EJERCICIOS PILAS

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EJERCICIOS PILAS Y ELECTRLISIS

1. Representa la pila voltaica formada por un electrodo de cinc en una disolucin de

ZnSO4 1,0 M y un electrodo de plata en disolucin de AgNO3 1,0 M. Las disoluciones

estn a 25C. Determina cul es el ctodo y el nodo, escribe las reacciones de la pila,

indica el sentido del flujo de los electrones y calcula la fuerza electromotriz estndar

de la pila. DATOS: E (Ag+/ Ag) = +0,80 V ; E (Zn2+/Zn) = - 0,76 V

2. Dada la siguiente tabla de potenciales normales expresados en voltios: E(Cl2/Cl

--)= 1,35 ; E(ClO4-- /ClO3

-- ) = 1,19 ; E(ClO3-- /ClO2

-- ) = 1,16 ; E(Cu2+ /Cu0) = 0,35 ; E(SO3

2-- /S2-- ) = 0,23 ; E(SO42-- /S2-- ) = 0,15

E(Sn4+ /Sn2+ ) = 0,15 ; E(Sn2+ /Sn0 ) = -- 0,14

a) Escriba el nombre de:

La forma reducida del oxidante ms fuerte.

Un catin que pueda ser oxidante y reductor.

La especie ms reductora.

Un anin que pueda ser oxidante y reductor.

b) Escriba y ajuste dos reacciones que sean espontneas entre especies que figuren

en la tabla y que correspondan a:

Una oxidacin de un catin por un anin.

Una reduccin de un catin `por un anin.

3. Deduzca razonadamente y escribiendo la reaccin ajustada.

a) Si el hierro en su estado elemental puede ser oxidado a hierro (II) con MoO42--.

b) Si el hierro (II) puede ser oxidado a hierro(III) con NO3--.

Datos: E (MoO42--/Mo3+) = 0,51 V ; E (NO3

--/ NO) = 0,96 V ;

E (Fe3+/Fe2+) = 0,77 V E (Fe2+/Fe0) = - 0,44 V

4. En medio cido, el ion permanganato (MnO4--) se utiliza como agente oxidante fuerte.

Conteste razonadamente a las siguientes preguntas y ajuste las reacciones inicas que

se puedan producir:

a) Reacciona con Fe (s) ?

b) Oxidara al H2O2 ?

Datos: E (MnO4--/Mn2+) = 1,51 V ; E (Fe2+/Fe) = - 0,44 V

E (O2/H2O2) = 0,70 V.

5. Considerando condiciones estndar, justifique cules de las siguientes reacciones

tienen lugar espontneamente y cules solo pueden llevarse a cabo por electrlisis:

a) Fe2+ + Zn Fe + Zn2+

b) 2 H2O 2 H2 (g) + O2 (g) en medio cido

c) I2 + 2 Fe2+ 2 I-- + 2 Fe3+

d) Fe + 2 Cr3+ Fe2+ + 2Cr2+

Datos: E (Fe2+/Fe) = - 0,44 V ; E (O2/H2O) = 1,23 V ; E (Zn2+/Zn) = - 0,77 V;

E (Fe3+/Fe2+) = 0,77 V ; E (Cr3+/Cr2+) = -0,42 V ; E ( I2 /I--) = 0,53 V.


6. En la oxidacin del agua oxigenada con 0,2 mol de permanganato realizada en medio

cido a 25 C y 1 atm de presin, se producen 2L de O2, cierta cantidad de Mn2+ y

agua.

a) Escribe la reaccin inica ajustada que tiene lugar.

b) Justifica, empleando los potenciales de reduccin, si es una reaccin espontnea

en condiciones estndar y 25C.

c) Determina los gramos de agua oxigenada necesarios para que tenga lugar la

reaccin.

d) Calcula cuntos moles de permanganato se han aadido en exceso.

DATOS: R = 0,082 atm L / mol K ; E (MnO4--/Mn2+) = 1,51 V ;

E (O2/H2O2) = 0,68 V ; masas atmicas: O = 16 ; H = 1

Sol: a) 2MnO4-- + 6 H+ + 5 H2O2 2 Mn

2+ +8 H2O + 5 O2 ; b) E = 0,83 V ; c)2,78 gr

de H2O2 ; d) 0,2 0,033 = 0,167 moles.

7. Las disoluciones acuosas de permanganato potsico en medio cido (cido sulfrico)

oxidan al perxido de hidrgeno (agua oxigenada) formndose oxgeno, sulfato de

manganeso (II) , sulfato de potasio y agua.

a) Formula y ajusta las semirreacciones inicas de oxidacin y reduccin y la reaccin

molecular.

b) Calcula los gramos de oxigeno que se liberan al aadir un exceso de permanganato

a 200 ml de perxido de hidrgeno 0,01M.

c) Qu volumen ocupara el O2 obtenido en el apartado anterior, medido a 21C y

720mm de Hg?

DATOS: R ; 1atm = 760 mm Hg ; O = 16

Sol: a) 2KMnO4 + 3H2SO4 + 5 H2O2 2 MnSO4 +8 H2O + 5 O2 + K2SO4 ; b) 2 103

mol H2O2 ; 0,064 g de O2 ; c) V = 0,051 L de O2.

8. Se han conectado en serie tres cubas electrolticas que contienen disoluciones

acuosas de una sal de Ag+ , otra de Cu2+ y otra de Fe3+. Calcule las cantidades de plata,

cobre y hierro que se depositarn por electrlisis con una corriente de 1,5 A durante

3 minutos. Sol: m (Ag) = 0,302 g ; m (Cu) = 0,089 g ; m (Fe) = 0,052 g

9. La electrlisis de una disolucin acuosa de sulfato de cobre (II) se efectua segn la

ecuacin inica neta siguiente:

2 Cu2+ (aq) + 2 H2O (l) 2 Cu (s) + O2 (g) + 4 H+ (aq)

Calcula:

a) La cantidad en gramos que se necesita consumir de sulfato de cobre (II) para

obtener 4,1 mol de O2 .

b) Cuntos litros de O2 se han producido en el apartado anterior a 25C y 1 atm de

presin?

c) Cunto tiempo es necesario (en minutos) para que se depositen 2,9 g de cobre

con una intensidad de corriente de 1,8 A?

DATOS: R ; 1 Faraday: 96 485 Cmol1. Cu = 63,5 , s = 32 ; O = 16

Sol: a) 1307,9 g de CuSO4 ; b) V=100,2 L de O2 ;c)8813 C ; t = 81,6 min


10. Para un proceso electroltico de una disolucin de AgNO3 en el que se obtiene Ag

metal, justifique si son verdaderas o falsas cada una de las siguientes afirmaciones:

a) Para obtener un mol de Ag, se requiere el paso de dos moles de electrones.

b) En el nodo se produce la oxidacin de los protones del agua.

c) En el ctodo se produce oxgeno.

d) Los cationes de plata se reducen en el ctodo.

11. En un vaso que contiene 100 ml de disolucin de concentracin 103 M del ion Au3+

se introduce una placa de cobre metlico.

a) Ajuste la reaccin redox que se podra producir. Calcule su potencial normal e

indique si es espontnea.

b) Suponiendo que se reduce todo el Au3+ presente, determine la concentracin

resultante de iones Cu2+. Calcular los moles de electrones implicados.

DATOS: E(Cu2+ /Cu0) = 0,34 V ; E(Au3+ /Au) = 1,52 V

Sol: b) 104 mol Au3+ ; 1,5 104 mol Cu2+ ;

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