7. 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 S O Na S O S O K Cr O C H 7 1 H C O B O 1 CH O 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 Cu SO ZnSO Cu Agent oxidant: CuSO Agent reductor: Zn 1 1 NH O N 6 H O 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 Oxidaci ó Oxidac ió. Caràcter oxidant Reductors conjugats Caràcter reductor. a) K ClO K Cl 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: C CO SO S 97

2 98. Tant C com S estan ajustats.. Ajustatge de l oxigen: 5. Ajustatge de l hidrogen: 6. Ajustatge de càrregues: 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:. S ajusta cada element:. S ajusta l oxigen: 5. S ajusta l hidrogen: Cl Cl Cl 7 Cr O 1 H Cr 7 H O 6. S ajusten les càrregues: 7 Cl Cl e C H O CO SO S H O C H O CO H SO 8 H S H O C H O CO H e SO 8 H 8 e S H O C H O CO 8 H 8 e Cl 7 Cr Cl Cr O Cl Cr O Cl 7 SO 8 H 8 e S H O SO C 8 H H O S CO 8 H H O 7 H Cl K Cr O Cl Cr Cl K Cl Cr O Cr 7 H O 6 e Cr O 1 H Cr 7 H O 7. S igualen electrons i se sumen les equacions: 6 Cl Cl 6 e 7 6 e Cr O 1 H Cr 7 H O 7 6 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 Cl 7 Cr 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:. S ajusta cada element:. S ajusta l oxigen: 5. S ajusta l hidrogen: Cl 6. S ajusten les càrregues: Cl Cl e MnO 8 H 5 e Mn H O 7. S igualen electrons i se sumen les equacions: 1 Cl 5 Cl 1 e MnO 16 H 1 e Mn 8 H O 1 Cl MnO 16 H 5Cl Mn 8 H O 8. Es simplifica i s escriu en forma molecular: KMnO 16 HCl 5 Cl MnCl KCl 8 H 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: Cl. S ajusta cada element:. S ajusta l oxigen: MnO 8 H Mn H O Fe Fe 5. S ajusta l hidrogen: Cl MnO Mn H O Cl MnO Mn H O Fe Fe Cl Cl MnO Mn Fe Fe MnO Cl MnO Fe MnO Cl Fe Mn Mn Mn MnO 8 H Mn H O

3 6. S ajusten les càrregues: 7. S igualen electrons i se sumen les equacions: 8. Es simplifica i s escriu l equació en forma molecular: e) MnO SO Mn HSO f) 1. Està expresada en forma iónica.. S escriuen les semireaccions:. Els elements estan ajustats.. S ajusta l oxigen: 5. S ajusta l hidrogen: 6. S ajusten càrregues: 7. S igualen electrons i se sumen les equacions: 5 SO 1 H O 5 HSO 15 H 1 e MnO 16 H 1 e Mn 8 H O 8. Es simplifica: MnO 5SO H O H 5 HSO Mn 7 Cr O C O Cr CO 1. Està expressada en forma iònica.. S escriuen les semireaccions: MnO 5 SO 1 H O 16 H Fe Fe e MnO 8 H 5 e Mn H O 1 Fe 1 Fe 1 e MnO 16 H 1 e Mn 8 HO MnO 1 Fe 16 H 1 Fe Mn 8 H O KMnO 1 FeSO 8 H SO MnSO 5 Fe ( SO ) K SO 8 H O SO SO H O HSO H e MnO 8 H 5 e Mn 5 HSO Mn 15 H 8 H O CO 7 Cr C O Cr O HSO Mn MnO SO H O HSO MnO Mn H O SO H O HSO H MnO 8 H Mn H O HO 6. a). S ajusta l oxigen: 5. S ajusta l hidrogen: C O Cr O 1 H Cr 7 H O 6. S ajusten les càrregues: 7 C O CO e Cr O 1 H 6 e Cr 7 H O 7. S igualen electrons i se sumen les equacions: CO 6 CO 6 e 7 Cr O 1 H 6 e Cr 7 H O 7 Cr O C O 1 H 6 CO Cr 7 H O 8. Finalment obtenim: 7 Cr O C O 1 H 6 CO Cr 7 H O N O Br NO BrO 1. Està expressada en forma iònica.. S escriuen les semireaccions: CO 7. S ajusten els elements: Br N O C O. S ajusta l oxigen: BrO NO Br 6 OH BrO H O N O CO 7 5. Els hidrògens ja van quedar ajustats en el pas anterior. 6. S ajusten les càrregues: Br 6 OH BrO H O 6 e N O e NO 7. Igualem el nombre d electrons i sumem les dues equacions: NO 6 e 6 NO Br 6 OH BrO H O 6 e NO Br 6 OH BrO 6 NO HO Simplifiquem i obtenim: Cr O Cr 7 H O Br BrO NO N O NO N O Br 6 OH BrO 6 NO H O. S ajusten els elements: CO 7 Cr C O 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:. 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: 8. Es simplifica i s escriu en forma molecular: Cr(OH) KIO KOH KI K CrO 5 H O c) KI KClO I KCl KOH 1. S expressa l equació en forma iònica:. S escriuen les semireaccions:. S igualen els elements:. S ajusta l oxigen: I 5. Els hidrògens ja estan ajustats. 6. S ajusten les càrregues: I I e 7. S igualen els electrons i se sumen les equacions: 6 I I 6 e Cr IO Cr 8 OH CrO H O e 6 e IO H O I 6 OH 6 e ClO H O Cl 6 OH 6 e ClO HO Cl 6 OH 8. Es simplifica i s escriu en forma molecular: I I I ClO CrO I Cr 8 OH CrO H O IO H O I 6 OH Cr 16 OH CrO 8 H O 6 e 6 e IO H O I 6 OH Cr IO H O 16 OH CrO I 6 OH 8 H O K I K ClO I K Cl K OH ClO I Cl I ClO H O Cl 6 OH 6 KI KClO H O I KCl 6 KOH 6 I ClO H O I Cl 6 OH Cl S escriuen les semireaccions:. Els elements ja estan igualats. S ajusten els oxígens i els hidrògens.. S iguala el nombre d electrons i se sumen les equacions: 16 H Per expressar-lo en forma molecular, suposem medi àcid de HCl: KMnO 6 HCl 5 H S Oxidant Reductor S oxida: S Es redueix: MnO 8. K Cr O 7 CH CH OH H SO 5 S MnCl KCl 8 H O Cr (SO ) CH COOH K SO H O 1. S expressa en forma iònica: 7 K Cr O CH CH OH H SO Cr SO. S escriuen les semireaccions amb els elements igualats: CH CH OH CH COO. S ajusta l oxigen: H O CH CH OH CH COO 5 H 7 1 H Cr O Cr. S ajusta l hidrogen: H O CH CH OH CH COO 5 H 7 1 H Cr O Cr 5. S ajusten les càrregues: 7 Cr 7 HO H O CH CH OH CH COO 5 H 5 e 6 e 1 H Cr O 5( S S e ) ( 5 e 8 H MnO Mn H O) S S 8 H MnO Mn H O MnO 5 S 5 S Mn 8 H O CH COO H K SO H O Cr O 6. S igualen els electrons i se sumen les equacions: H O CH CH OH CH COO 15 H 1 e 7 7 Cr 1 e 8 H Cr O Cr 1 H O CHCOO H 7 HO 7 HO H O 8 H CH CH OH Cr O S MnO S Mn 7 15 Cr 1 H O 1

5 7. Es simplifica i s escriu en forma molecular: 9. Dades: K Cr O 7 CH CH OH 8 H SO Cr (SO ) CH COOH K SO 11 H O ( KMnO ) 15, ml; ( Na C O ) 5, ml Equació iònica: Es calculen els mols de KMnO utilitzats: Segons la reacció, mols de KMnO reaccionen amb 5 mols de Na C O : Es calcula la molaritat de la solució de 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 ( K Cr O ) 8, ml; ( Na SO ) 5, ml 7 L equació iònica: mol M( KMnO ), 1 M( Na CO)? L MnO 5 C O 16 H Mn 1 CO 8 H O 15, ml KMnO, 6 1 mol Na C O M( Na CO) 5, ml 1 ml mol, 18 1 L L Na C O 7 Cr O SO 8 H Cr SO H O Es calculen els mols de Na SO utilitzats: 1 L, 1 mol NaSO 5, ml 1 ml 1 L 7, 75 1 mol Na SO Segons la reacció, mols de Na SO reaccionen amb 1 mol de K Cr O 7 : 1 7, 751 mol K Cr O mol NaSO mol Na SO, L, 1 mol KMnO 1 ml 1 L mol K Cr O Es calcula la molaritat de la solució de K Cr O 7 : 1, 88 1 mol KMnO 5 1, 88 1 mol Na C O mol KMnO mol KMnO, 61 mol Na C O, 58 1 mol K Cr O M( K CrO7 ) 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: (K Cr O 7 ),5 ml; (FeSO ) 5, ml M(K Cr O 7 ),15 M; M(FeSO )? Equació iònica: Es calculen els mols de K Cr O 7 utilitzats: Segons l equació, 1 mol de K Cr O 7 reacciona amb 6 mols de FeSO : Es calcula la molaritat de la solució de FeSO : La molaritat de la solució de FeSO és 1,1 M. L oxidant és K Cr O 7. El reductor és FeSO.. PILES OLTAIQUES 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) 1 e 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: 1. Dades: 7 6 Fe Cr O 1 H 6 Fe Cr 7 H O, 5 ml K Cr O 7 1 L, 15 mol K Cr O 1 ml 1 L, 5751 mol K CrO7 6, mol FeSO mol K CrO7 1 mol K Cr O 7, 75 1 mol FeSO, 75 1 mol FeSO M( FeSO ) 5, ml mol 1, 1 L Cu(s) Cu (aq) (Ag (aq) Ag(s) 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) 7 1 ml 1 L 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 La fem de la pila serà: E pila 1,66 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 1,66 Notació abreujada: Al( s) Al ( aq, 1, M) H ( aq, 1, M) H ( g, 1 atm) Pt( s) ( aq) H ( g) 17. a) Br o I Br (e) e Br (aq) E 1,7 I (e) e I (aq) E,5 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, Ag (aq) 1 e Ag(s) E,8 Comprovem que la reacció és favorable. b) Fe o Fe Fe (aq) 1 e Fe (aq) E,77 Fe (aq) e Fe (s) E, 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 7 Cr O ( aq) 1 H ( aq) 6 e Cr ( aq) 7 H O( l) H O ( g) H ( aq) e H O( l) E 1, E 1, 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 MnO ( aq) H O( l) e MnO ( s) OH ( aq) E, 59 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, Ca (aq) e Ca (s) E,87 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, Mg (aq) e Mg (s) E,7 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 Cu (aq) 1 e Cu (s) E,15 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 Ag (aq) e Ag (s) E,8 El reductor més fort és I perquè l oxidant conjugat és l oxidant més feble. 19. Escrivim les semireaccions i els seus potencials estàndard: 7 Cr O ( aq) 1 H ( aq) 6 e Cr ( aq) 7 H O( l) O ( g) H ( aq) e H O ( aq) Cl ( g) e Cl ( aq) E 1, 6 H ( aq) e H ( g) E, El de més poder oxidant és aquell que tingui una E més positiva: O > Au > Cl > Cr O > O > H 7 E 1, E, 68 O ( g) H ( aq) e O ( g) H O( l) E, 7 Au ( aq) e Au ( s) E 1, 5 Serà més reductor aquell que tingui el potencial estàndard d oxidació més gran: 1. Fe /Fe i Al /Al (Al) Fe /Fe Al /Al Zn > Ni > H > Ag > Br > Ce Al Al e E, E 1,66 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 ) (càtode): [ Fe ( aq) e Fe ( s)] E, Reacció global: Al (s) Fe (aq) Al Fe (s) Fem estàndard de la pila: E pila E càtode E ànode E pila, (1,66 ) 1, Notació abreujada: càt Al (s) Al (aq) Fe (aq) Fe (s) Cu /Cu i Sn /Sn Fe e Fe àn (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 ) Ni (s) Ni (aq) e E (,5 ) H (g) H (aq) e E, Ag (s) Ag (aq) 1 e E (,8 ) Br (aq) Br (l) e E (1,7 ) Ce (aq) Ce (aq) 1 e E (1,61 ) Cu /Cu Sn /Sn Sn Sn e Cu e Cu E, E,1 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 ) càt Cu ( aq) e Cu( s) E,. 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, (,1 ),8 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 (, ) Reacció catòdica (reducció): càt Cl ( g) e Cl ( aq) E 1, 6 àn Fem estàndard: E pila E càtode E ànode 1,6 (, ) E pila 1,76 Cu Ag. ELECTRÒLISI. S electrolitza clorur de calci fos. Electròlit dissociat: CaCl Ca Cl en el càtode: Ca e Ca ( s) en l'ànode: Cl Cl ( g) e Reacció global: Ca Cl Ca ( s) Cl ( g) 1 Cu Cu e Ag /Ag Cu /Cu E,8 E, 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 E àn (, ) (càtode): [ Ag ( aq) 1 e Ag ( s)] Reacció global: E càt,8 Cu (s) Ag (aq) Cu (aq) Ag (s) Fem estàndard de la pila: E pila E càtode E ànode E pila,8 (, ),6 Notació abreujada: Ag 1 e Ag Cu (s) Cu (aq) Ag (aq) Ag (s) Font de corrent contínua. 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) Clorur de calci fos 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 i E (H /H ),, 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. : : 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 Cu ( s) e Cu ( aq) 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 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 (càtode): Cd (aq) e Cd (s) Els potencials estàndard són: Ca /Ca E,87 La fem estàndard de la pila: E pila E càtode E ànode 1 1 Cd /Cd E, E pila, (,87 ),7 Cu ( aq) e Cu ( s) C 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 La fem estàndard de la pila: E pila E càtode E ànode E pila,1 (1,7 ) 1,1 E 1,7 Sn /Sn E,1 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 La fem estàndard de la pila: E pila E càtode E ànode E pila,5 (,8 ) 1,5 E,8 Ni /Ni E,5 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 La fem estàndard de la pila: E,15 Fe /Fe E,77 E pila E càtode E ànode E pila,77 (,15 ),6 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 : La fem estàndard de la pila: E pila E càtode E ànode E pila,5 (, ),5 E, Ni /Ni: E,5 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) 8 H ( aq) 5e (càtode): NO ( aq) H ( aq) e NO( g) H O( l) Els potencials estàndard són: MnO /Mn NO /NO La fem estàndard de la pila: E pila E càtode E ànode E 1,51 E,96 E pila,96 (1,51 ),55 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 NO /NO La fem de la pila és: E pila E càtode E ànode E,1 E,96 E pila,1 (,96 ),8 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): Els potencials estàndard són: Pb /Pb La fem de la pila és: E pila E càtode E ànode Fe (aq) 1 e Fe (aq) Fe /Fe E pila,77 (,1 ),9 E,1 E,77 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 pila 1,51,68,8 E,68 La reacció és espontània perquè la fem és positiva. EXERCICIS I PROBLEMES HNO C O Mg N MgN Re ductor Oxidant Cd HCl CdCl H Re ductor Oxidant NH NO N O H O Reductor Oxidant Re ductor Oxidant MnO ( aq) 8 H ( aq) 5e Mn ( aq) H O( l) 6 S O 1 7 K MnO 1 1 H S SO S H O Oxidan t 1 1 CO H CHOH Reductor 1 1 H C OOH. El liti és un reductor més fort que el zinc. 5 P O MnO / Mn E 1, 51 SiO B O 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: I NO K SO K NO K I H SO. S escriuen les semireaccions: I I 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: e H NO NO H O 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: 7 K SO Cr K Cr O K I H SO. S escriuen les semireaccions: I I e I I 7 Cr Cr O SO I 17

12 18. Ajustatge de cada element:. Ajustatge d oxigen: 5. Ajustatge d hidrogen: 6. Ajustatge de càrregues: 7. S igualen els electrons i se sumen les equacions: 1 H 6 e 1 H Cr O Cr 7 H O I I 8. Es simplifica i s escriu l equació en forma molecular: K Cr O 7 6 KI 7 H SO C H 5 OH O CO H O K SO Cr (SO ) K SO 1. No es pot escriure en forma iònica.. S escriuen les semireaccions amb els elements igualats: C H 5 OH CO. Ajustatge d oxígens: O H O 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: 5 1 e 1 H O 6 HO H O C H OH CO 1 H 1 e 5 H O 1 H C H OH O CO 6 H O 1 H 7. Simplificant: I I I e I 7 Cr Cr O I 7 Cr O Cr 7 H O I 7 1 H Cr O Cr 7 H O 7 6 e 1 H Cr O Cr 7 H O 6 I I 6 e I Cr O I Cr 7 H O 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: H O O 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:. S ajusta cada element: Cl ClO Cl Cl. Ajustatge d oxígens: Cl ClO Cl Cl 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 H O e OH Cl 8. Equació final: Cl OH Cl ClO H O P PH O PH e Cl Cl ClO Cl H O 1. S escriuen les semireaccions, amb dos elements igualats:

13 P PH O P PH. Ajustatge d oxígens: 16 OH P PH O 8 H O P PH. Ajustatge d hidrògens:. Ajustatge de càrregues: 5. S igualen els electrons i se sumen les equacions: Les dues semireaccions són: H O O MnO Mn. Els elements estan igualats.. Ajustatge d oxígens:. Ajustatge d hidrògens: 5. Ajustatge de càrregues: 6. S igualen els electrons i se sumen les equacions: 1 e 16 H MnO Mn 8 H O 7. Reacció final: 5 H O MnO H SO 7. Dades: M(KMnO ), mol L 1 M(FeSO ),1 mol L 1 (KMnO )?; (FeSO ), m L Reacció iònica: 8 H O 16 OH P PH O 8 H O 8 OH 1 HO P PH 1 OH OH P 1 PH O 1e 8OH P PH O e 1 e 1 H O P PH 1 OH 1 e 1 H O P PH 1 OH OH 1 H O P 1 PH O PH 1OH H O O MnO Mn H O H O O H 8 H MnO Mn H O H O O H e 5 e 8 H MnO Mn H O 5 HO 5 O 1 H 1 e 5 H O 16 H MnO 5 O Mn 1 H 8 H O 5 O Mn 8 HO SO 5 Fe MnO 8 H 5 Fe Mn H O Es calculen els mols de FeSO utilitzats: 1 L, 1 mol FeSO, ml 1 ml 1 L 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 ( KMnO ), 81 mol KMnO, mol KMnO Calen, ml de KMnO. 8. Dades: (FeSO ) 5, ml (Ce(SO ) ), ml M(FeSO )? M(Ce(SO ) ),1 mol L 1 Reacció iònica:, 81 mol KMnO 1 ml, ml KMnO 1 L 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 Ce( SO ) Es calcula la molaritat de la solució de FeSO :, 1 mol FeSO M( FeSO ) 5, ml 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: 1 mol FeSO 1 mol KMnO mol FeSO 5 mol FeSO, 1 mol FeSO 7 1 mol FeSO 1 mol Ce( SO ) 1 ml 1 L 1 H Cr O Cr 7 H O 1 19

14 Ajustatge de càrregues: S igualen electrons i se sumen les equacions: 1 H Reacció: 1 H K Cr O 7 6 Cl b) (Cl )? (K Cr O 7 ) 1 ml T 5 C 98 K M(K Cr O 7 ), mol L 1 p 1, atm; 7 Cl Cl e 6 e 1 H Cr O Cr 7 H O 6 Cl Cl 6 e 7 6 e 1 H Cr O Cr 7 H O 7 Cr O 6 Cl Cl Cr 7 H O Cl Cr K 7 H O excés KCl El reactiu limitant és K Cr O 7. Es calculen els mols de K Cr O 7 que han reaccionat: 1 ml K Cr O Segons la reacció, 1 mol de K Cr O 7 que reacciona permet obtenir mols de Cl : mol Cl Es calcula el volum de Cl obtingut, utilitzant l equació d estat dels gasos ideals: p n R T n R T p 91 mol, 8 atm LK 1, atm,18 L de Cl. a) HCl MnO MnCl Cl H O Equació iònica: 1 L, mol K Cr O 1 ml 1 L 1 mol K CrO7 mol Cl mol K CrO7 1 mol K Cr O H Cl MnO Mn Cl Cl H O Semireaccions amb els elements igualats: 7 mol 98 K Se sumen les reaccions: Reacció: b) Dades: HCl MnO MnCl Cl H O p,9 atm; (HCl) 15 ml 5 % T C K ρ 1,17 gml 1 (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: 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:. H Cl Cl e e H MnO Mn H O MnO Cl Cl Mn H O 1, 17 g solució 5 g HCl 15 ml 1 ml solució 1 g solució 1 mol HCl 1, 685 mol HCl 6, 6 g HCl 1 mol Cl 1, 685 mol HCl, 1 mol Cl mol HCl p n R T n R T p 1, 1 mol, 8 atmlk mol 1 K, 9 atm 11, 7 L Zn (s) Zn (aq) e 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, Ni (aq) e Ni (s) E,5 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 Sn (aq) e Sn (aq) E,1 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 H (aq) e H (g) E, L oxidant més fort és H perquè té un potencial de reducció més gran. d) NO o SO 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) K o Na K (s) K 1 e E (,9 ) Na (s) Na 1 e E (,71 ) És més reductor el potassi perquè K és l oxidant més feble. b) Sn o Fe 1 NO ( aq) H ( aq) e NO( g) H O( l) Sn (aq) Sn (aq) e E (,1 ) Fe (aq) Fe (aq) 1 e E (,77 ) E, 96 SO ( aq) H ( aq) e SO ( g) H O( l) E, 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 ) Cl (aq) Cl (g) e E (1,6 ) 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 ) H (g) H (aq) e E, És més reductor el H perquè el seu oxidant conjugat (H ) és el més feble. 5. Mg (s) Pb (aq) Mg (aq) Pb (s) 6. a) (ànode): Mg (s) Mg (aq) e E (,7 ) (càtode): Pb (aq) e Pb (s) E,1 Reacció global: Mg (s) Pb (aq) Mg (aq) Pb (s) La fem de la pila: E pila E càtode E ànode E pila,1 (,7 ), Mg Mg Mg e Mg /Mg Ag /Ag E,7 E,8 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 ) (càtode): [ Ag ( aq) 1 e Ag ( s)] E, 8 Reacció global: Ag 1 e Ag 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 (,7 ),17 (càtode): MnO (aq) 8 H (aq) 5 e Mn (aq) H O (l) E 1,51 La fem de la pila: E pila E càtode E ànode Cl E pila 1,51 (1,6 ),15 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 Cl /Cl Fe Fe e Cl e Cl Fe /Fe E 1,6 E,77 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) 1 e ] E (, 77 ) (càtode): Cl (g) e Cl (aq) E 1,6 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 (,77 ),59 7. a) Ni (aq) Cd (s) Ni (s) Cd (aq) Segons la reacció, les semireaccions seran: (ànode): Cd (s) Cd (aq) e E (, ) (càtode): Ni (aq) e Ni (s) La fem de la pila: E pila E càtode E ànode E pila,5 (, ),15 E,5 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 ) (ànode): Ce (aq) Ce (aq) 1 e E (1,61 ) (càtode): H (aq) e H (g) E, La fem de la pila: E pila E càtode E ànode E pila, (1,61 ) 1,61 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 ) (càtode): Zn (aq) e Zn (s) E,76 La fem de la pila: E pila E càtode E ànode E pila,76 (,7 ), 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: La reacció global és: 9. Dades: I 6 A Cu (aq) e Cu (s) Cl (aq) Cu (aq) Cl (g) Cu (s) 6 s 6 s t 1 h min 1 h min 5 s 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: Obtenim 1,66 g de coure. Cu ( aq) e Cu( s) m M Z F Q 6, 5 gmol C 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 , 5 g 1 C 1, 66 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( K CrO ) 9, 1 g mol 5, g mol Calen, g de K CrO. AALUACIÓ , g mol 19, gmol 1 g CrCl mol K CrO mol CrCl 1 g CrCl 6 g CrCl 19, g K CrO 1 mol K CrO mol CrCl 158, 5 g CrCl, g K 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 6 s 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 H O NO MnO MnO 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: 5 NO 5 H O 5 NO 1 H 1 e MnO NO H O NO H MnO NO H NO O H e MnO 8 H 5 e Mn H O 8 H Mn H O 16 H 1 e Mn 8 H O MnO 5 H O 16 H 5 NO 5 NO 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 : Ag (s) Ag (aq) 1 e E (,8 ) Es calcula la E de la reacció global: Cl (g) Ag (s) Cl (aq) Ag (aq) E,56 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 ) (càtode): Ni (aq) e Ni (s) E,5 La fem de la pila: E pila E càtode E ànode E pila,5 (,7 ),9 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 ) (càtode): Sn (aq) e Sn (s) E,1 La fem de la pila: E pila E càtode E ànode E pila,1 (,5 ), 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 L oxidant més fort és el Ce, per tant s oxidaran els ions Fe i es reduiran els ions Ce. : Fe Fe 1 e E(, 77 ) : Ce 1 e Ce E 1, 61 Reacció global : Fe / Fe E, 77 Ce / Ce E 1, 61 Fe ( aq) Ce ( aq) Fe ( aq) Ce ( aq) Calculem la fem de la pila: E pila E càtode E ànode 1,61,77 E pila,8 () 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, : Ag (s) Ag (aq) 1 e E (,8 ) 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) : Re acció global : Cu ( aq) e Cu ( s) 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 x g Zn 951, 58 x 65, 8 g Zn 1 mol Zn 1 mol e 1 mol Cd mol e C y g Cd y 11, g Cd 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: 7. Dades: m(ag),9 g primera cel la (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 gmol Q 8, 8 C, % Zn 9 g 1 5, g 5,51% 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, 171 mol de H 1 M Z F Cmol Es calculen els litres sabent que ens trobem a 1 atm i C:, L, 17 1 mol H 9, 1 L H 1 mol H Obtenim 9, 1 L de H C mol 1 115