Reaccions de transferència d electrons

Transcripción

1 7 Reaccions de transferència d electrons PREPARACIÓ DE LA UNITAT Hidròxid de crom (III) Sulfat de ferro (III) Àcid carbònic Nitrat de zinc Òxid de nitrogen (II) Iodat de potassi Fe O CO HNO H O Cu(NO ) KMnO ZnCr O 7 MnSO Na C O Hg CO ió sulfit ió cromat ió borat ió nitrit ió hidrogenosulfat ió hipoclorit 1. REACCIONS D OXIDACIÓ-REDUCCIÓ SO Na SO SO K Cr O7 CH 1 H CO BO 1 CHO NO 6 MnO Cr O. No és possible la reducció d un agent oxidant si al mateix temps no s oxida un agent reductor. La frase és correcta, ja que perquè un agent oxidant es redueixi cal que guanyi electrons. Aquests hauran de procedir d un agent reductor, que s oxidi i perdi electrons. b) c) d) e) f) 6 6 Zn CuSO ZnSO Cu Agent oxidant: CuSO Agent reductor: Zn 1 1 NH O N HO 6 Agent oxidant: O Agent reductor: NH 1 1 FeCl Cl Fe Cl Agent oxidant: Cl Agent reductor: FeCl ( ) Ag NO Cu Cu NO Ag Agent oxidant: AgNO Agent reductor: Cu 5 Cu( NO ) CuO NO O. Caràcter oxidant Reductors conjugats Caràcter reductor. a) KClO KCl O Agent oxidant: KClO Agent reductor: KClO I < Br < CI < F I Br Cl F F < Cl < Br < I Agent oxidant: Cu(NO ) Agent reductor: Cu(NO ) 5. a) Na SO C CO Na S 1. S expressa en forma iònica: Na SO C CO Na S. S escriuen les semireaccions: D oxidació: De reducció: C CO SO S 97

2 98. Tant C com S estan ajustats.. Ajustatge de l oxigen: C HO CO SO S H O 5. Ajustatge de l hidrogen: C HO CO H SO 8H S H O 6. Ajustatge de càrregues: C HO CO H e SO 8H 8e S H O 7. S igualen electrons i se sumen les equacions: 8. Es simplifica i s escriu l equació en forma molecular: Na SO C Na S CO b) HCl K Cr O 7 Cl CrCl KCl 1. S expressa en forma iònica:. S escriuen les semireaccions: D oxidació: Cl Cl De reducció: Cr O Cr. S ajusta cada element: Cl Cl Cr O Cr. S ajusta l oxigen: Cl Cl Cr O Cr 7H O 5. S ajusta l hidrogen: Cl Cl Cr O 1 H Cr 7 H O 7 7 H Cl K Cr O Cl Cr Cl K Cl 7 6. S ajusten les càrregues: Cl Cl e 6e Cr O 1 H Cr 7H O 7 7. S igualen electrons i se sumen les equacions: 6Cl Cl 6e 6e Cr O 1 H Cr 7H O 7 C HO CO 8H 8e SO 8H 8e S H O 8 8 SO C H H O S CO H H O Cl Cr O 1 H Cl Cr 7 H O 8. Es simplifica i s escriu l equació en forma molecular: 1 HCl K Cr O Cl CrCl KCl 7 H O 7 c) KMnO HCl Cl MnCl KCl 1. S expressa en forma iònica: K MnO H Cl Cl Mn Cl K Cl. S escriuen les semireaccions: D oxidació: Cl Cl De reducció: MnO Mn. S ajusta cada element: Cl Cl MnO Mn. S ajusta l oxigen: Cl Cl MnO Mn H O 5. S ajusta l hidrogen: Cl Cl MnO 8H Mn H O 6. S ajusten les càrregues: Cl Cl e MnO 8H 5e Mn H O 7. S igualen electrons i se sumen les equacions: 1 Cl 5 Cl 1 e MnO 16H 1e Mn 8H O 1 Cl MnO 16 H 5Cl Mn 8 H O 8. Es simplifica i s escriu en forma molecular: KMnO 16 HCl 5Cl MnCl KCl 8H O d) KMnO FeSO H SO MnSO Fe (SO ) K SO 1. S expressa en forma iònica: K MnO Fe SO H SO Mn SO Fe SO K SO. S escriuen les semireaccions: D oxidació: Fe Fe De reducció: MnO Mn. S ajusta cada element: Fe Fe MnO Mn. S ajusta l oxigen: Fe Fe MnO Mn H O 5. S ajusta l hidrogen: Fe Fe MnO 8H Mn H O

3 6. S ajusten les càrregues: Fe Fe e MnO 8H 5e Mn H O 7. S igualen electrons i se sumen les equacions: 1 Fe 1 Fe 1 e MnO 16 H 1 e Mn 8 HO MnO 1Fe 16H 1Fe Mn 8H O 8. Es simplifica i s escriu l equació en forma molecular: KMnO 1FeSO 8HSO MnSO 5Fe ( SO ) K SO 8 H O e) MnO SO Mn HSO f) 1. Està expresada en forma iónica.. S escriuen les semireaccions: D oxidació: De reducció:. Els elements estan ajustats.. S ajusta l oxigen: SO HO HSO MnO Mn H O 5. S ajusta l hidrogen: 6. S ajusten càrregues: SO HO HSO H e MnO 8H 5 e Mn HO 7. S igualen electrons i se sumen les equacions: 5 SO 1 HO 5 HSO 15 H 1 e MnO 16H 1e Mn 8H O 8. Es simplifica: SO HO HSO H MnO 8H Mn H O MnO 5 SO 1 H O 16 H 5HSO Mn 15H 8H O MnO 5SO H O H 5HSO Mn CrO7 CO Cr CO 1. Està expressada en forma iònica.. S escriuen les semireaccions: D oxidació: CO CO De reducció: Cr O Cr SO HSO MnO Mn 7 6. a). S ajusta l oxigen: CO CO Cr O Cr 7H O 5. S ajusta l hidrogen: CO CO Cr O 1 H Cr 7 H O 6. S ajusten les càrregues: CO CO e Cr O 1 H 6 e Cr 7 H O 7. S igualen electrons i se sumen les equacions: CO 6CO 6e Cr O 1 H 6 e Cr 7 H O 7 7 Cr O C O 1 H 6CO Cr 7H O 8. Finalment obtenim: Cr O C O 1 H 6CO Cr 7H O N O Br NO BrO 1. Està expressada en forma iònica.. S escriuen les semireaccions: D oxidació: De reducció: 7. S ajusten els elements: Br BrO NO NO. S ajusta l oxigen: Br 6OH BrO HO NO NO 5. Els hidrògens ja van quedar ajustats en el pas anterior. 6. S ajusten les càrregues: Br 6OH BrO HO 6e NO e NO 7. Igualem el nombre d electrons i sumem les dues equacions: Br 6OH BrO HO 6e NO 6e 6NO NO Br 6OH BrO 6NO HO Simplifiquem i obtenim: Br BrO NO NO NO Br 6OH BrO 6NO HO. S ajusten els elements: CO 7 Cr CO Cr O b) Cr(OH) KIO KI K CrO 1. S expressa l equació en forma iònica: Cr OH K IO K I K CrO 99

4 . S escriuen les semireaccions: D oxidació: De reducció:. Els elements ja estan ajustats.. S ajusta l oxigen: 5. L hidrogen ja està ajustat. 6. S ajusten les càrregues: 7. S iguala el nombre d electrons i se sumen les equacions: Cr 16OH CrO 8HO 6e 6e IO H O I 6 OH 8. Es simplifica i s escriu en forma molecular: Cr(OH) KIO KOH KI K CrO 5H O c) KI KClO I KCl KOH 1. S expressa l equació en forma iònica: K I K ClO I K Cl K OH. S escriuen les semireaccions: D oxidació: I I De reducció: ClO Cl. S igualen els elements: I I ClO Cl. S ajusta l oxigen: Cr 8OH CrO HO IO H O I 6OH I I ClO H O Cl 6OH 5. Els hidrògens ja estan ajustats. 6. S ajusten les càrregues: I I e 6e ClO H O Cl 6OH 7. S igualen els electrons i se sumen les equacions: Cr IO Cr 8OH CrO HO e 6e IO H O I 6OH 6I I 6e 6e ClO HO Cl 6 OH 6I ClO H O I Cl 6OH 8. Es simplifica i s escriu en forma molecular: 6 KI KClO H O I KCl 6 KOH CrO I Cr IO H O 16OH CrO I 6OH 8H O S escriuen les semireaccions: D oxidació: De reducció:. Els elements ja estan igualats. S ajusten els oxígens i els hidrògens. S S 8H MnO Mn H O. S iguala el nombre d electrons i se sumen les equacions: 5( S S e ) ( 5e 8H MnO Mn H O) 16 H Per expressar-lo en forma molecular, suposem medi àcid de HCl: KMnO 6 HCl 5H S Oxidant Reductor 5S MnCl KCl 8H O S oxida: S Es redueix: MnO 8. K Cr O 7 CH CH OH H SO Cr (SO ) CH COOH K SO H O 1. S expressa en forma iònica: K CrO 7 CHCHOH H SO Cr SO CH COO H K SO H O. S escriuen les semireaccions amb els elements igualats: D oxidació: CH CH OH CH COO De reducció:. S ajusta l oxigen: HO CHCHOH CHCOO 5 H 1 H Cr O Cr 7 HO 7. S ajusta l hidrogen: HO CHCHOH CHCOO 5 H 1 H Cr O Cr 7 HO 7 5. S ajusten les càrregues: MnO 5S 5S Mn 8H O HO CHCHOH CHCOO 5H 5e 6e 1 H Cr O Cr 7H O 6. S igualen els electrons i se sumen les equacions: HO CHCHOH CHCOO 15H 1e 1 e 8 H CrO7 Cr 1 HO HO 8H CHCHOH CrO 7 CH COO 15H Cr 1 H O 7 S S MnO Mn 7 Cr Cr O 1

5 7. Es simplifica i s escriu en forma molecular: K Cr O 7 CH CH OH 8H SO Cr (SO ) CH COOH K SO 11 H O 9. Dades: V( KMnO) 15, ml; V( NaCO) 5, ml mol M( KMnO) 1, L M( NaCO)? Equació iònica: MnO 5C O 16H Mn 1CO 8H O Es calculen els mols de KMnO utilitzats: 15, ml KMnO Segons la reacció, mols de KMnO reaccionen amb 5 mols de Na C O : 5 1, 88 1 mol Na C O mol KMnO mol KMnO 6, 1 mol Na C O Es calcula la molaritat de la solució de Na C O : 6, 1 mol Na C O M( NaCO) 5, ml 1 ml mol 18, 1 L L Na C O La solució de Na C O és,18 M. L oxidant és KMnO. El reductor és Na C O. 1. Dades: mol M( K CrO7)?; M( NaSO) 1, L V( K Cr O ) 8, ml; V ( Na SO ) 5, ml 7 L equació iònica: 1 L 1, mol KMnO 1 ml 1 L 7 Cr O SO 8H Cr SO H O Es calculen els mols de Na SO utilitzats: 1 L 1, mol Na SO 5, ml 1 ml 1 L 77, 5 1 mol Na SO Segons la reacció, mols de Na SO reaccionen amb 1 mol de K Cr O 7 : 1 775, 1 mol K Cr O mol NaSO mol Na SO 58, 1 mol K Cr O Es calcula la molaritat de la solució de K Cr O 7 : 188, 1 mol KMnO, 58 1 mol K Cr O M( KCrO7) 8, ml 1 ml mol 9, 1 L L La solució de K Cr O 7 és,9 M. L oxidant és K Cr O 7. El reductor és Na SO Dades: V(K Cr O 7 ),5 ml; V(FeSO ) 5, ml M(K Cr O 7 ),15 M; M(FeSO )? Equació iònica: 6Fe CrO 7 1H 6Fe Cr 7HO Es calculen els mols de K Cr O 7 utilitzats: 1 L 15, mol K CrO 7, 5 ml K CrO7 1 ml 1 L 5751, mol K CrO7 Segons l equació, 1 mol de K Cr O 7 reacciona amb 6 mols de FeSO : 6 575, 1 mol FeSO mol K CrO7 1 mol K Cr O 7 75, 1 mol FeSO Es calcula la molaritat de la solució de FeSO : 75, 1 mol FeSO M( FeSO ) 5, ml mol 11, L La molaritat de la solució de FeSO és 1,1 M. L oxidant és K Cr O 7. El reductor és FeSO.. PILES VOLTAIQUES 1 ml 1 L 1. Si l elèctrode estàndard de coure fa de càtode, significa que es produeix la reacció de reducció, i això es pot comprovar perquè augmentarà el pes de la làmina de coure. 1. Dades: L elèctrode de coure és ànode. : Semireacció d oxidació: Cu(s) e Cu (aq) : Semireacció de reducció: Ag (aq) 1e Ag(s) Reacció global de la pila: Cu(s) A (aq) Cu (aq) Ag(s) Els electrons són cedits per l elèctrode de coure i circulen cap a l elèctrode de plata, és a dir, de l ànode al càtode. Notació abreujada: Cu(s) Cu (aq) (Ag (aq) Ag(s) 1. Dades: Al (s) Al (aq, 1, M) Ni (aq, 1, M) Ni(s) : Semireacció d oxidació: Al(s) e Al (aq) : Semireacció de reducció: Ni (aq) e Ni(s) 11

6 15. (Al) Al (s) e Al (aq) (Ni) Ni (aq) e Ni (s) La semireacció d oxidació de l alumini té lloc en l ànode, de manera que part de l alumini de la placa metàl lica es desprèn i passa a la solució com a Al i allibera electrons que circulen pel conductor extern metàl lic fins al càtode. Aquests electrons s utilitzen en el càtode per reduir el Ni de la solució i transformarlo en níquel sòlid que es diposita en la placa metàl lica, augmentant així la massa de níquel. L ànode serà l elèctrode d alumini i el càtode l elèctrode d hidrogen. De manera que en l ànode tindrà lloc l oxidació de l alumini i es cediran electrons que circularan pel circuit exterior fins al càtode, on es produirà la reducció de protons de la solució del càtode (per exemple, una solució HCl(1 M)). I es desprendrà H (g). L alumini que s oxidi passarà a la solució, com podria ser Al (SO ). Les reaccions són: Semireacció d oxidació : Al ( s) Al ( s) e Semireacció de reducció: H ( aq) e H( g) Al() s H ( aq) Al ( aq) H ( g) La fem de la pila serà: E pila 1,66 V E pila E càtode E ànode, de manera que es pot calcular el potencial de l alumini a partir del de la pila: E ànode E càtode E pila 1,66 V 1,66 V Notació abreujada: Al( s) Al ( aq, 1, M) H ( aq, 1, M) H ( g, 1atm) Pt( s) 17. a) Br oi Br (e) e Br (aq) E 1,7 V I (e) e I (aq) E,5 V Com que el caràcter oxidant és més gran com més positiu és la E, el Br és més oxidant. El color blau de la solució indica la presència de l ió Cu. Per tant, part de Cu metàl lic s haurà oxidat i haurà cedit electrons que poden utilitzar els ions Ag de la solució per reduir-se i dipositar-se sobre la placa de coure com a Ag sòlida. : Cu(s) e Cu (aq) E, V : Ag (aq) 1e Ag(s) E,8 V Comprovem que la reacció és favorable. b) Fe ofe Fe (aq) 1e Fe (aq) E,77 V Fe (aq) e Fe (s) E, V L oxidant més fort és Fe, perquè té un potencial estàndard de reducció més positiu. c) Cr O en medi àcid o H O en medi àcid. 7 CrO7 ( aq) 1 H ( aq) 6 e Cr ( aq) 7HO( l) E 1, V HO ( g) H ( aq) e HOl ( ) E 177, V 16. L oxidant més fort és H O, perquè té una E més positiva. (Al) H (g) d) MnO en medi àcid o MnO en medi bàsic. MnO ( aq) 8H ( aq) 5e Mn ( aq) H O( l) E 1, 51 V MnO ( aq) H O( l) e MnO ( s) OH ( aq) E 59, V 1 Al (s) Al e H (aq) e H (g) L oxidant més fort és MnO en medi àcid, perquè té una E més positiva.

7 18. Cd o Ca Cd (aq) e Cd (s) E, V Ca (aq) e Ca (s) E,87 V El reductor més fort serà aquell que el seu oxidant conjugat sigui l oxidant més feble; l oxidant més feble és aquell que té una E més negativa (o menys positiva). El reductor més fort és el Ca. Fe o Mg Fe (aq) e Fe (s) E, V Mg (aq) e Mg (s) E,7 V El reductor més fort és Mg, perquè l oxidant conjugat és l oxidant més feble. Sn o Cu Sn (aq) e Sn (s) E,1 V Cu (aq) 1 e Cu (s) E,15 V El reductor més fort és Sn, perquè l oxidant conjugat és l oxidant més feble. I o Ag I (s) e I (aq) E,5 V Ag (aq) e Ag (s) E,8 V El reductor més fort és I perquè l oxidant conjugat és l oxidant més feble. 19. Escrivim les semireaccions i els seus potencials estàndard: CrO 7 ( aq) 1 H ( aq) 6 e Cr ( aq) 7 HO( l) E 1, V O( g) H ( aq) e HO( aq) E, 68 V Cl ( g) e Cl ( aq) E 16, V H ( aq) e H ( g) E, V O( g) H ( aq) e O( g) HOlE (), 7 V Au ( aq) e Au ( s) E 1, 5 V El de més poder oxidant és aquell que tingui una E més positiva: O > Au > Cl > Cr O > O > H 7 Serà més reductor aquell que tingui el potencial estàndard d oxidació més gran: Zn > Ni > H > Ag > Br >Ce 1. Fe /Fe i Al /Al (Al) Al Al e Fe /Fe E, V Al /Al E 1,66 V L elèctrode amb potencial estàndard més gran actuarà com a càtode: Fe /Fe. I l ànode serà: Al /Al. S escriuen les semireaccions i la reacció global: (ànode): [ Al( s) Al ( aq) e ] E ( 1, 66 V) (càtode): Fe e Fe àn càt [ Fe ( aq) e Fe ( s)] E, V Reacció global: Al (s) Fe (aq) Al Fe (s) Fem estàndard de la pila: E pila E càtode E ànode E pila, V (1,66 V) 1, V Notació abreujada: Al (s) Al (aq) Fe (aq) Fe (s) Cu /Cu i Sn /Sn (Fe). Escrivim les semireaccions d oxidació i el potencial d oxidació corresponent canviant el signe quan s inverteixi una equació: Semireaccions d oxidació: Sn Cu Zn (s) Zn (aq) e E (,76 V) Ni (s) Ni (aq) e E (,5 V) H (g) H (aq) e E, V Ag (s) Ag (aq) 1 e E (,8 V) Br (aq) Br (l) e E (1,7 V) Ce (aq) Ce (aq) 1 e E (1,61 V) Cu /Cu Sn /Sn Sn Sn e Cu e Cu E, V E,1 V 1

8 L elèctrode amb la E més gran actuarà com a càtode; en aquest cas, Cu /Cu; i com a ànode, el Sn /Sn. S escriuen les semirreaccions i la reacció global: (ànode): (càtode): àn Sn() s Sn ( aq) e E (, 1 V) càt Cu ( aq) e Cu( s) E, V. Cl (g) Cd (s) Cd (aq) Cl (aq) Cd Reacció global: Sn (s) Cu (aq) Sn (aq) Cu (s) Fem estàndard de la pila: E pila E càtode E ànode E pila, V (,1 V),8 V Notació abreujada: Sn (s) Sn (aq) Cu (aq) Cu (s) Ag /Ag i Cu /Cu Cd Cd e Cl e Cl Reacció anòdica (oxidació): Cd() s Cd ( aq) e E (, V) Reacció catòdica (reducció): càt Cl ( g) e Cl ( aq) E 16, V àn Fem estàndard: E pila E càtode E ànode 1,6 V (, V) E pila 1,76 V Cu Ag. ELECTRÒLISI. S electrolitza clorur de calci fos. Electròlit dissociat: CaCl Ca Cl enelcàtode: Ca e Ca () s en l'ànode: Cl Cl ( g) e Reacció global: Ca Cl Ca () s Cl ( g) 1 Cu Cu e Ag 1 e Ag Ag /Ag E,8 V Cu /Cu E, V L elèctrode amb la E més gran actuarà com a càtode; en aquest cas, Ag /Ag; i com a ànode, el Cu /Cu. S escriuen les semireaccions i la reacció global: (ànode): Cu (s) Cu (aq) e Eàn (, V) (càtode): [ Ag ( aq) 1e Ag ( s)] Ecàt,8 V Reacció global: Cu (s) Ag (aq) Cu (aq) Ag (s) Fem estàndard de la pila: E pila E càtode E ànode E pila,8 V (, V),6 V Notació abreujada: Cu (s) Cu (aq) Ag (aq) Ag (s) Font de corrent contínua Clorur de calci fos. Bromur de níquel (II) dissolt en aigua. Obtenim un electròlit de: Br i Ni NiBr (s) Ni (aq) Br (aq) Els anions es mouen cap a l ànode, on es produeix la reacció d oxidació: Br (aq) Br (l) e Alliberan electrons. Els cations es mouen cap al càtode, on es produeix la reacció de reducció: Ni (aq) e Ni (s) Reben electrons. La reacció global és: Ni (aq) Br (aq) Br (l) Ni (s) No és espontània.

9 5. Clorur de sodi dissolt en aigua. Obtenim un electròlit de Na i Cl : NaCl (s) Na (aq) Cl (aq) Els anions es mouen cap a l ànode, on es produeix la reacció d oxidació: Cl (aq) Cl (g) e S alliberen electrons Els cations es mouran cap al càtode, però es reduiran abans les molècules d aigua que els ions Na. En realitat, la reducció que té lloc és la de protons: H (aq) e H (g) Però al reduir H, s alliberen OH : H O (l) H OH Com que E (Na /Na),71 V i E (H /H ), V, es redueix abans H que Na. : Cl (aq) Cl (g) e : H O (l) e H (g) OH (aq) La reacció global és: Cl (aq) H O (l) Cl (g) H (g) OH (aq) 6. En les tres solucions obtenim: 1a CuSO (s) Cu (aq) SO (aq) En el càtode, semireacció de reducció: Cu (aq) e Cu (s) a AgNO (s) Ag (aq) NO (aq) En el càtode, semireacció de reducció: Ag (aq) 1 e Ag (s) a FeCl (s) Fe (aq) Cl (aq) En el càtode, semireacció de reducció: Fe (aq) e Fe (s) 7. Els elements de la cel la electrolítica han de ser: : l objecte metàl lic que s ha de recobrir. : una barra del metall que es vol utilitzar per recobrir-la, en aquest cas, de plata. Electròlit: ha de ser una sal de plata. La plata de la barra que forma l ànode s oxida passant a ser Ag. Al seu torn, la plata de l electròlit es dirigeix al càtode, format per l objecte que es vol recobrir, on un altre cop es redueix a Ag(s) i es diposita en la superfície de l objecte. 8. La galvanostègia i la galvanoplàstia són dos procediments que es fonamenten en els banys electrolítics i estan inclosos dins de la galvanotècnia. La galvanostègia estudia els procediments de recobriment de superfícies metàl liques per electrodeposició d un altre metall, amb la finalitat de protegir-les o de millorar-ne l aspecte extern. 9. La galvanoplàstia, en canvi, és una tècnica que s utilitza per obtenir objectes metàl lics per electroformació a partir de motlles o models que després es separen, totalment o parcialment, de la peça obtinguda. El motlle ha de ser químicament inert i indeformable en les condicions de l electròlisi, i pot ser conductor o no. Els metalls més utilitzats en la galvanostègia són: coure, níquel, zinc, cadmi, crom, estany, or i plata. En la galvanoplàstia, per a la construcció dels motlles s utilitza: acer, níquel, coure, alumini, zinc, resines epoxi, guix, cera i fusta. La galvanostègia comprèn les fases de: preparació de la superfície i recobriment en bany electrolític. : Cu () s e Cu ( aq) : Cu ( aq) e Cu ( s) Reacció global: Cu () s Cu ( aq) Cu ( aq) Cu ( s) Coure amb Ions de coure Coure impurese s en l'electròlit pur. Dades: I 6A 6 s 6 s t 1 h min 1 h m 1 h 1 min 5 s Solució de CuSO Es calcula la càrrega que circula per la cel la: Q I t 6 A 5 s C Es calcula la massa dipositada en el càtode segons la semireacció de reducció que té lloc: Cu (aq) e Cu (s) Utilitzem l equació de Faraday: M m Z F Q 6, 55 g mol e 9687 C mol 1,67 g RESOLUCIÓ D EXERCICIS I PROBLEMES 1. a) Ca (s) Cd (aq) Ca (aq) Cd (s) Segons la reacció global, han d esdevenir aquestes semireaccions: (ànode): Ca (s) Ca (aq) e 1 1 C (càtode): Cd (aq) e Cd (s) Els potencials estàndard són: Ca /Ca E,87 V Cd /Cd E, V La fem estàndard de la pila: E pila E càtode E ànode E pila, V (,87 V),7 V La reacció és espontània perquè E pila és positiva. 15

10 16 b) Br (aq) Sn (aq) Br (l) Sn (s) Segons la reacció global, han d esdevenir aquestes semireaccions: (ànode): Br (aq) Br (l) e (càtode): Sn (aq) e Sn (s) Els potencials estàndard són: Br/Br E 1,7 V Sn /Sn E,1 V La fem estàndard de la pila: E pila E càtode E ànode E pila,1v (1,7 V) 1,1 V La reacció no és espontània perquè E pila és negativa. c) Ag (s) Ni (aq) Ag (aq) Ni (s) Segons la reacció global, han d esdevenir aquestes semireaccions: (ànode): Ag (s) Ag e (càtode): Ni (aq) e Ni (s) Els potencials estàndard són: Ag /Ag E,8 V Ni /Ni E,5 V La fem estàndard de la pila: E pila E càtode E ànode E pila,5 V (,8 V) 1,5 V La reacció no és espontània perquè E pila és negativa. d) Cu (aq) Fe (aq) Cu (aq) Fe (aq) Segons la reacció global, han d esdevenir aquestes semireaccions: (ànode): Cu (aq) Cu 1 e (càtode): Fe (aq) 1 e Fe (aq) Els potencials estàndard són: Cu /Cu E,15 V Fe /Fe E,77 V La fem estàndard de la pila: E pila E càtode E ànode E pila,77 V (,15 V),6 V La reacció és espontània perquè E pila és positiva. e) H (g) Ni (aq) H (aq) Ni (s) Segons la reacció global, han d esdevenir aquestes semireaccions: (ànode): H (g) H (aq) e (càtode): Ni (aq) e Ni (s) Els potencials estàndard són: H /H : E, V Ni /Ni: E,5 V La fem estàndard de la pila: E pila E càtode E ànode E pila,5 V (, V),5 V La reacció no és espontània perquè la fem de la pila és negativa. f) Segons l enunciat, les semireaccions que es produeixen són: (ànode): Mn ( aq) H O( l) MnO ( aq) 8H ( aq) 5e (càtode): NO ( aq) H ( aq) e NO( g) H O( l) Els potencials estàndard són: MnO /Mn E 1,51 V NO /NO E,96 V La fem estàndard de la pila: E pila E càtode E ànode E pila,96 V (1,51 V),55 V La reacció no serà espontània perquè E pila és negativa. g) Segons l enunciat, les semireaccions que es produeixen són: (ànode): NO( g) H O( l) NO ( aq) H ( aq) e (càtode): Sn (aq) e Sn (aq) Els potencials estàndard són: Sn /Sn E,1 V NO /NO E,96 V La fem de la pila és: E pila E càtode E ànode E pila,1 V (,96 V),8 V La reacció no és espontània perquè la fem de la pila és negativa. h) Segons l enunciat, les semireaccions que es produeixen són: (ànode): Pb (s) Pb (aq) e (càtode): Fe (aq) 1 e Fe (aq) Els potencials estàndard són: Pb /Pb E,1 V Fe /Fe E,77 V La fem de la pila és: E pila E càtode E ànode E pila,77 V (,1 V),9 V La reacció és espontània perquè la fem és positiva. i) Segons l enunciat, les semireaccions que es produeixen són: (ànode): H O (aq) O (g) H (aq) e

11 (càtode): Els potencials estàndard són: O /H O La fem de la pila és: E pila E càtode E ànode E,68 V E pila 1,51 V,68 V,8 V La reacció és espontània perquè la fem és positiva. EXERCICIS I PROBLEMES HNO CO Mg N Mg N Reductor Oxidant Cd HCl CdCl H Reductor Oxidant NH NO NO HO Reductor Oxidant 1 1 HS SO S HO Reductor Oxidant Oxidant MnO ( aq) 8H ( aq) 5e Mn ( aq) H O( l) 6 SO 1 7 KMnO 1 1 CO H CHOH Reductor 1 1 HCOOH 5 PO MnO / Mn E 151, V SiO BO. El liti és un reductor més fort que el zinc. Significa que la reacció d oxidació del liti és més favorable que la del zinc, de manera que el liti redueix algunes substàncies que no redueix el zinc. També, el seu oxidant conjugat, Li, és més feble que l oxidant conjugat del zinc, Zn, i per tant, el Li és un reductor més fort. Li Li 1 e Zn Zn e Reductor Oxidant conjugat Reductor Oxidant conjugat L oxidant conjugat més fort és el que correspon al reductor més feble (Zn), per tant, l oxidant més fort és Zn. 5. a) En medi àcid: KNO KI H SO I NO K SO 1. S expressa en forma iònica: K NO K I H SO I NO K SO. S escriuen les semireaccions: D oxidació: I I De reducció: NO NO. S ajusta cada element: I I NO NO. S ajusta l oxigen: I I NO NO H O 5. S ajusta l hidrogen: I I H NO NO H O 6. Ajustatge de càrregues: I I e 1 e H NO NO H O 7. S igualen els electrons i se sumen les equacions: I I e e H NO NO HO H I NO I NO HO 8. Es simplifica i s escriu l equació en forma molecular: KNO KI H SO I NO K SO H O K Cr O 7 KI H SO K SO Cr (SO ) I 1. S expressa en forma iònica: K CrO7 K I H SO K SO Cr SO I. S escriuen les semireaccions: D oxidació: I I De reducció: Cr O Cr 7 17

12 18. Ajustatge de cada element: I I Cr O Cr. Ajustatge d oxigen: I I Cr O Cr 7H O 5. Ajustatge d hidrogen: I I 1 H Cr O Cr 7 H O 6. Ajustatge de càrregues: I I e 6e 1 H Cr O Cr 7H O 7. S igualen els electrons i se sumen les equacions: 6I I 6e 6e 1 H Cr O Cr 7H O 1 H I Cr O I Cr 7H O 8. Es simplifica i s escriu l equació en forma molecular: K Cr O 7 6 KI 7 H SO K SO Cr (SO ) K SO C H 5 OH O CO H O 1. No es pot escriure en forma iònica.. S escriuen les semireaccions amb els elements igualats: D oxidació: C H 5 OH CO De reducció: O H O. Ajustatge d oxígens: H O C H 5 OH CO 6 H O H O. Ajustatge d hidrògens: H O C H 5 OH CO 1 H H O H O 5. Ajustatge de càrregues: H O C H 5 OH CO 1 H 1 e e H O H O 6. S igualen les càrregues i se sumen les equacions: HO CHOH 5 CO 1H 1e 1 e 1 H O 6 H O 5 HO 1H CHOH O CO 6HO 1H 7. Simplificant: C H 5 OH O CO H O H O H O O 1. No es pot escriure en forma iònica.. S escriuen les semireaccions: D oxidació: H O O De reducció: H O H O. Ajustatge d oxígens: H O O H O H O H O. Ajustatge d hidrògens: H O O H H H O H O H O 5. Ajustatge de càrregues: H O O H e e H H O H O H O 6. Se sumen: H O H H O O H O H O H 7. Es simplifica: H O O H O b) En medi bàsic: Cl OH Cl ClO H O 1. Està expressada en forma iònica.. S escriuen les semireaccions: D oxidació: Cl ClO De reducció:. S ajusta cada element: Cl ClO Cl Cl Cl Cl. Ajustatge d oxígens: OH Cl ClO H O Cl Cl 5. Els hidrògens ja estan ajustats. 6. Ajustatge de càrregues: OH Cl ClO H O e e Cl Cl 7. Sumem les dues equacions: OH Cl ClO HO e e Cl Cl OH Cl ClO Cl H O 8. Equació final: Cl OH Cl ClO H O P PH O PH 1. S escriuen les semireaccions, amb dos elements igualats:

13 D oxidació: P PH O De reducció: P PH. Ajustatge d oxígens: 16 OH P PH O 8 H O P PH. Ajustatge d hidrògens: 8HO 16OH P PHO 8HO 8OH 1 HO P PH 1 OH. Ajustatge de càrregues: 8OH P PHO e 1 e 1 H O P PH 1 OH 5. S igualen els electrons i se sumen les equacions: Les dues semireaccions són: D oxidació: H O O De reducció: MnO Mn. Els elements estan igualats.. Ajustatge d oxígens: HO O MnO Mn H O. Ajustatge d hidrògens: HO O H 8H MnO Mn H O 5. Ajustatge de càrregues: 6. S igualen els electrons i se sumen les equacions: 5HO 5O 1H 1e 1 e 16 H MnO Mn 8 HO 7. Reacció final: HO O H e 5e 8H MnO Mn H O 5HO MnO HSO 5O Mn 8H O SO 7. Dades: M(KMnO ), mol L 1 M(FeSO ),1 mol L 1 OH P 1 PHO 1 e 1 e 1 HO P PH 1 OH OH 1 H O P 1 PH O PH 1 OH V(KMnO )?; V(FeSO ), m L Reacció iònica: 5HO 16H MnO 5O Mn 1H 8HO 5Fe MnO 8H 5Fe Mn H O Es calculen els mols de FeSO utilitzats: 1 L 1, mol FeSO, ml 1 ml 1 L 1 mol FeSO Segons la reacció, 5 mols de FeSO reaccionen amb 1 mol de KMnO : 1 Es calcula el volum de la solució de KMnO que es necessita: 1 L VKMnO ( ) 81, molkmno, mol KMnO 1 ml, ml KMnO 1 L Calen, ml de KMnO. 8. Dades: V(FeSO ) 5, ml V(Ce(SO ) ), ml M(FeSO )? M(Ce(SO ) ),1 mol L 1 Reacció iònica: Fe Ce Fe Ce Reductor Oxidant Es calculen els mols de Ce(SO ) utilitzats: 1 L 1, mol Ce( SO), ml 1 ml 1 L, 1 mol Ce( SO) Segons la reacció, 1 mol de FeSO reacciona amb 1 mol de Ce(SO ). 1 mol KMnO mol FeSO 5 mol FeSO 8, 1 mol KMnO, 1 mol Ce( SO ), 1 Es calcula la molaritat de la solució de FeSO :, 1 mol FeSO 1 ml M( FeSO ) 5, ml 1 L 1 M( FeSO ) 6, mol L La solució de FeSO és,6 M. 9. a) Les dues semireaccions amb els elements ajustats són: : Cl Cl : Cr O 7 Cr Ajustatge d oxígens: Cl Cl Ajustatge d hidrògens: 7 1 mol FeSO 1 mol Ce( SO ) mol FeSO 1 H Cr O Cr 7 H O 19

14 Ajustatge de càrregues: S igualen electrons i se sumen les equacions: 1 H Reacció: 1 H K Cr O 7 6 Cl Cl Cr K 7 H O b) V(Cl )? V(K Cr O 7 ) 1 ml T 5 C 98 K M(K Cr O 7 ), mol L 1 p 1, atm; excés KCl El reactiu limitant és K Cr O 7. Es calculen els mols de K Cr O 7 que han reaccionat: 1 L, mol K CrO 7 1 ml KCrO7 1mL 1 L 1 mol K CrO 7 Segons la reacció, 1 mol de K Cr O 7 que reacciona permet obtenir mols de Cl : mol Cl 1 mol K CrO 7 1 mol K CrO mol Cl Es calcula el volum de Cl obtingut, utilitzant l equació d estat dels gasos ideals: pv nr T V nrt p mol 8, atm L K mol 98 K V 1, atm V,18 L de Cl. a) HCl MnO MnCl Cl H O Equació iònica: H Cl MnO Mn Cl Cl H O Semireaccions amb els elements igualats: Cl Cl e 6e 1 H Cr O Cr 7H O 7 6Cl Cl 6e 6e 1 H Cr O Cr 7H O 7 7 Cr O 6Cl Cl Cr 7H O Se sumen les reaccions: Cl Cl e e H MnO Mn H O Reacció: HCl MnO MnCl Cl H O b) Dades: p,9 atm; V(HCl) 15 ml 5 % T C K ρ 1,17 gml 1 V(Cl ) Suficient MnO Reactiu limitant HCl Es calculen els mols de HCl que es fan reaccionar: Segons la reacció, per cada mols de HCl que es fan reaccionar, s obté 1 mol de Cl : Es calcula el volum de clor obtingut segons l equació d estat dels gasos ideals: p V n R T V nrt p 1 1, mol 8, atmlk mol 1 K V 9, atm 11, 7L El volum de clor obtingut és de 11, L. 1. L elèctrode de zinc és l ànode. Això implica que en aquest elèctrode es produeix l oxidació: Zn (s) Zn (aq) e. H MnO Cl Cl Mn H O 117, gsolució 5 ghcl 15 ml 1 ml solució 1 g solució 1 mol HCl 1685, mol HCl 6, 6 ghcl 1 mol Cl 1685, mol HCl 1, mol Cl mol HCl De manera que part del zinc de l elèctrode passa a la solució com a Zn. Es podrà comprovar perquè la massa de l elèctrode anirà disminuint. : Cl Cl : MnO Mn Ajustatge d oxígens i d hidrògens: Ag Cl Cl H MnO Mn H O Ajustatge de càrregues: Cl Cl e e H MnO Mn H O H (g) H (aq) e Ag (aq) 1 e Ag (s) 11

15 Si l elèctrode d argent és el càtode, es produirà la reacció de reducció de l argent: Ag (aq) 1 e Ag (s) Mentre que l altre elèctrode serà l elèctrode estàndard d hidrogen, que estarà en l ànode: H (g) H (aq) e S oxidarà La reacció global: Ag (aq) H (g) Ag (s) H (aq) Notació abreujada: Pt ( s) H ( g, atm), H ( aq) Ag ( aq) Ag ( s). a) H o Ni H (aq) e H (g) E, V Ni (aq) e Ni (s) E,5 V L oxidant més fort és H perquè té un potencial de reducció més positiu. b) Ce o Sn Ce (aq) 1 e Ce (aq) E 1,61 V Sn (aq) e Sn (aq) E,1 V L oxidant més fort és Ce perquè té un potencial de reducció més elevat. c) Mn o H Mn (aq) e Mn (s) E 1,18 V H (aq) e H (g) E, V L oxidant més fort és H perquè té un potencial de reducció més gran. d) NO o SO NO ( aq) H ( aq) e NO( g) HO( l) E 96, V SO ( aq) H ( aq) e SO( g) HO( l) E, V L oxidant més fort és NO perquè té el potencial de reducció positiu.. Escrivim les semireaccions d oxidació, amb el potencial d oxidació corresponent, de manera que el que tingui el potencial d oxidació més gran serà el més reductor: a) Ko Na K (s) K 1 e E (,9 V) Na (s) Na 1 e E (,71 V) És més reductor el potassi perquè K és l oxidant més feble. b) Sn o Fe 1 Sn (aq) Sn (aq) e E (,1 V) Fe (aq) Fe (aq) 1 e E (,77 V) És més reductor el Sn perquè el seu oxidant conjugat (Sn ) és el més feble. c) Br o Cl Br (aq) Br (l) e E (1,7 V) Cl (aq) Cl (g) e E (1,6 V) És més reductor el Br perquè el seu oxidant conjugat (Br ) és el més feble. d) Ce o H Ce (aq) Ce (aq) 1 e E (1,61 V) H (g) H (aq) e E, V És més reductor el H perquè el seu oxidant conjugat (H ) és el més feble. 5. Mg (s) Pb (aq) Mg (aq) Pb (s) (ànode): Mg (s) Mg (aq) e E (,7 V) (càtode): Pb (aq) e Pb (s) E,1 V Reacció global: Mg (s) Pb (aq) Mg (aq) Pb (s) La fem de la pila: E pila E càtode E ànode 6. a) E pila,1 V (,7 V), V Mg Mg Mg e Mg /Mg E,7 V Ag /Ag E,8 V L oxidant més fort és Ag ; per tant, l elèctrode d argent serà el càtode i el de magnesi l ànode: (ànode): Mg (s) Mg (aq) e E (,7 V) (càtode): Ag 1 e Ag [ Ag ( aq) 1e Ag ( s)] E, 8 V Reacció global: Mg (s) Ag (aq) Mg (aq) Ag (s) Ag 111

16 b) La fem de la pila: E pila E càtode E ànode E pila,8 V (,7 V),17 V (càtode): MnO (aq) 8 H (aq) 5 e Mn (aq) H O (l) E 1,51 V La fem de la pila: E pila E càtode E ànode Cl E pila 1,51 V (1,6 V),15 V La reacció serà espontània perquè la fem de la pila és positiva. c) Ce (aq) H (aq) Ce (aq) H (g) Segons l enunciat, les semireaccions seran: 11 Fe Fe e Cl e Cl Cl /Cl E 1,6 V Fe /Fe E,77 V L oxidant més fort és Cl ; per tant, l elèctrode de clor serà el càtode i el de ferro l ànode: (ànode): [ Fe ( aq) Fe ( aq) 1e ] E (, 77 V) (càtode): Cl (g) e Cl (aq) E 1,6 V Reacció global: Fe (aq) Cl (g) Fe (aq) Cl (aq) La fem de la pila: E pila E càtode E ànode E pila 1,6 V (,77 V),59 V 7. a) Ni (aq) Cd (s) Ni (s) Cd (aq) Segons la reacció, les semireaccions seran: (ànode): Cd (s) Cd (aq) e E (, V) (càtode): Ni (aq) e Ni (s) La fem de la pila: E pila E càtode E ànode E pila,5 V (, V),15 V E,5 V Sí, serà una reacció espontània perquè la fem de la pila és positiva. b) MnO (aq) Cl (aq) Mn (aq) Cl (g) en solució àcida. Segons la reacció, les semireaccions seran: (ànode): Cl (aq) Cl (g) e E (1,6 V) (ànode): Ce (aq) Ce (aq) 1 e E (1,61 V) (càtode): H (aq) e H (g) E, V La fem de la pila: E pila E càtode E ànode E pila, V (1,61 V) 1,61 V La reacció no serà espontània perquè la fem de la pila és negativa. d) Cr (s) Zn (aq) Cr (aq) Zn (s) Segons l enunciat, les semireaccions són: (ànode): Cr (s) Cr (aq) e E (,7 V) (càtode): Zn (aq) e Zn (s) E,76 V La fem de la pila: E pila E càtode E ànode E pila,76 V (,7 V), V La reacció no serà espontània perquè la fem de la pila és negativa. 8. a) Si tenim HCl en solució aquosa: HCl (aq) H (aq) Cl (aq) Els anions es mouen cap a l ànode, on es produeix la semireacció d oxidació i obtenim: Cl (aq) Cl (g) e Allibera electrons, mentre que els cations es dirigeixen al càtode, on té lloc la reducció del H : H (aq) e H (g) S acepten electrons. La reacció global és: H (aq) Cl (aq) Cl (g) H (g) b) Tenim en solució: CuCl Cu (aq) Cl (aq)

17 Els anions es dirigeixen a l ànode, on té lloc l oxidació i obtenim: Cl (aq) Cl (g) e Els cations es dirigeixen al càtode on té lloc la reducció del coure en acceptar els electrons que li arriben: Cu (aq) e Cu (s) La reacció global és: Cl (aq) Cu (aq) Cl (g) Cu (s) 9. Dades: I 6 A 6s 6 s t 1h min 1h min 5s 1 h 1 min Solució de CuSO Es calcula la càrrega que ha circulat: Q I t 6 A 5 s C A partir de l equació de Faraday i la reacció de reducció que té lloc en el càtode, es calcula la massa que es diposita: Cu ( aq) e Cu ( s) m M 1 Z F Q 6, 5 g mol C 1, 66 g C Obtenim 1,66 g de coure. 5. a) Dades: A r (Mg),1 u I 1 A 6 s t 1 h 1 h 6 s 1 h La semireacció de reducció que es produeix en el càtode és: Mg (aq) e Mg (s) La càrrega que circula és: Q I t 1 A 6 s 6 C Aplicant la llei de Faraday: 1 M m Z F Q, 1 g mol C mol 6 C , g 51. HCl K CrO CrCl KCl Cl H O Equació iònica: H Cl K CrO Cr Cl Cl H O Semireaccions amb els elements ajustats: : Cl Cl : CrO Cr Ajustatge d oxígens: Cl Cl I d hidrògens: 8 H CrO Cr H O Ajustatge de càrregues: Cl Cl e e 8 H CrO Cr H O S igualen els electrons i se sumen les equacions: 6 Cl Cl 6 e 6 e 16 H CrO Cr 8 H O 16 H CrO 6 Cl Cl Cr 8 H O Equació molecular: 16 HCl K CrO CrCl KCl Cl 8 H O Dades: m(k CrO )? m(crcl ) 1 g Rendiment 6 % M(CrCl ) 1 5, g mol 1 5,5 g mol 1 M(CrCl ) 158,5 g mol 1 M( KCrO) 91, g mol 5, g mol , g mol 19, g mol Calen, g de K CrO. AVALUACIÓ 1 gcrcl mol K CrO mol CrCl 1 gcrcl 6 gcrcl 19, gk CrO 1 mol K CrO mol CrCl 158, 5 gcrcl, gk CrO Es dipositen,5 g de magnesi. 1. KMnO NaNO NaNO Mn b) Dades: A r (Mg),1 u m 1 g 6 s t 1 h 1 h 6 s 1 h Aïllem la intensitat en la llei de Faraday: M m Z F I t I m Z F M t 1 1 g 9687 C mol I 1, A 1 1, g mol 6s La intensitat de corrent que ha circulat és de,1 A. 1. S expressa en forma iònica: K MnO Na NO Na NO Mn. S escriuen les semireaccions: : NO NO :. Els elements ja estan ajustats.. S ajusta l oxigen: NO MnO MnO HO NO Mn Mn H O 11

18 5. S ajusta l hidrogen: 6. S ajusten les càrregues: 7. S igualen electrons i se sumen les equacions: 5NO NO MnO NO HO NO H e MnO 8 H 5 e Mn H O MnO HO NO H 8 H Mn H O 5 HO 5 NO 1 H 1 e 16 1 H e Mn 8 H O MnO 5 NO 5 HO 16 H NO 5 Mn 1 e 8 HO Si es bombollegés el Cl, com que la reacció de reducció és espontània, probablement es produiria l oxidació de la plata: : Cl (g) e Cl (aq) E 1,6 V : Ag (s) Ag (aq) 1 e E (,8 V) Es calcula la E de la reacció global: Cl (g) Ag (s) Cl (aq) Ag (aq) E,56 V La reacció és espontània i s oxidaria l argent a Ag.. Com que totes les espècies presents són ions, l ànode i el càtode han de contenir una làmina de metall inert (Pt) que permeti el moviment d electrons a través del circuit. 8. Es simplifica: MnO 5 NO 6 H 5 NO Mn H O. a) Segons l enunciat, les semireaccions són: (ànode): Cr (s) Cr (aq) e E (,7 V) (càtode): Ni (aq) e Ni (s) E,5 V La fem de la pila: E pila E càtode E ànode E pila,5 V (,7 V),9 V La reacció és espontània perquè la E de la pila és positiva. b) Segons l enunciat, les semireaccions són: (ànode): I (aq) I (s) e E (,5 V) (càtode): Sn (aq) e Sn (s) E,1 V La fem de la pila: E pila E càtode E ànode E pila,1 V (,5 V), V No, la reacció no pot ser espontània perquè la E de la pila és negativa.. Dades: Làmina de Ag 5. Pt : : Fe Fe 1 e Ce 1 e Ce Fe / Fe E 77, V Ce / Ce E 16, 1V L oxidant més fort és el Ce, per tant s oxidaran els ions Fe i es reduiran els ions Ce. : Fe Fe 1e E (, 77 V) : Ce 1e Ce E 1, 61 V Reacció global : Fe ( aq) Ce ( aq) Fe ( aq) Ce ( aq) Calculem la fem de la pila: E pila E càtode E ànode 1,61 V,77 V E pila,8 V () Font de corrent continu e H O e () Pt 11 Solució de FeSO L única possibilitat és que l argent s oxidi, i això serà possible si existeix un oxidant amb un potencial de reducció tal que la reacció global sigui espontània. : Fe (aq) e Fe (s) E, V : Ag (s) Ag (aq) 1 e E (,8 V) La fem de la reacció global seria negativa, de manera que no passaria res per introduir la làmina d argent en la solució. O (g) Solució de CuSO (aq) Dissociació iònica: CuSO ( aq) Cu ( aq) SO ( aq) (ànode): H O () l O ( g) H ( aq) e Cu Cu(s)

19 (càtode): Cu ( aq) e Cu ( s) Re acció global : Cu ( aq) H O ( l) Cu ( s) O ( g) En l ànode es recull gas oxigen i sobre el càtode es diposita coure metàl lic. 6. Dades: I 1 A m (Zn) m (Cd) 5, g t h Zn (aq) e Zn (s) Cd (aq) e Cd (s) Anomenem x la massa de Zn que es diposita i y la massa de Cd. Plantegem una equació amb la massa obtinguda: x y 5, Calculem la quantitat de corrent que ha circulat: 6 s Q I t 1 A h 7 C 1 h Plantegem una equació amb la càrrega total que ha circulat. Per a això calculem abans la càrrega que ha estat necessària per dipositar, per un costat, la massa de cadmi i, per un altre, la massa de zinc: 1 mol Zn mol e C xgzn 95158, x 65, 8 gzn 1 mol Zn 1 mol e 1 mol Cd mol e C ygcd y 11, gcd 1 mol Cd 1 mol e, Plantegem un sistema d equacions: x y 5, 951, 58 x 1716, 7 y 7 La solució és: x 9, g de zinc y 6, g de cadmi Calculem el percentatge en massa de zinc:, % Zn 9g 1 5, g 5,51 % 7. Dades: m(ag),9 g primera cel la V(H )? En la cel la 1, solució de AgNO, i petita quantitat de H SO en la cel la. Semireaccions en els càtodes: (reduccions) Cel la 1: Ag (aq) 1 e Ag (s) Cel la : H (aq) e H (g) S aplica l expressió de Faraday per calcular la corrent que circula a partir de la plata dipositada en la cel la 1: Q Z m M F e 9, g 1 17, 9 g mol Q 8, 8 C Com que les cel les estan connectades en sèrie, hi circula la mateixa quantitat de corrent, de manera que es calculen els litres de H que s obtenen a partir del corrent que circula. Primer es calcula el nombre de mols: n m Q 8, 8 C 17, 1 mol de H 1 M Z F 9687 Cmol Es calculen els litres sabent que ens trobem a 1 atm i C:, L 17, 1 mol H 9, 1 1 mol H Obtenim 9, 1 L de H Cmol 1 LH 115