+ ; + 8e N ;?l4 + ; + + 2eN K ?l "N + ;2 4 N
+
N
2+
-3.05 -2,71 -2,36 -1,66 -1,18 -0,76 -0,74 -0,44 -0,41 -0,40 -0,34
-0,28 -0,25 -0,14 -0,13 0,00 +0,14 +0,15 +0,17 +0,24 +0,34 +0,54 +0,68 +0,77 +0,80 +0,96 +1,20 +1,23
+1,36
F+ N 2+ M;2 4 +?e ++ e +K K?r + ?e >+ ; K ;"F; 2#s$ e
+1,33 +1,49 +1,51 + 1,61 + 2,87
En disolución alcalina
9n4F
35 36 37 38 39
Al#4;$F
40 41 42
;*45
N
N
N
+ + N K + F;24. N N 8e N 9n N 2;G; 2 4 + 2e K ; 2#g$ + 24; PP#PP$ 5#PP$ + "eN K :#s$ + 2eN K : 2N P2 PP#PP 2eN+ 4; K 2Ag #s$ + $ + ;2K4 + Al#s$ N P2#g$ 5e + 2;2 4 + Fe K N P5#g$ + 2;24 + 2e K PP 2#g$ N
+ 2;24 + 2e
-2,33 -1,57 -0,83 -0,56 -0,45 -0,34 -0,40 -1,24
K ;2*42
+ 54
;
