PILAS. 1. Dada la siguiente tabla de potenciales normales expresados en voltios: Par Red Ox Eº(v) 1 35 SO

Transcripción

1 PILAS 1. Dada la siguiete tabla de pteciales rmales expresads e vltis: Par RedOx Eº(v) Cl / Cl / ClO 3 3 / ClO 0 ClO 1 19 ClO 1 16 / 0 35 SO / S 4 / S 4 SO 0 15 S / S S / S 0 14 a) Escriba el mbre de: - La frma reducida del xidate mas fuerte - U catió que pueda ser xidate y reductr - La especie más reductra - U aió que pueda ser xidate y reductr. b) Escriba y ajuste ds reaccies que sea esptáeas etre especies que figure e la tabla que crrespda a: - Ua xidació de u catió pr u aió - Ua reducció de u catió pr u aió a. - La frma reducida del xidate más fuerte. at más elevad es el ptecial de reducció de u elemet mayr será su tedecia a reducirse, es decir, su carácter xidate, y viceversa. E la serie de pteciales que se s preseta, el elemet ió de mayr pder xidate es el clr (Cl ), y su frma reducida es el clrur (Cl ). Nta: Pder Oxidate Tedecia a reducirse; Pder Reductr Tedecia a xidarse - U catió que pueda ser xidate y reductr. El úic catió presete e la serie que puede actuar cm xidate y reductr es el estañ (II). Cm xidate: S e S Cm reductr: S e S 4 - La especie más reductra. La especie c mayr pder reductr será la que más tedecia tega a xidarse y pr tat será la frma reducida del par que tega mer ptecial de reducció, el estañ (S). - U aió que pueda ser xidate y reductr. El úic aió presete e la serie que puede actuar cm xidate y reductr es el clrit (ClO 3 ). Cm xidate: ClO 3 4H e ClO H O Cm reductr: ClO 3 H O e ClO 4 4H b. - Ua xidació de u catió pr u aió.

2 - Ua reducció de u catió pr u aió. Raze, a la vista de ls siguietes pteciales rmales (E ): / = 0.34 V; H /H = 0 V; Fe /Fe = 0 44 V; Z /Z = 0.76 V a- Qué metal metales desprede hidróge al ser tratads c u ácid? b- Qué metal metales puede bteerse al reducir sus sales c hidróge? c- La reacció que tiee lugar al frmar ua pila c electrds de cbre y de hierr. d- La reacció que se prduce al cstruir ua pila c electrds de cic y de hierr. a. Teied e cueta que para que ua reacció red-x sea esptáea su ptecial debe ser psitiv y que el ptecial rmal de hidróge pr cvei es cer, para que u metal reduzca ls prtes a hidróge ecesita teer su ptecial de reducció egativ para que de esta frma su xidació sea esptáea. De ls metales presetes, desprede hidróge al ser tratads c ácids el Fe y el Z, segú las siguietes reaccies: b. Se reducirá e presecia de hidróge ls caties metálics que tega el ptecial de reducció psitiv. De ls caties metálics presetes el úic que se reduce e presecia de hidróge es el cbre segú la reacció: c. Pila c electrds de cbre y de hierr d. pila c electrds de cic y de hierr.

3 3 3. A ua dislució que ctiee ies Fe, Fe y se añade limaduras de hierr. Idicar justificadamete las reaccies que tiee lugar. Dats: Eº(Fe /Fe) = 0 44v; Eº(Fe 3 /Fe) = 0 04v; ; Eº(Fe 3 /Fe ) = 0 77v ;Eº( /) = 0 5v E ls prcess de trasferecia de electres es imprescidible que se prduzca simultáeamete ua reacció de reducció y tra de xidació, pudied darse ua si la tra. La esptaeidad de ests prcess viee determiada pr el valr del ptecial, ya que este se relacia c la variació de eergía libre ( G) segú la relació G = FE, dde es el úmer de electres que se trasfiere (valr psitiv) y F es la cstate de Faraday (F =96500C/Eq), pr l tat: - Sí E > 0 G < 0. Reacció esptáea - Si E = 0 G = 0. Sistema e equilibri - Si E < 0 G >0. Reacció esptáea, esptáea e setid ctrari. Cclusió: Ls prcess Red-Ox que se prduzca esptáeamete tiee el ptecial psitiv, aumetad la tedecia a prducirse c el valr del ptecial y pr tat, se puede establecer u rde, prduciédse primer aquells cuy ptecial ttal sea mayr. E el ejercici se preseta tres caties (Fe 3, Fe, ) y u metal (Fe) que puede prducir diferetes reaccies: Reducció a Fe : Reducció a 3 3 : Fe 1e Fe Eº = 0'77v - Fe 3 Fe : Fe 3e Fe Eº = 0'04v Reducció a Fe : Fe e Fe Eº = 0'44v - Fe : 3 3 Oxidació a Fe : Fe 1e Fe Eº = 0'77v - : Reducció a : e Eº = 0'5v Oxidació a Fe : Fe e Fe Eº = 0'44v - Fe : 3 3 Oxidació a Fe : Fe 1e Fe Eº = 0'04v De las psibles xidacies, la primera que se prducirá será la del Fe a Fe, mietras que la primera reducció será la de Fe 3 a Fe. Ua vez que se halla agtad el Fe 3, y supied que sigue habied Fe, seguirá la xidació del hierr a ió ferrs prducied e este cas la reducció de catió cbre a cbre metálic. Ua vez agtad el Fe 3 y el el prces se para, debid a que se puede platear igua reacció de reducció más.

4 4. Teied e cueta ls pteciales rmales de reducció de ls pares Eº(Ag /Ag) = 0 80v, Eº(Ni /Ni) = 0 5v, pdríams cstruir ua pila c electrds de plata y íquel? E cas afirmativ hacer u esquema de la pila idicad: a) Qué electrd actúa de ád y cuál de cátd b) ál es la fuerza electrmtriz de la pila e cdicies estádar? c) Utilidad del puete sali. Slució: b) Eº pila = 1,05 V. La cdició ecesaria y suficiete para que ua pila fucie esptáeamete es que el ptecial ttal ó fuerza electrmtriz (f.e.m.) sea psitiv. G = FE G < 0 ESPONTÁNEA E > 0 Ds pares cualesquiera, c la úica cdició de teer diferete el ptecial de reducció, siempre puede frmar ua pila, bastará para ell utilizar cm cátd el par de mayr ptecial de reducció y cm ád el de mer, l cual equivale a ivertir el prces del par de mer ptecial de reducció. Esquema de la pila: a. Cátd Electrd de plata. Se prduce la depsició; Ád Electrd de íquel. Se disuelve. b. f.e.m. = 1 05 v c. La pila fuciará mietras exista diferecia de ptecial etre ls electrds y sus respectivas dislucies electrlíticas. Si el trasit de e pr el circuit exterir (ád cátd) tiede a igualar ests pteciales, el puete sali (circuit iterir) tiee pr misió mateer la diferecia de ptecial etre ls electrds y sus dislucies permitied el trasit de ies de carga egativa del electrlit catódic al aódic. 5. Calcular la fuerza electrmtriz de la pila: Cd Cd ( 1M ) Ag ( 1M )Ag Dats: Eº(Ag /Ag) = 0 80v, Eº(Cd /Cd) = 0 40v La tació de ua pila tiee la frma: f.e.m. = 1 0 v

5 6. Teied e cueta la serie electrmtriz de ls elemets, ctestar a las siguietes cuesties: a) Qué currirá si a ua dislució de sulfat de cbre (II) le añadims trcits de cic? b) Qué currirá si a ua dislució de sulfat de hierr (II) la añadims limaduras de cbre? Dats: Eº( /) = 0 34v; Eº(Z /Z) = 0 76v; Eº(Fe /Fe) = 0 44v. a) La psible reacció que se pdría llevar a cab seria la reducció de ls ies a metal y la xidació del Z metálic a Z. Para saber si es psible se calcula el ptecial de la reacció, pudiédse dar ds cass: - Eº > 0 G < 0, la reacció se prduce esptáeamete. - Eº < 0 G > 0, la reacció se prduce esptáeamete. Pr ser psitiv el ptecial, la reacció se lleva a cab esptáeamete. b) La psible reacció que se pdría llevar a cab seria la reducció de ls ies Fe a Fe metal y la xidació del metálic a. Pr ser egativ el ptecial, la reacció se lleva a cab esptáeamete. 7. Se itrduce ua barra de hierr e ua dislució 1M de ies Fe y tra de estañ e ua dislució 1M de S, se cecta eléctricamete ambas y se ue las dislucies c u puete sali. Escribir las reaccies que tiee lugar e cada electrd, la glbal de la pila y calcular su fuerza electrmtriz. Dats: Eº(Fe /Fe) = 0 44v; Eº(S /S) = 0 14v Para que la pila fucies esptáeamete, el ptecial ttal debe ser psitiv, l cual se csigue ivirtied el prces del par de mer ptecial de reducció, dich de tra frma, se tma cm cátd el par de mayr ptecial de reducció y cm ád el par de mer ptecial de reducció y se ivierte para que lleve a cab la xidació. f.e.m = 0 30 v 8. Dada la reacció S Pb Pb S, hallar: a) el ptecial estádar de la célula galváica b) la cte. Kc de la reacció redx c) la variació de la eergía libre de Gibbs d) predecir la esptaeidad de la reacció a esa temperatura. Dats: Eº(Pb /Pb) = 0 13v; Eº(S /S) = 0 14v E la reacció prpuesta, el S (ád) se xida a S y el Pb se reduce a Pb (cátd). Las semireaccies que se lleva a cab s:

6 a) Ptecial estádar ó f.e.m. = 0 01 v b) E el equilibri se cumple que G = 0, pr l tat el ptecial es cer (E = 0): E = E pila lg K c = 0 E pila lg K c dde es el úmer de electres que se trasfiere e la reacció y K c es la expresió de la cstate de equilibri e fució de las ccetracies. K c = S Pb Despejad de la ecuació se btiee el valr de K c Eº K ' 059 c = = = ' 18 El valr de la cstate idica que el equilibri está desplazad a la derecha c) Gº = FEº = ( ml) 96500( C ) 0'01( v) = 1930 J ml d) G < 0, Esptáea 9. Dads ls valres de ptecial estádar de reducció de ls siguietes sistemas: Eº (I /I ) = 0,53V; Eº (Br /Br ) = 1,07V; Eº (Cl /Cl ) = 1,36V Idique razadamete: a) ál es la especie química más xidate etre tdas las meciadas aterirmete? b) ál es la frma reducida c mayr tedecia a xidarse? c) Es esptáea la reacció etre el clr mlecular y el ió ydur? d) Es esptáea la reacció etre el ió clrur y el brm mlecular? a) El clr (Cl ). La especie más xidate es la que tega mayr tedecia a prducir ua reducció y pr tat la frma xidada del par de mayr ptecial de reducció (el pder xidate aumeta c el ptecial). b) El ydur (I ). La especie c mayr tedecia a xidarse será la de mayr pder reductr. Es la frma reducida del par c mer ptecial de reducció. c) El criteri de esptaeidad de ua reacció redx se relacia c el sig del ptecial, si E>0, la reacció es esptáea. Clr mlecular ió ydur 0'01 Esptáea d) Clrur brm mlecular N esptáea 10. Frmar ua pila galváica c ls semielemets siguietes: S 4 e S ; Eº = 0,15V Ag 1e Ag; Eº = 0,80V Calcular el ptecial rmal de la célula e idetificar el ád y el cátd. Ds pares cualesquiera, c la úica cdició de teer diferete el ptecial de reducció, siempre puede frmar ua pila, bastará para ell utilizar cm cátd el par de mayr ptecial de reducció y cm ád el de mer, l cual equivale a ivertir el prces del par de mer ptecial de reducció.

7 Cátd: Plata Ád: Estañ 11. Escribir y ajustar las reaccies que tiee lugar e ls siguietes cass: a) Si se itrduce ua barra de hierr e ua dislució de itrat de plata. b) Si se mezcla ua dislució de permagaat ptásic e medi ácid c tra de clrur de S(II) Dats: E (Ag /Ag) = 0 80v; E (Fe /Fe) = 0 44v; E (MO 4 /M ) =1 51v; E (S 4 /S ) =0 15v. a. La psible trasferecia de electres será del hierr a la plata mediate la xidació del Fe metal a Fe y la reducció de ls ies Ag a Ag metálica. Para saber si es psible se calcula el ptecial de la reacció, pudiédse dar ls siguietes cass: - Eº > 0 G < 0, la reacció se prduce esptáeamete. - Eº = 0 G = 0, Sistema e equilibri. N se prduce e igú setid - Eº < 0 G > 0, la reacció se prduce esptáeamete, esptáea e setid puest Pr ser el ptecial psitiv, la reacció trascurre esptáeamete, la barra de hierr se va dislvied paulatiamete, a la vez que sbre ella se depsita plata metálica. b. La psible trasferecia de electres será del estañ al magaes mediate la xidació de ls ies S a S 4, y la reducció del catió M 7 a M. Para saber si el prces trascurre esptáeamete se calcula el ptecial de la reacció. Pr ser el ptecial psitiv, la reacció trascurre esptáeamete 1. Raze: a) Si el cbre metal puede dislverse e HCl 1 M para dar clrur de cbre (II) e hidróge mlecular (H ). b) Pdría dislverse el Z? Dats: E ( / ) = 0 34 v; E (H /H ) = 0 00 v; E (Z /Z) = 0 76 v. Para que ua reacció red-x se prduzca esptáeamete el ptecial de la reacció glbal debe ser psitiv. a. Cbre metal e medi ácid: El cbre se disuelve esptáeamete e medi ácid.

8 b Zic metal e medi ácid El zic se disuelve esptáeamete e medi ácid bteiédse Z e hidróge mlecular. 13. Deduzca razadamete y escribied la reacció ajustada: a) Si el hierr e su estad elemetal puede ser xidad a hierr(ii) c MO 4. b) Si el hierr (II) puede ser xidad a hierr (III) c NO 3. Dats: Eº(MO 4 /M 3 ) = 0,51 V Eº (NO 3 / NO) = 0,96 V Eº(Fe 3 / Fe ) = 0,77 V Eº(Fe /Fe 0 ) = 0,44 V. La cdició ecesaria y suficiete para que u prces red-x sea esptáe es que el ptecial ttal de la reacció sea psitiv. E > 0 G < 0 : ESPONTÁNEA G = FE : E < 0 G > 0 : NO ESPONTÁNEA El ptecial ttal de ua reacció red-x se puede bteer cm resta de ls pteciales de reducció del cátd (reducció) mes el ptecial de reducció del ád (xidació). E T = E CÁTODO E ÁNODO a. Cátd: Mlibdat (MO 4 ). Ád: Hierr (Fe). E 3 ( MO M ) Eº ( Fe Fe) = 0'51 ( 0'44) = 0'95v 0 T = Eº 4 > El hierr metal se xida e presecia de mlibdat. b. Cátd: Nitrat (NO 3 ). Ád: Hierr (Fe ). 3 ( NO NO) Eº ( Fe Fe ) = 0'96 0'77 = 0' 19v 0 E T = Eº 3 > El catió ferrs (Fe ) se xida e presecia del ió itrat. 14. Ls pteciales rmales de reducció crrespdietes a ls prcess: Br e Br Ag 1e Ag s, respectivamete, 1 06 v, 0 80 v.. Pdrá la plata reducir el brm al brmur? Para que la plata metálica pueda reducir al brm mlecular debe xidarse, y pr l tat, debe actuar cm ád, actuad cm cátd el brm. Para saber si el prces curre esptáeamete bastará c calcular el ptecial de la reacció. - Sí E > 0 G < 0. Reacció esptáea - Si E = 0 G = 0. Sistema e equilibri - Si E < 0 G >0. Reacció esptáea, esptáea e setid ctrari.

9 El ptecial ttal de la reacció se puede bteer cm diferecia etre el ptecial de reducció del cátd (reducció) y el ptecial de reducció del ád (xidació). E T = E CÁTODO E ÁNODO Cátd: Brm Ád: Plata = Eº Br Br Eº Ag Ag = 1'06 0'80 = 0'6v ( ) ( ) 0 E T > Reacció esptáea. La plata reduce al brm 15. El ptecial electródic rmal del par / es 0 17 v. Hallar su ptecial a 5ºC si las ccetracies ióicas s: [ ] = 0,M y [ ] = M El ptecial de u electrd depede de la ccetració de ls ies e dislució y de la temperatura. Se tma cm ptecial rmal (Eº) ls medids a 5 ºC y e ccetració 1 M. Si se mdifica las ccetracies de las dislucies, mateied la temperatura e 5 ºC, el valr del ptecial se calcular mediate la ecuació de Nerst. E = Eº lg Q Dde: Eº: Ptecial rmal del electrd : Númer de electres que se trasfiere Q: Cciete de reacció (cstate del equilibri e fució de la ccetracies. Para el electrd /, la reacció será: e Q = = 1 Aplicad la ecuació de Nerst: E = Eº lg sustituyed pr ls valres que se da: 0' E = 0' 17 lg = 0'9 0'3v Calcular el ptecial de reducció de hidróge a 5 ºC y ph 3, 7 y 9. Eº(H /H ) = 0 00 v. El ptecial de reducció del hidróge: H e H Si se mdifica la ccetració de prtes, mateied la temperatura cstate, el ptecial se calcula mediate la ecuació de Nerst, la cual, permite expresar el ptecial e fució del ph. 1 E = Eº lg = 0'00 lg H = ph H ph = 3: E = = v ph = 7: E = = v ph = 9: E = = v Cclusió: A medida que aumeta el ph, aumeta el pder reductr del par.

10 17. El clrat ptásic e medi HCl ataca al Alumii frmádse triclrur de alumii, clr y clrur ptásic, hallar: a) la reacció ajustada dicied el xidate y el reductr b) el ptecial rmal de este prces y el ptecial cuad el ph es de 10, mateied las demás ccetracies e valres rmales. c) e cual de ls ds cass la reacció será más esptáea. Dats: Eº(ClO 3 /Cl ) = 1 47v; Eº(Al 3 /Al) = 1 67v a. Reacció Mlecular: 6KClO 3 10Al 36HCl 3Cl 10AlCl 3 18H O 6KCl Oxidate: Ió clrat (ClO 3 ), se reduce a clr mlecular Reductr: Alumii metal (Al), se xida a catió Al 3. b. El ptecial ttal de la reacció se puede bteer cm diferecia etre el ptecial de reducció del cátd (reducció) y el ptecial de reducció del ád (xidació). E T = E CÁTODO E ÁNODO Eº = Eº(ClO 3 /Cl ) Eº(Al 3 /Al) = 1 47v (1 67v) = 3 14v Si se aumeta el ph, varia el ptecial de la reacció. Para calcular el uev ptecial se recurre a la ecuació de Nerst. Dde: Eº = 3 14v = 30 e 10 3 E pila = E pila lg K K = = { Al = ClO3 = 1M} = 36 ClO Al 6 3 H 36 3 Sustituyed y perad: 1 E pila = 3' 14 lg 30 H 36 H 1 = 3' c ( lg H ) = 3' 14 0'0708pH ph = 10 E = = 43v c. La esptaeidad aumeta c el ptecial, será mas esptáea a ph = 0 ( H = 1M) que a ph = 10 pr dismiuir el ptecial al aumetar el ph.

11 18. Calcular la f.e.m. y la variació de eergía libre de Gibbs estádar de ua célula galváica e la que se da la siguiete reacció: Cd Fe Cd Fe. Sabied que la ccetració del ió Cd es de 0,1 M y la de Fe es 3 M Dats: Eº(Cd /Cd) = 0 40v, Eº(Fe /Fe) = 0 44v. El prblema se puede reslver de ds frmas distitas: i. Calculad el ptecial rmal de la pila y mdificad este mediate la ecuació de Nerst. Aplicad la ecuació de Nerst: E pila = E pila lg Fe Cd = 0'04 lg 3 01' = 0'004v ii. Mdificad mediate la ecuació de Nerst ls pteciales de cada electrd y psterirmete calculad el ptecial de la pila Ptecial de u electrd e cdicies de ccetració de la dislució electrlítica diferetes a las rmales (1M). E = Eº lg 1 M Para el electrd de cadmi (Cátd): 1 1 ( Cd) = Eº ( Cd Cd) lg = 0'40 lg = 0'43v E Cd Cd 01' Para el electrd de hierr (Ád): 1 1 ( Fe) = Eº ( Fe Fe) lg = 0'44 lg = 0'46v E Fe Fe 3 Ccids ls pteciales de cada electrd, se calcula el de la pila. E = E E CÁTODO ÁNODO E = E (Cd /Cd) E (Fe /Fe) = 0 43v (0 46v) = 0 004v La eergía libre de Gibas se calcula mediate la ecuació: G = F E C G = ml = ml ( 0'004) C 77 J

12 19. Hallar el valr de la fuerza electrmtriz de ua pila Daiell, e la que [ ] = 0'5 M [ Z ] = 1'5 M sabied que Eº pila = 1,10V La pila Daiell está cstituida pr las siguietes reaccies: y Si se mdifica las ccetracies de ls electrlits, se mdifica el ptecial segú la ecuació de Nerst. Z 1'5 E pila = E pila lg = 1' 10 lg = 1'086v 0'5 0. Calcular la fuerza electrmtriz de la pila: ( 0,01M ) Ag ( 0,1M )Ag La pila está cstituida pr las siguietes reaccies: Si se mdifica las ccetracies de ls electrlits, se mdifica el ptecial segú la ecuació de Nerst. 0'01 E pila = E pila lg = 1' 10 lg = 0'46v Ag ( 01' ) 1. Calcular el ptecial de electrd crrespdiete al semisistema: MO 4 8H 5e M 4H O Para el cual E º = 1,51v : 4 a) cuad [ MO 4 ] = 1M; [ M ] = 10 M; ph = 3 7 b) cuad [ MO ] = 1M; [ M ] = 10 M; ph 0. 4 = Para la reacció MO 4 8H 5e M 4H O el cciete de reacció viee expresad cm: Q = MO M Si se mdifica las ccetracies de las diferetes especies presetes, se mdifica el valr del ptecial segú la expresió de Nerst. E = Eº lg Q sustituyed el cciete de reacció 4 H 8

13 4 M E = Eº lg MO H 8 expresió que permite relaciar el ptecial c las ccetracies. 4 4 ph a) [ MO ] = 1M; [ M ] = 10 M; ph = 3 [ H ] = 10 = 10 M 10 E = 1'51 lg = 1'74v 7 ph 0 4 = b) [ MO ] = 1M; [ M ] = 10 M; ph = 0 [ H ] = 10 = 10 1M 7 10 E = 1'51 lg = 1'593v. Dad el semisistema: Cr O 7 14H 6e Cr 7H O, cuy ptecial rmal de reducció es 1,33 V, se pide: 3 a) calcular el ptecial de reducció e ls cass e que, cumpliédse que [ Cr O 7 ] = [ Cr ] = 1M, el ph 0, 3, 6, 9, y 1. Para la reacció 3 Cr O 7 14H 6e Cr 7H O el cciete de reacció viee expresad cm: Q = Cr O Cr Si se mdifica las ccetracies de las diferetes especies presetes, se mdifica el valr del ptecial segú la expresió de Nerst. E = Eº lg Q sustituyed el cciete de reacció 7 3 H 14 Cr E = Eº lg 6 Cr O 3 7 = Teied e cueta que [ Cr O ] = [ Cr ] 1M 1 E = 1'33 lg 6 H 14 = 1'33 lg H H 14 = 1' ( lg H ) = 1'33 0' 138 ph Expresió que permite ccer el ptecial e fució del ph, mateied ls demás electrlits e ccetració 1 M. ph = 0: E = = 1 33v ph = 3: E = = 0 916v ph = 6: E = = 0 50v ph = 7: E = = 0 364v ph = 9: E = = 0 088v ph = 1: E = = 0 36v

14 3. El ptecial rmal de reducció del cbre es 0,34 V y e ua dislució 0,5 M de SO 4 es 0 96 v. Calcular el grad de disciació aparete del SO 4 e esta dislució 0,5M. El grad de disciació aparete del sulfat cúpric (SO 4 ) se puede calcular a partir de la ccetració de ió cúpric ( ) presete e el electrlit. Se debe super que la sal matiee u equilibri de disciació aparete, el cual pdems represetarl e el siguiete cuadrad de reacció: La ccetració de cbre (II) se relacia c el grad de disciació aparete de la sal pr la relació: = C [ ] α Pr tr lad, la ccetració de ió e el electrlit se calcula a partir del ptecial del electrd mediate la ecuació de Nerst. 1 E = Eº lg Para la semirreacció de reducció del : M la ecuació de Nerst queda de la siguiete frma E = Eº lg 1 Despejad la ccetració de 0 = Eº E = Eº E lg '059 1 lg lg = ( Eº E) = Sustituyed pr ls valres del ptecial: = ( Eº E) ( 0'340'96) = 0'03 M Sustituyed la ccetració de e la expresió que la relacia c el grad de disciació (α), se despeja este. 0'03 [ ] = Cα : 0'03 = 0'5 α : α = = 0' 064 0'5

15 4. Determiar ls prcetajes de cbre y magesi presetes e ua muestra de g, sabied que al tratarla c HCI (aq) se desprede 00 ml de hidróge, medids a 700 mm Hg y 7 ºC. Dats: Eº( /) = 0 34v, Eº(Mg /Mg) = 34v. Masas atómicas: = 63 5; Mg = 4 3 Las psibles reaccies que despreda hidróge deberá reducir ls prtes (H ) del ácid a hidróge mlecular (H ) emplead para ell ls electres despredids e la xidació de ls metales presetes e la eleació. De las psibles reaccies de xidació de ls metales presetes e la aleació c frmació de hidróge mlecular sl será psibles aquellas que tega el ptecial psitiv, segú el criteri de esptaeidad. E > 0 G < 0 ESPONTÁNEA E > 0 G < 0 NO ESPONTÁNEA Para el cbre: Reacció esptáea (Eº < 0), se prduce. Para el magesi: Reacció esptáea (Eº < 0), se prduce. Segú el criteri de esptaeidad de ls ds psibles prcess red-x, sl se prduce hidróge pr xidació del magesi. Observad la estequimetria de la reacció de xidació del magesi se btiee el factr de cversió de H e Mg. Mg 1 = ( Mg) Oxidads = ( H ) H 1 Frmads Ls mles de hidróge frmad se btiee mediate la ecuació de gases ideales: atm L P V P V = RT ( ) H = = = 7'5 10 ml R T atm L 0'08 300K ml K Ls mles de hidróge frmad cicide c ls de magesi xidad, y ccids ests se puede calcular la masa de magesi que llevaba la aleació. 3 3 gr ( Mg) Oxidads = 7'5 10 m( Mg) = ( Mg) M( Mg) = 7'5 10 ml 4'3 = 0' 18gr ml Ccida la masa de magesi se calcula su prcetaje e masa e la aleació. m( Mg) 0' 18 %Mg = 100 = 100 = 91' % m T Puest que se trata de ua aleació biaria, el prcetaje de cbre se btiee cm diferecia hasta 100. Mg = 9 1 %; = 90 9 %

16 5. Ua muestra de 0 grams de lató (aleació de cic y cbre) se trata c ácid clrhídric, desprediédse,8 litrs de hidróge gas medids a 1 atm y 5ºC. a) Frmule y ajuste la reacció reaccies que tiee lugar. b) Calcule la cmpsició de la aleació, expresádla cm tat pr ciet e pes. Dats: R = 0 8 atm 1 ml 1 K; Eº(Z /Z) = 0 76V; Eº ( /) = 0 34V; Eº(H /H ) = 0 00V Masas atómicas: Z = 65 4; = 63 5; H = 1 0 a. Para que u metal despreda hidróge al ser tratad c ácid debe teer u ptecial de reducció egativ. De ls ds metales que frma la aleació, sl reaccia c ácid el Z. b. La cmpsició cetesimal de la aleació se puede ccer calculad la masa de Z que se xida a partir del vlume de hidróge que se ha despredid, mediate la estequimetria de la reacció y la ecuació de gases ideales. Z H 1 = 1 P V R T 1atm '8L atm L 0'08 98K ml K ( Z) = ( H ) = = = 0' 1146ml Ccids ls mles de Z que ha reacciad se calcula su masa. gr m = ml ( Z) = ( Z) M( Z) = 0' 1146ml 65'4 7'5gr Ccida las masas de Z y ttal se calcula su prcetaje e pes. Z (%) ( ) m Z = m T 7'5 100 = 100 = 37'5% 0 El prcetaje de cbre se calcula a partir del de Z pr diferecia hasta 100, pr tratarse de ua aleació biaria (%) = '5 6'5% = 6. Determiar ls prcetajes de Fe y Cr de ua aleació sabied que al ser tratads 5 g de dicha aleació c ácid e exces se despredier 5 litrs de hidróge medids e cdicies estádar. Dats: Eº(Cr 3 /Cr) = 0 71v; Eº(Fe /Fe) = 0 44v; Eº(H /H ) = 0 00v. Masas atómicas: Cr = 5; Fe = 55 8; H = 1. Ls ds metales que frma la aleació tiee el ptecial de reducció egativ, pr l que ls ds se xidará e presecia de ácids despredied hidróge. Primer se xidará el que tega mer ptecial de reducció, ya que tedrá mayr ptecial de xidació y será más esptáea, ua vez agtad este, se xidará el tr. De ls ds metales que frma la aleació, primer se xidará el crm y cuad se agte este empezará la xidació del hierr. Crm:

17 Hierr: La cmpsició de la aleació se btiee a partir del umer de mles de hidróge que se ha despredid, teied e cueta que será la suma de ls despredids e le xidació de Cr más l despredids e la xidació de Fe. H = H ( ) T ( ) Cr ( H ) Fe Ls mles de hidrge despredids e cada ua de la reaccies se puede expresar e fució del umer de mles xidads de cada metal mediate las relacies estequimétricas de cada reacció. H 3 3 = ( H ) Cr = ( Cr) Cr H Fe 1 = 1 ( H ) = ( Fe) Fe Sustituyed e el balace de hidróge: 3 H T = Cr ( ) ( ) ( Fe) Ls mles ttales de hidróge se btiee pr la ecuació de gases ideales: P V 1atm '5L ( H ) T = = = 0' 10ml R T atm L 0'08 98K ml K Ls mles de hidróge bteids e cada ua de las reaccies se puede per e fució de ua variable x que pdems defiir cm masa de Cr, sied e ese cas 5 x la masa de hierr. Despejad: x = 0 9 gr de Cr 0' 10 = 0' 10 3 = x M Cr 3 5 x ( ) M( Fe) x 5 5 x 55'8 Ccida las masas de Cr y ttal se calcula su prcetaje e pes. Cr (%) ( ) m Cr = m T 0'9 100 = 100 = 18% 5 El prcetaje de Fe se calcula a partir del de Cr pr diferecia hasta 100, pr tratarse de ua aleació biaria (%) = % Fe =