Archivo de la categoría: Reacciones de transferencia de electrones

Problema 1714

Una estrategia para reducir gastos en la fabricación de joyas consiste en depositar un baño de oro sobre metales más económicos mediante la electrólisis a partir de una sal de oro en estado de oxidación +3. De este modo, la joya parece de oro pero sólo está recubierta por una capa muy fina del metal precioso.

a) Suponiendo que un electrodo es la joya y el otro es una barra de oro metálico, identifique y justifique el ánodo y el cátodo, sus polaridades y las reacciones que tienen lugar en el proceso electrolítico. Dibuje la celda electrolítica e identifique sus partes.
b) Determine el rendimiento de esta celda si, cuando hacemos pasar una corriente de 2,5 A durante 7,5 min, sólo se depositan 0,650 g de oro sobre la joya.

Datos: Masa atómica relativa: Au = 197,0.
Constante de Faraday: F=9.65\cdot10^4~C\cdot mol^{-1}.

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Problema 1708

El hidrógeno es un elemento abundante que generalmente no se encuentra como gas puro (H_2), sino unido al oxígeno (H_2O) o al carbono (CH_4). En un artículo publicado por la revista Nature Chemistry, expertos en nanotecnología de Stanford y Aarhus explican cómo se puede liberar el hidrógeno del agua a escala industrial mediante el uso de la electrólisis, sustituyendo el electrodo tradicional de platino (cátodo) por un electrodo de carbono grafito modificado químicamente.

a) Escriba las semirreacciones que tienen lugar en el ánodo y en el cátodo en la electrólisis de agua ligeramente acidulada. Dibuje un esquema del montaje experimental.
b) Efectuamos la electrólisis del agua durante veinte horas empleando una intensidad de corriente de 3,0 A. ¿Qué presión ejercerá el hidrógeno obtenido, si lo consideramos un gas ideal, en introducirlo en un recipiente de 0,10 L, donde la temperatura es de 200 K? Razone, mediante el modelo cinético-molecular de los gases, porque la presión real del hidrógeno se desvía algo de ese valor.

Datos: Constante de los gases ideales: R=0.082~atm\cdot l\cdot K^{-1}\cdot mol^{-1}=8.31~J\cdot K^{-1}\cdot mol^{-1}
Constante de Faraday: F=9.65\cdot10^4~C\cdot mol^{-1}.

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Problema 1702

Se puede obtener cloro gaseoso en la oxidación del ácido clorhídrico con ácido nítrico, produciéndose también dióxido de nitrógeno y agua.

a) Indique cuál es la especie oxidante y cuál la reductora. Ajuste la reacción iónica global y la reacción molecular por el método del ion-electrón.
b) Sabiendo que el rendimiento de la reacción es del 82%, calcule el volumen de cloro que se obtiene a 25^\circ C y 1,0 atm, cuando reaccionan 600 mL de una disolución 2,00 M de HCl con ácido nítrico en exceso.

Dato: R=0.082~atm\cdot l\cdot mol^{-1}\cdot K^{-1}.

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Problema 1698

Se construye una pila formada por un electrodo de zinc, sumergido en una disolución 1 M de Zn(NO_3)_2 y conectado por un puente salino con un electrodo de cobre, sumergido en una disolución 1 M de Cu(NO_3)_2.

a) Ajuste las reacciones que tienen lugar en el ánodo y en el cátodo, y la reacción iónica global.
b) Escriba la notación de la pila y detalle para qué sirve el puente salino.
c) Indique en qué sentido circula la corriente en el conductor eléctrico.
d) Indique en qué electrodo se deposita cobre.

Datos: E^0(V):~Zn^{2+}/Zn=-0.76,~Cu^{2+}/Cu=0.34

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Problema 1694

Una muestra de 3,25 g de nitrito de potasio impuro, disuelta en agua acidificada con ácido sulfúrico, se hace reaccionar con permanganato de potasio:

KNO_2+KMnO_4+H_2SO_4\rightarrow KNO_3+K_2SO_4+MnSO_4+H_2O

a) Ajuste las ecuaciones iónica y molecular por el método del ion-electrón.
b) Calcule la riqueza en KNO_2 de la muestra inicial si se han consumido 50 ml de KMnO_4 0,2 M.

Datos: Masas atómicas relativas: K= 39; O= 16; N= 14

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