Ejercicio BLOC 2 - Exercici 4 · Química UB 2014

BLOC 2 - Exercici 3.1. Equilibris de solubilitat i complexació

El producte de solubilitat del clorur de plata a $25\ ^\circ\text{C}$ és $K_{\text{ps}} = 1{,}79 \times 10^{-10}$.

BLOC 2 - Exercici 4.1 (1 punt). Pila electroquímica Zn/Cu i equació de Nernst

Una pila galvànica consta d'un elèctrode de zinc i un elèctrode de coure submergits en les dissolucions dels seus respectius sulfats a $25\ ^{\circ}\text{C}$. La concentració de sulfat de zinc és $0,02\text{ M}$ amb un grau de dissociació de la sal de $0,4$, mentre que la dissolució de sulfat de coure és $1\text{ M}$ amb un grau de dissociació de $0,1$.

Dades:

$\varepsilon^\circ(\text{Zn}^{2+}/\text{Zn}) = -0,763\text{ V}$; $\varepsilon^\circ(\text{Cu}^{2+}/\text{Cu}) = +0,340\text{ V}$.

a)

Dibuixeu un esquema simplificat de la cel·la electroquímica.

b) i c)

Escriviu i igualeu les equacions de les semireaccions en cada elèctrode i indiqueu quin elèctrode actua com a càtode i quin com a ànode.

d)

Indiqueu la reacció global espontània:

e)

Calculeu la força electromotriu ($\varepsilon$) de la pila en aquestes condicions:

BLOC 2 - Exercici 4.2 (1 punt). Electròlisi industrial del clorur de magnesi

A nivell industrial, el magnesi s'obté mitjançant l'electròlisi de clorur de magnesi fos a $750\ ^{\circ}\text{C}$ d'acord amb la reacció:

$$\text{MgCl}_2(\text{l}) \longrightarrow \text{Mg}(\text{s}) + \text{Cl}_2(\text{g})$$

Dades:

$F = 96500\text{ C/mol}$, $M(\text{Mg}) = 24,31\text{ g/mol}$, $M(\text{Cl}) = 35,45\text{ g/mol}$.

a)

Calculeu el potencial de descomposició teòric a $750\ ^{\circ}\text{C}$ sabent que per a aquesta reacció els paràmetres termodinàmics valen $\Delta H^\circ_\text{reac} = 604,4\text{ kJ}$ i $\Delta S^\circ_\text{reac} = 132,9\text{ J/K}$.

b)

Si es fa circular un corrent d'intensitat $2,0 \times 10^5\text{ A}$ durant un període de $18\text{ hores}$ a través de les cel·les, calculeu la massa de magnesi i de clor obtinguda si el rendiment de corrent del procés és del $90\ \%$.