Exercici 4.A - Cel·la galvànica · Química UB 2020

Tema: Reaccions redox i electroquímica · Del examen Recopilatori d'exàmens de Química (Gener 2020 i Juliol 2020) (2020)

Enunciado

Exercici 4. Pila electroquímica i termodinàmica de l'oxidació de l'etanol

Aquest exercici consta de dues parts independents:

A) Estudi d'una cel·la galvànica a 298 K:

Es disposa del muntatge de la figura següent format per dues cubetes A i B:

Les espècies presents són:

- Cubeta A: CrCl3(aq) 0,2 M\mathrm{CrCl_3(aq)}\ 0{,}2\ \mathrm{M} i K2Cr2O7(aq) 0,15 M\mathrm{K_2Cr_2O_7(aq)}\ 0{,}15\ \mathrm{M}.

- Cubeta B: KMnO4(aq)\mathrm{KMnO_4(aq)} i MnO2(s)\mathrm{MnO_2(s)}.

Ambdues cubetes tenen un volum de 500 mL500\ \mathrm{mL} i estan a pH 3,0\mathrm{pH}\ 3{,}0.

Dades: E∘(MnO4−/MnO2)=1,69 VE^\circ(\mathrm{MnO_4^- / MnO_2}) = 1{,}69\ \mathrm{V}; E∘(Cr2O72−/Cr3+)=1,33 VE^\circ(\mathrm{Cr_2O_7^{2-} / Cr^{3+}}) = 1{,}33\ \mathrm{V}.

a)

Completeu els elements de la il·lustració indicant ànode/càtode, polaritat (+/-), sentit de circulació dels electrons, sentit dels ions del pont salí, composició dels elèctrodes i ions de cada dissolució.

b)

Escriviu la notació esquemàtica de la pila.

c)

Ajusteu les semireaccions d'oxidació i reducció, així com la reacció global molecular.

d)

Quina quantitat (en mols) de MnO4−\mathrm{MnO_4^-} hi ha dissolta a la cubeta B si la força electromotriu (FEM) de la pila és igual a 0,50 V0{,}50\ \mathrm{V}?

Enunciado: Exercici 4.A - Cel·la galvànica · Química UB 2020

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

a) Funció de la cubeta A i signe

Solución: Ànode (-)

a) Funció de la cubeta B i signe

Solución: Càtode (+)

a) Sentit de circulació dels electrons

Solución: De l'ànode (cubeta A) al càtode (cubeta B)

a) Sentit dels ions del pont salí

Solución: Anions cap a la cubeta A i cations cap a la cubeta B

a) Composició dels elèctrodes

Solución: Pt / Grafit (elèctrode inert)

a) Ions a la dissolució A

Solución: Cr3+\mathrm{Cr^{3+}}, Cr2O72−\mathrm{Cr_2O_7^{2-}}, K+\mathrm{K^+}, Cl−\mathrm{Cl^-}, H+\mathrm{H^+}

a) Ions a la dissolució B

Solución: MnO4−\mathrm{MnO_4^-}, K+\mathrm{K^+}, H+\mathrm{H^+}

b) Escriviu la notació esquemàtica de la pila.

Solución: Pt(s)∣Cr3+(aq),Cr2O72−(aq),H+(aq)∥MnO4−(aq),H+(aq)∣MnO2(s)∣Pt(s)\mathrm{Pt(s) \mid Cr^{3+}(aq), Cr_2O_7^{2-}(aq), H^+(aq) \parallel MnO_4^-(aq), H^+(aq) \mid MnO_2(s) \mid Pt(s)}

c) Semireacció d'oxidació (ànode)

Solución: 2Cr3++7H2O→Cr2O72−+14H++6e−2\mathrm{Cr^{3+}} + 7\mathrm{H_2O} \rightarrow \mathrm{Cr_2O_7^{2-}} + 14\mathrm{H^+} + 6\mathrm{e^-}

c) Semireacció de reducció (càtode)

Solución: MnO4−+4H++3e−→MnO2+2H2O\mathrm{MnO_4^-} + 4\mathrm{H^+} + 3\mathrm{e^-} \rightarrow \mathrm{MnO_2} + 2\mathrm{H_2O}

c) Reacció global molecular

Solución: 2CrCl3+2KMnO4+3H2O→K2Cr2O7+2MnO2+6HCl2\mathrm{CrCl_3} + 2\mathrm{KMnO_4} + 3\mathrm{H_2O} \rightarrow \mathrm{K_2Cr_2O_7} + 2\mathrm{MnO_2} + 6\mathrm{HCl}

d) Quina quantitat (en mols) de MnO4−\mathrm{MnO_4^-} hi ha dissolta a la cubeta B si la força electromotriu (FEM) de la pila és igual a 0,50 V0{,}50\ \mathrm{V}?

Solución: 0,0120{,}012 mol / 1212 mmol

La explicación paso a paso, hecha con IA, es Premium. Premium

Resuélvelo aquí mismo: corrección automática, pistas y solución paso a paso.

‹ Exercici 1 - Afirmació 9 · 2020 · Problema 1 (Juliol 2020) · 2020 ›

Más ejercicios de Reaccions redox i electroquímica