Categoría: ELECTROQUÍMICA

 

Para platear un cuchara hay que depositar 0,020 g de plata sobre el objeto, a partir de una disolución de Ag⁺. Si la intensidad de la corriente eléctrica utilizada es 5 A, halla el tiempo que se tardará en realizar el proceso.

Dato: masa atómica de la plata = 108

 

 

Solución:

Datos: I = 5 A; m = 0,020 g

Según la Ley de Faraday:

Para hallar Z debemos plantear la reacción que se produce:

Ag⁺ + e^– → Ag 

Según la anterior reacción, por cada mol de plata que se quiera obtener se necesita un mol de electrones, por tanto:

Para platear la cuchara se necesitan, aproximadamente, 3,6 segundos.

 

 

 

Cuánto tiempo tiene que circular una corriente de 2,5 A a través de una disolución de ZnC₂ para que se deposite 1,09 g de cinc.

Dato: masa atómica del cinc = 65,38

 

 

Solución:

Datos: I = 2,5 A; m = 1,09 g

Según la Ley de Faraday:

Para hallar Z debemos plantear la reacción que se produce:DE

Zn²⁺ + 2 e^– → Zn 

Según la anterior reacción, por cada mol de cinc que se quiera obtener, se necesitan 2 moles de electrones, por tanto:

Para que se deposite toda la plata se necesitan, aproximadamente, 1287 segundos.

 

 

 

Por una serie de disoluciones de AgNO₃, CrCl₃, ZnSO₄ y CuSO₄ circula cierta cantidad de corriente:

a)  Si de la primera solución se deposita 1 g de Ag, ¿qué pesos de los iones metálicos de las otras soluciones se depositan?

b)  Calcula la cantidad de electricidad utilizada.

 

 

Solución:

a)  Dato: m (Ag) = 1 g

Para hallar la masa de los iones metálicos que se depositan en la segunda, tercera y cuarta disoluciones utilizaremos la ley de Faraday:

m = (P_A/Z F) Q

Los diferentes pesos atómicos (P_A) se pueden obtener mediante una tabla periódica. Z se puede hallar planteando las diferentes reacciones que se producen en las diferentes disoluciones y F es equivalente a 96487 C. Luego lo único que nos falta saber es la carga que circula por la serie de disoluciones, para lo cual aplicaremos la ley de Faraday a la disolución de  AgNO₃.

Pesos atómicos:

Ag = 107,868; Cr = 51,996; Zn = 65,38; Cu = 63,546

Reacciones que producen en las diferentes disoluciones:

AgNO₃ → Ag⁺ + NO₃^– ⇒ Ag⁺ + e^– → Ag ⇒ Z = 1

CrCl₃ → Cr³⁺ + 3 Cl^– ⇒ Cr³⁺ +3 e^– → Cr ⇒ Z = 3

ZnSO₄ → Zn²⁺ + SO₄^2–   ⇒ Zn²⁺ + 2 e^– → Zn ⇒ Z = 2

CuSO₄ → Cu²⁺ + SO₄^2–   ⇒ Cu²⁺ + 2 e^– → Cu ⇒ Z = 2

Carga que circula por la disolución de AgNO₃:

Q = m Z F/P_A

Masa de los otros iones metálicos:

También se puede hacer de la siguiente forma:

La intensidad de la corriente que circula por las cuatro disoluciones es la misma por estar en  serie y el tiempo también es el mismo, por lo tanto la carga que circula en las cuatro disoluciones también será la misma e igual el número de equivalentes.

Equivalente gramo de Ag:

P_eq.g = P_at.g/n = 107,868 g/1 = 107,868 g

Número de equivalentes de Ag:

1 g Ag·(1 eq. de Ag/107,868 g) = 9,27·10^–3 eq

Equivalente gramo de Cr:

P_eq.g = 51,996 g/3 = 17,332 g

Equivalente gramo de Zn:

P_eq.g = 65,38 g/2 = 32,69 g

Equivalente gramo de Cu:

P_eq.g = 63,546 g/2 = 31,773 g

Masa de los otros iones metálicos:

9,27·10^–3 eq Cr·(17,332 g/eq) = 0,16 g

9,27·10^–3 eq Zn·(32,69 g/eq) = 0,30 g

9,27·10^–3 eq Cu·(31,773 g/eq) = 0,29 g

b)  Según el apartado anterior la cantidad de electricidad que se utiliza es 894,5 C.

También se puede hacer de la siguiente manera:

9,27·10^–3 eq Ag·(F/eq Ag)·(96487 C/F) = 894,5 C

 

 

 

¿Qué peso de cobre y de cloro se producirán en los electrodos inertes por la circulación de una corriente de 5 A, a través de una solución de CuCl₂ durante 30 minutos?

 

 

Solución:

Datos: I = 5 A; t = 30 min

Reacciones que se producen:

Según la Ley de Faraday:

Aplicada al cobre:

Aplicada al cloro:

 

 

 

Halla las cantidades de plata, cobre y hierro que se depositarán por electrólisis con una corriente de 1,5 A durante 3 minutos, al conectar en serie tres cubas electrolíticas que contienen disoluciones acuosas de una sal de Ag⁺, otra de Cu²⁺ y otra de Fe³⁺.

 

 

Solución:

Datos: I = 1,5 A; t = 3 min

Reacciones que se producen en cada cuba:

Ag⁺ + e^– → Ag

Cu²⁺ + 2e^– → Cu

Fe³⁺ + 3e^– → Fe

Según la Ley de Faraday:

Aplicada a la plata:

Teniendo en cuenta que 1 F = 96487 C

Aplicada al cobre:

Aplicada al hierro: