OXIDACIÓN REDUCCIÓN QCA 07 ANDALUCÍA
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- Aarón Soriano López
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1 .- Se realiza la electrolisis de litros de una disolución de nitrato de plata 0 M haciendo pasar una corriente eléctrica de 0 5 amperios durante 4 horas. Calcule: a) La masa de plata que se deposita en el cátodo. b) La concentración de iones Ag + que queda en la disolución una vez finalizada la electrolisis. Datos: F = C. Masas atómicas: Ag = Cuando el I reacciona con gas hidrógeno, se transforma en yoduro de hidrógeno: a) Escriba el proceso que tiene lugar, estableciendo las correspondientes semirreacciones redo. b) Identifique, razonando la respuesta, la especie oidante y la especie reductora. c) Cuántos electrones se transfieren para obtener un mol de yoduro de hidrógeno según el proceso redo indicado? Razone la respuesta. 3.- Se hace pasar una corriente eléctrica de 5 amperios durante 5 horas a través de una celda electrolítica que contiene una disolución acuosa de CuCl. Calcule: a) La masa de cobre metálico depositado en el cátodo. b) El volumen de Cl medido en condiciones normales que se genera en el ánodo. Datos: F = C. Masa atómica: Cu = La siguiente reacción tiene lugar en medio ácido: BrO 4 + Zn Br + Zn + a) Ajuste la reacción iónica por el método del ion-electrón. b) Calcule la riqueza de una muestra de Zn si g de la misma reacciona con 5 ml de una disolución 0 M de iones BrO 4 Masa atómica: Zn = Se dispone de una pila formada por un electrodo de cinc y otro de plata sumergidos en una disolución M de sus respectivos iones, Zn + y Ag +. Razone la veracidad o falsedad de las afirmaciones siguientes: a) La plata es el cátodo y el cinc el ánodo. b) El potencial de la pila es 0 04 V. c) En el ánodo de la pila tiene lugar la reducción del oidante. Datos: Eº(Zn + /Zn)= 0 76 V; Eº(Ag + /Ag)= 0 80 V. 6.- a) El proceso global de una reacción redo es: Cu + HNO 3 Cu(NO 3 ) + NO + H O Escriba las semirreacciones de oidación y de reducción de este proceso, indicando el agente oidante y el agente reductor. b) El potencial de reducción estándar del Mg + /Mg es 34 V. Razone cuál será el electrodo que actúa como ánodo y cuál como cátodo cuando se construye una pila con el electrodo de magnesio y un electrodo normal de hidrógeno.
2 .- a) Calculamos los culombios que han pasado por la celda elctrolítica q = I t = 0,5 A 4400 s = 700C sabemos que un faraday ( C) deposita un equivalente de metal en el cátodo, calculamos el número de equivalentes de plata depositados 96500C 700C = eq = 0,075eq Calculamos la masa equivalente de la plata sabiendo que se reduce ganando un electrón M eq Mm 08 g mol = = = 08 geq ne º Calculamos la masa de plata depositada m= neq Meq = 0, 075eq 08 geq = 8,g b) Calculamos los moles de plata depositados m 8,g n = 0,075m Ma = 08 g mol = ol teniendo en cuenta que el nitrato de plata sólo posee un átomo de metal (AgNO 3 ), la concentración inicial de plata disociada es la misma que la de la sal. Calculamos los moles iniciales de plata n0 = M V = 0, moll L= 0, 4 mol por diferencia, calculamos los moles de plata en disolución ndisolución = n0 n = 0, 4mol 0, 075mol = 0,35mol calculamos la concentración del ion plata n 0,35mol Ag = = = 0,65 mol L V L +.- a) Escribimos el proceso que tiene lugar I + H HI
3 .- a) (continuación) Establecemos las correspondientes semirreacciones iónicas 0 I e + I reducción ( ) 0 + H H e oidación + ( ) b) El oidante es la especie que se reduce, en este caso el I y el reductor es la que se oida, en este caso el H. c) Como vemos en las semirreacciones iónicas, se transfieren dos moles de electrones para obtener dos moles de HI, por lo tanto para obtener un mol de HI se transferirá un mol de electrones. 3.- a) Calculamos los culombios que han pasado por la celda elctrolítica q = I t = 5 A 9000 s = 45000C sabemos que un faraday ( C) deposita un equivalente de metal en el cátodo, calculamos el número de equivalentes de cobre depositados 96500C 45000C = eq = 0,466eq El cloruro de cobre se disocia según el proceso CuCl Cu + Cl + Calculamos la masa equivalente del cobre sabiendo que se reduce ganando dos electrones M eq Mm 63,5 g mol = = = 3,75 geq ne º Calculamos la masa de cobre depositada m= neq Meq = 0, 466eq 3, 75 geq = 4,8 g b) Teniendo en cuenta que por cada mol de cobre depositado en el cátodo, se desprende un mol de Cl gas en el ánodo, calculamos los moles de cloro desprendidos y el volumen en condiciones normales (,4 L/mol) m 4,8 g n = n = = = 0,33mo l Cu Cl Cu MaCu 63,5 g mol V = 0,33mol,4 L mol = 5, L
4 4.- a) BrO 4 + Zn Br + Zn + Planteamos las semireacciones iónicas y las ajustamos sabiendo que en medio ácido se añade H O donde falte oígeno y H + donde falte hidrógeno BrO + 8H + 8e Br + 4 H O ( reducción) Zn Zn + e oidación ( ) multiplicamos la oidación 4 para ajustar los electrones transferidos y sumamos para obtener la ecuación iónica ajustada BrO + 8H + 8e Br + 4 H O ( reducción) Zn 4Zn e ( oidación) BrO + 4Zn + 8H Br + 4Zn + 4H O b) Calculamos los moles de perbromato n= M V = 0,molL 0, 05 L= 0, 005mol como vemos en la reacción iónica ajustada, mol de perbromato oida a 4 moles de cinc. Establecemos la proporción mol BrO4 0, 005mol BrO4 = = 0,0mol Zn 4 mol Zn calculamos la masa de cinc que hay en la muestra m = n Mm = 0,0mol 65,4 g mol = 0,654 g calculamos la riqueza de la muestra 0,654 g riqueza = 00 = 65,4% g 5.- a) Como el potencial estandar de reducción de la plata es mayor que el del cinc, es la plata la que se reduce y por lo tanto es el cátodo y el cinc el que se oida y por lo tanto es el ánodo. La afirmación es verdadera. b) Calculamos el potencial de la pila E = E + E = 0, 76V + 0,80V =,56V pila o red la afirmación es falsa.
5 5.- c) Es falso, en el ánodo de la pila tiene lugar la oidación del reductor. 6.- a) Cu + HNO 3 Cu(NO 3 ) + NO + H O si calculáramos los números de oidación de los elementos de esta reacción veríamos que solo cambian el cobre de 0 en el cobre metálico, a + en el nitrato de cobre (II) y el nitrógeno de +5 en el ácido nítrico, a + en el monóido de nitrógeno, por lo tanto planteamos las semireacciones iónicas y las ajustamos sabiendo que en medio ácido se añade H O donde falte oígeno y H + donde falte hidrógeno 0 Cu Cu + e ( oidación + ) NO + 4H + + 3e NO + H O ( reducción) 3 El reductor es el que se oida es decir el cobre metálico y el oidante es el que se reduce, es decir el ácido nítrico. b) El potencial de reducción estandar del electrodo normal de hidrógeno es cero, al ser mayor que el potencial de reducción estandar el magnesio, es el hidrógeno el que se reduce y por lo tanto es el cátodo y el magnesio el que se oida y por lo tanto es el ánodo.
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