Ejercicio BLOC 2. Exercici 3 · Química UB 2011

BLOC 1. Exercici 2. Dissolució etanol - 2,2,4-trimetilpentà i llei de Raoult (2 punts)

A una temperatura de 39,9 °C, les pressions de vapor de l'etanol pur i del 2,2,4-trimetilpentà pur tenen uns valors de 130,4 mm Hg i 43,9 mm Hg, respectivament. Es prepara una dissolució que conté 50 g d'etanol i 20 g de 2,2,4-trimetilpentà a 39,9 °C.

Dades: $M(\mathrm{H}) = 1\text{ g/mol}$; $M(\mathrm{C}) = 12\text{ g/mol}$; $M(\mathrm{O}) = 16\text{ g/mol}$.

BLOC 2. Exercici 3. Pila electroquímica de níquel i cadmi (2 punts)

A $25\ ^{\circ}\text{C}$ es construeix una pila electroquímica formada per un elèctrode de níquel metàl·lic submergit en una dissolució $0,1\text{ M}$ de $\text{Ni}^{2+}$ i un elèctrode de cadmi metàl·lic en contacte amb una dissolució $0,01\text{ M}$ de $\text{Cd}^{2+}$. Els potencials estàndard de reducció són $E^{\circ}(\text{Cd}^{2+}/\text{Cd}) = -0,402\text{ V}$ i $E^{\circ}(\text{Ni}^{2+}/\text{Ni}) = -0,250\text{ V}$.

Dades:

$K_{ps}(\text{NiCO}_3) = 6,6 \times 10^{-9}$; $\frac{RT\ln 10}{F}\frac{1}{2} = 0,0296\text{ V}$ (o emprant $\frac{0,0592}{n}\text{ V}$ a $25\ ^{\circ}\text{C}$).

a.

Indiqueu de forma raonada quin elèctrode actua com a ànode i quin com a càtode. [0,4 punts]

b.

Escriviu l'equació de la reacció global que té lloc a la pila. [0,1 punts]

c.

Dibuixeu un esquema representatiu de la pila i escriviu la seva notació abreujada. [0,25 punts]

d.

Calculeu el potencial de la pila ($E_{\text{pila}}$) en les condicions donades i la constant d'equilibri del procés redox a $25\ ^{\circ}\text{C}$. [0,5 punts]

e.

Què succeiria amb el potencial si les concentracions passessin a ser $[\text{Cd}^{2+}] = 0,5\text{ M}$ i $[\text{Ni}^{2+}] = 0,001\text{ M}$? [0,25 punts]

f.

Si s'addiciona carbonat de sodi a l'elèctrode on ocorre la reducció, precipita carbonat de níquel. Quin valor tindrà el potencial de la pila quan la concentració residual de carbonat sigui $0,08\text{ M}$? [0,5 punts]