Electrolisis problemas

ejercicios

1. EJERCICIOS RESUELTOS
1 Dada la siguiente tabla de potenciales normales expresados en voltios:

PARA REDOX E0 (V)

Cl2 / Cl
–
1,35
ClO4
–
/ClO3
–
1,19
ClO3
–
/ClO2
–
1,16
Cu2
+
/Cu0 0,35
SO3 2
–
/ S2
–
0,23
SO4 2
–
/ S2 0,15
Sn 4
+
/Sn2 0,15
Sn2
+
/ Sn0 -0,14
a) Escriba el nombre de: La forma reducida del oxidante más fuerte.
(Cl-)
-Un catión que pueda ser oxidante y reductor. (Sn2+)
- La especie más reductora. (Sn
0
)
-Un anión que pueda ser oxidante y reductor. (ClO3
–
)
b) Escriba y ajuste dos reacciones que sean espontáneas entre especies de la tabla que
correspondan a:
-Una oxidación de un catión por un anión.
ClO3 – + Sn
2+
+ 2 H
+
 ClO2
–
+ Sn
4+
+ H2O
-Una reducción de un catión por un anión.
S
2–
+ 4 Cu
2+
+ 4 H2O  SO4
2–
+ 8 H
+
+ 4 Cu
CUESTIÓN (PAU-Madrid)
2. Para un proceso electrolítico de una disolución de AgN03 en el que se obtiene Ag
metal, justifique si son verdaderas o falsas cada una de las siguientes afirmaciones:
a) Para obtener 1 mol de Ag se requiere el paso de 2 moles de electrones.
b) En el ánodo se produce la oxidación de los protones del agua.
c) En el cátodo se produce oxígeno.
d) Los cationes de plata se reducen en el cátodo
Solución
a) Falsa, para obtener un mol de Ag se necesita un mol de electrones. Ag
+
+ e
-
→ Ag
b) Falso, los protones del agua no se pueden oxidar, sólo se pueden reducir a H2 .
c) Falso. En el cátodo se obtiene plata.
d) Verdadera, en el cátodo (electrodo positivo) se produce la reducción y en el ánodo
(electrodo negativo) la oxidación

3. (a) Supóngase una celda electroquímica que funciona en el sentido espontáneo de la
reacción de la celda (celda voltaica). Decir razonadamente si son verdaderas o falsas las
siguientes afirmaciones:
1) Los electrones se desplazan del cátodo al ánodo (0,5 puntos)
2) Los electrones atraviesan el puente salino (0,5 puntos)
3) La reducción tiene lugar en el electrodo positivo. (0,5 puntos)
Nota: Se pueden facilitar las respuestas dibujando un esquema de la celda voltaica
(b) Cuando el cloruro de sodio se funde y se electroliza con electrodos inertes, ¿qué
producto se forma en el ánodo? ¿y en el cátodo? Escribir ambas reacciones. (1 punto) J-

2. 01 B-6


Solución
a) una celda electroquímica (no importa en qué sentido funcione)la oxidación se
produce en el ánodos la celda es voltaica(pila) , el ánodo , es una fuente de e
-
y
actúa como polo negativo. En él se generan los electrones que tomaran el
oxidante para reducirse, proceso que se dará en el cátodo.
Según esto será:
1) falso. según lo expuesto anteriormente
2) falso. la misión del puente salino es cerrar el circuito eléctrico, y mediante el
electrolito contenido en él, mantener la neutralidad de la carga en las
proximidades de los electrodos.
3) Cierto. Según lo expuesto en la introducción, la reducción se produce en el
Catodo, electrodo al cual van los electrones y que actúa, por lo tanto como
electrodo positivo.
en la figura adjunta utilizando como ejemplo la pila Daniell se refleja lo
dicho.

3. EJERCICIOS POR RESOLVER .



1) Cuantos coulombios han de atravesar una disolución formada por 200 c.c de
FeCO3 6M, para que se deposite todo el hierro ?. DATOS: M.a(Fe) = 55,85.
Rt/ 231.600 C

2) Con la corriente constante de 10 A se electroliza una disolución acuosa de
ZnSO4 , al cabo de 15 min exactos, la cantidad de metal depositada en el cátodo
es de 3,0485 g .
a) Escribir las reacciones electroquímicas y químicas que tienen lugar.
b) Calcular la masa atómica del Zn.
c) Sabiendo que la carga del electrón es 1,6.10
-19
C, calcular el número de
Avogadro .
Rt/ M.a(Zn) =
65,36 ; NA = 6,03.10
23
.

3) Para determinar la intensidad de una corriente se emplea el voltámetro de cobre.
Ánodo y cátodo son laminillas de cobre puro y el electrólito una disolución de
CuSO4. El cátodo, perfectamente limpio y seco, se pesa antes y después de la
electrólisis obtenido x1 = 7,215 g y x2 =10,167 g. El tiempo de duración de la
electrólisis es de 1/4 de hora. Determinar la intensidad de la corriente.
DATOS: M.a(Cu) =63,54 .
Rt/ I = 10 A

4) Calcular los volúmenes de H2 y O2 que, en condiciones normales, se producen
en una electrólisis de agua acidulada con H2SO4, circulando por el voltámetro
una corriente de 2 A durante una hora.
Rt/ Vhidr = 0,83 l ;
Voxig = 0,415 l.

5) Una corriente con un intensidad de 6 A pasa durante un hora 3 min por dos
cubas electrolíticas en serie, la primera contiene disolución de CuSO4 y la
segunda AlCl3. Calcular las cantidades de Cu y Al depositadas.
DATOS: M.a(Cu) = 63,54 ;M.a(Al) = 26,98.
Rt/ xCu = 7,43 g ;
xAl = 2,10 g.

6) Si se hace pasar por una disolución de CuSO4 una corriente de 2 A durante 2
horas.) Qué peso de cobre se deposita?. M.a(Cu) = 63,5.
Rt/ xCu = 4,74 g.

7) Si se hace pasar por una disolución de una sal de plata una corriente de 1 A
durante 4 h. )Qué peso de Ag se deposita ?. DATOS: M.a(Ag) = 107,8.

8) La principal fuente de aluminio comercial es la electrólisis de sales de Al
3+

fundidas. Cuantos Faradais de carga y cuantos Coulombios deben pasar a través
del fundido para depositar 1 Kg de aluminio?. M.a(Al) = 26,54
Rt/ 111,2 F ; Q =

4. 1,073.10
7
C

9) Supongamos que se depositan 2,045 g de Cu en el cátodo de una célula
electrolítica de CuSO4 cuando pasa una corriente durante 100 min. )Cuál es el
amperaje de la corriente?. DATOS: M.a(Cu) = 63,54.
Rt/ I = 1,035 A.

10) En la producción electrolítica del aluminio, las corrientes utilizadas son
ordinariamente de 20.000 A a 50.000 A . Si una célula electrolítica opera a
40.000 A . )Cuanto tiempo será preciso para producir 1 Kg de Al?.
DATOS: M.a(Al) = 26,98.
Rt/ t = 4,5 min.

11) Se electroliza ZnCl2 fundido mediante una corriente de 3 A, durante un tiempo
determinado, depositándose 24,5 g de Zn en el cátodo. )Cuál es la reacción
química que tiene lugar en este ?. )Y en el ánodo?. Cuanto tiempo dura el
proceso y cuanto Cl2 medido en C.N se desprende en el ánodo? DATOS:
M.a(Zn) = 65,37.
Rt/ t = 6,7 h ;
Vcloro = 8,44 l

12) Cuando se hace pasar cierta cantidad de corriente a través de una disolución de
AgNO3, se depositan 2 g de Ag en el cátodo. Cuantos gramos de Pb se
depositarán si se hace pasar la misma cantidad de electricidad a través de una
disolución de PbCl2 ?. DATOS: M.a(Ag) = 107; M.a(Pb)=207,19
Rt/ xPb = 1,92 g.

13) Una corriente de 250 mA pasa, durante 22 min 20 s, a través de una disolución
de CuSO4. Los electrodos son de cobre. Calcular el cambio de masa de los
electrodos. DATOS: M.a(Cu) = 63,54.
Rt/ xCu = 0,11 g.

14) Calcular la intensidad de corriente que se necesita para que se depositen 8 g de
Ag de un disolución de sal de plata en un tiempo de 2 h. DATOS: M.a(Ag) =
107,8.
Rt/ I = 1 A.

15) Que volumen en c.c de flúor a 28
o
C y 740 mmHg obtendremos se
electrolizamos NaF con una corriente de 5 A durante 0,5 h ?. DATOS: M.a(F)
= 19.
Rt/ Vflúor = 1191,4
c.c.

16) Una muestra de metal, de masa atómica 157,2, se disolvió en ácido clorhídrico y
se realizó la electrólisis de la disolución. Cuando había pasado por la célula
3215 C, se encontró que en el cátodo se habían depositado 1,74 g de metal.
Calcular la carga del ión metálico.
Rt/ 3+.

17) Tenemos dos cubas electrolíticas que contienen disoluciones acuosas de AgNO3

5. y H2SO4. Al pasar una corriente eléctrica simultáneamente por ambas en la
primera se depositan 0,093 g de Ag. Que volumen de H2, medido en C.N se
desprende en la segunda?. DATOS: M.a(Ag) = 107,8.
Rt/ Vhidrg = 9,66 c.c

18) Una disolución acuosa de ZnSO4 se electroliza con una corriente continua y
constante de I = 10 A . Al cabo de 15 min se depositan en el cátodo 3,0485 g de
Zn. Calcular la masa atómica del cinc.
Rt/ M.a(Zn) =
65,37 g/mol

19) Se hace pasar por una disolución de una sal de oro la misma cantidad de
electricidad que libera 2,158 g de plata, al hacerla pasar por otra disolución
de una sal de plata, depositandose 1,314 g de oro. Calcular el estado de
oxidación del oro en la sal. DATOS: M.a(Ag) =107,8 ; M.a(Au) = 197.
Rt/ Au
3+
.

20) Se hizo pasar una corriente eléctrica a través de una disolución de AgNO3 . Al
cabo de 30 min se depositaron 1,307 g de plata sobre el cátodo. Se hizo pasar la
misma corriente durante el mismo tiempo por una disolución preparada
disolviendo 7 g de CuSO4 en 500 ml de agua. )Cuál es el valor de la
concentración de iones Cu
2+
presentes en la disolución, después del paso de la
corriente?.
DATOS: M.a(Cu) = 63,54 ; M.a(S) = 32 ; M.a(Ag) =107,8 ; M.a(O) = 16.
Rt/ [Cu
2+
] = 0,0755
mol/l.

21) Que cantidad de sodio se puede obtener en media hora con una corriente de 15
A. Si se utiliza como electrólito cloruro de sodio fundido escribir las reacciones
correspondientes a los dos electrodos. M.a(Na) = 23.
Rt/ xNa = 6,43 g.

22) Se desea conocer la intensidad de corriente necesaria para depositar en 2 h la
plata contenida en 50 ml de una disolución de AgNO3, de la cual 20 ml
producen 0,56 g de precipitado de cloruro de plata, al tratarla con suficiente
cantidad de ácido clorhídrico.
Rt/ I = 0,13 A

23) Dos cubas electrolíticas, conteniendo sendas disoluciones acuosas de sulfato de
hierro (II) y nitrato de plata , están conectadas en serie. Pasa la corriente un
cierto tiempo y se deposita en el cátodo de la primera 0,810 g de plata metálica.
a) )Que cantidad de electricidad ha atravesado las cubas?.
b) )Que cantidad de Fe metálico se deposita en el cátodo de la segunda?
DATOS: M.a(Fe) = 56 ; M.a(Ag) =108
Rt/ a) Q = 723,75 C ; b) xFe
= 0,210 g de Fe