Peso equivalente 01

 

Cuál es el peso equivalente de Na2Cr2O7 cuando pasa a Cr3+.

 

 

Solución:

Peso equivalente:

Peq = Pm/n

Siendo Pm el peso molecular y n el número de electrones que cede o acepta.

Peso molecular de Na2Cr2O7:

Pm = 23·2 +  52·2 + 16·7 = 262

Números de oxidación:

PESO EQUIVALENTE 01

Número de electrones que acepta:

Cr26+ + 6e → 2 Cr3+ 

Peq = 262 g/6 = 43,7 g

 

 


Pilas galvánicas o voltaicas 09

 

En las siguientes celdas galvánicas escribe las semirreacciones de oxidación y reducción, junto con la reacción global ajustada:

a)  Ag (s)|Ag+ (aq)||Fe3+ (aq), Fe2+ (aq)|Pt

b)  U (s)|U3+ (aq)||V2+ (aq)|V (s)

c)  Cu (s)|Cu2+ (aq)||Cu+ (aq)|Cu (s)

d)  Pt|Pb2+ (aq), Pb4+ (aq)||Sn2+ (aq)|Sn (s)

c)  Au (s)|Au+ (aq)||Au3+ (aq)|Au (s)

 

 

Solución:

Las pilas galvánicas se suelen esquematizar con el siguiente convenio:

La semirreacción de oxidación se escribe a la izquierda con las especies separadas por una barra (|).

La semirreacción de reducción se escribe, de igual forma, a la derecha.

Ambos procesos se separan con una doble barra vertical (||).

a)      

     Oxidación en el ánodo:           Ag (s) – e → Ag+(aq)                 

Reducción en el cátodo:   Fe3+ (aq) + e → Fe2+ (aq)                        

                           _____________________________________

Reacción global:      Ag (s) + Fe3+ (aq)  → Ag+(aq) + Fe2+ (aq)

b) 

                                Oxidación en el ánodo:       U (s) – 3e → U3+(aq)   (Hay que multiplicar por 2)

                                 Reducción en el cátodo:      V2+ (aq) + 2e → V (s)    (Hay que multiplicar por 3)

                 ____________________

Reacción global:      2 U (s) + 3 V2+ (aq)  → 2 U3+ (aq) + 3 V (s)

c) 

Oxidación en el ánodo:    Cu (s) – 2e → Cu2+ (aq)            

                  Reducción en el cátodo:      Cu+ (aq) + e → Cu (s) (Hay que multiplicar por 2)

                               _________________________________

       Reacción global:      2 Cu+ (aq)  → Cu2+ (aq) + Cu (s)

Se ha simplificado el cobre.

d)      

     Oxidación en el ánodo:       Pb2+ (aq) – 2e → Pb4+ (aq)

Reducción en el cátodo:      Sn2+ (aq) + 2e → Sn (s)

                               _________________________________

Reacción global:      Pb2+ (aq) + Sn2+ (aq)  → Pb4+ (aq) + Sn (s)

e) 

                                         Oxidación en el ánodo:  Au (s) – e → Au+ (aq) (Hay que multiplicar por 3)

Reducción en el cátodo:  Au3+ (aq) + 3e → Au (s)

                            _________________________________

Reacción global:      2 Au (s) + Au3+ (aq)  → 3 Au+ (aq)

Se ha simplificado el oro.

 

 


Pilas galvánicas o voltaicas 08

 

Experimentalmente, ¿cómo se puede comprobar que al utilizar una pila voltaica con electrodo estándar de hidrógeno, el electrodo estándar de cobre actúa de cátodo? Razona la respuesta.

 

 

Solución:

Oxidación en el ánodo (pérdida de e):

H2 (g) – 2e → 2 H2+ (aq)

 

Reducción en el cátodo (ganancia de e):

Cu2+ (aq) + 2e → Cu (s)

 

Reacción global:

          H2 (g) – 2e → 2 H2+ (aq)

Cu2+ (aq) + 2e → Cu (s)

­­       _____________________________________________

             H2 (g) + Cu2+ (aq) → 2 H2+ (aq) + Cu (s)

 

Se puede comprobar porque en el proceso la masa del cobre aumenta.

 

 


Pilas galvánicas o voltaicas 07

 

Estudia la pila:

Cu (s)|Cu2+ (aq)||Ag+ (aq)|Ag (s)

Datos: E0(Cu2+/Cu) = 0,34 V; E0(Ag+/Ag) = +0,80 V 

 

 

Solución:

Datos: E0(Cu2+/Cu) = 0,34 V; E0(Ag+/Ag) = +0,80 V 

Como el potencial estándar de reducción mayor es el de Ag, en el electrodo de plata se producirá una reducción, luego en el electrodo de cobre habrá una oxidación.

Oxidación (pérdida de e):

Cu (s) – 2e → Cu2+ (aq)

Como hay acumulación de electrones, el ánodo será el polo negativo (–).

El Cu se ha oxidado luego es el reductor (cede electrones) y el Cu2+ es el oxidante conjugado.

Reducción (ganancia de e):

2 Ag+ (aq) + 2e → 2 Ag (s)

Como hay disminución de electrones, el cátodo será polo positivo (+)

El Ag+ se ha reducido, luego, es el oxidante (acepta electrones) y el Ag es el reductor  conjugado.

Es interesante observar, como regla mnemotécnica, que reducción y cátodo empiezan con una consonante, mientras que oxidación y ánodo lo hacen con una vocal.

Reacción global:

Cu (s) – 2e → Cu2+ (aq),  E0 = –0,34 V

2 Ag+ (aq) + 2e → 2 Ag (s),  E0 = +0,80 V

­­____________________________________________

Cu (s) + 2 Fe3+ (aq) → Cu2+(aq) + 2 Fe2+ (aq), E0 = +0,46 V

O también:

Fuerza electromotriz de la pila:

E0pila = E0cátodo – E0ánodo = 0,80 – 0,34 V = 0,46 V

 

 

 

Pilas galvánicas o voltaicas 06

 

Estudia la pila:

Cu (s)|Cu2+ (aq)||Fe2+ (aq), Fe3+ (aq)|Pt

Datos: E0(Cu2+/Cu) = 0,34 V; E0(Fe3+/Fe2+) = +0,77 V 

 

 

Solución:

Datos: E0(Cu2+/Cu) = 0,34 V; E0(Fe3+/Fe2+) = +0,77 V 

Como el potencial estándar de reducción mayor es el de Fe3+, en el  electrodo de Fe3+ se producirá una reducción, luego en el electrodo de cobre habrá una oxidación.

Oxidación (pérdida de e):

Cu (s) – 2e → Cu2+ (aq)

Como hay acumulación de electrones, el ánodo será el polo negativo (–).

El Cu se ha oxidado luego es el reductor (cede electrones) y el Cu2+ es el oxidante conjugado.

Reducción (ganancia de e):

2 Fe3+ (aq) + 2e → 2 Fe2+ (aq)

Como hay disminución de electrones, el cátodo será polo positivo (+)

El Fe3+ se ha reducido, luego, es el oxidante (acepta electrones) y el Fe2+ es el reductor  conjugado.

Es interesante observar, como regla mnemotécnica, que reducción y cátodo empiezan con una consonante, mientras que oxidación y ánodo lo hacen con una vocal.

Reacción global:

Cu (s) – 2e → Cu2+ (aq),  E0 = –0,34 V

2 Fe3+ (aq) + 2e → 2 Fe2+ (aq),  E0 = +0,77 V

­­____________________________________________

Cu (s) + 2 Fe3+ (aq) → Cu2+(aq) + 2 Fe2+ (aq), E0 = +0,43 V

O también:

Fuerza electromotriz de la pila:

E0pila = E0cátodo – E0ánodo = 0,77 – 0,34 V = 0,43 V