Problema 5 · Química Aplicada II UB 2021

Tema: Electroquímica: piles galvàniques i equació de Nernst · Del examen Examen final Química Aplicada II - Abril 2021 (2021)

Enunciado

Pregunta 5 (15 punts). Pila galvànica

Es munta una cel·la electroquímica galvànica connectant dos vasos de precipitats mitjançant un pont salí farcit de solució de KCl 3 M\mathrm{KCl}\ 3\text{ M}. En un vas s'introdueixen 60,5 mL60{,}5\text{ mL} d'una dissolució d'AgNO3 0,15 M\mathrm{AgNO_3}\ 0{,}15\text{ M} amb un fil de plata metàl·lica submergit. A l'altre vas es posen 57,8 mL57{,}8\text{ mL} de solució de CuSO4 0,11 M\mathrm{CuSO_4}\ 0{,}11\text{ M} en contacte amb una làmina de coure.

Potencials estàndard de reducció: E∘(Ag+/Ag)=0,799 VE^\circ(\mathrm{Ag^+/Ag}) = 0{,}799\text{ V}; E∘(Cu2+/Cu)=0,337 VE^\circ(\mathrm{Cu^{2+}/Cu}) = 0{,}337\text{ V}.

a)

Dibuixeu o indiqueu el diagrama de la pila segons la convenció electroquímica estàndard.

b)

Escriviu les semireaccions d'oxidació i de reducció, així com la reacció global en equilibri electroquímic.

c)

Quina és la finalitat fonamental del pont salí en aquesta cel·la?

d)

Calculeu la força electromotriu (FEM) que es mesuraria mitjançant un potenciòmetre a 25 ∘C25\ ^\circ\mathrm{C}. Negligiu qualsevol potencial d'unió líquida.

Dades: R=8,314 J⋅K−1⋅mol−1=0,0821 atm⋅L⋅K−1⋅mol−1R = 8{,}314\text{ J}\cdot\text{K}^{-1}\cdot\text{mol}^{-1} = 0{,}0821\text{ atm}\cdot\text{L}\cdot\text{K}^{-1}\cdot\text{mol}^{-1}; F=96485 C⋅mol−1F = 96485\text{ C}\cdot\text{mol}^{-1}.

Enunciado: Problema 5 · Química Aplicada II UB 2021

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

a. Dibuixeu o indiqueu el diagrama de la pila segons la convenció electroquímica estàndard.

Solución: Cu(s)∣Cu2+(aq,0,11 M)∥Ag+(aq,0,15 M)∣Ag(s)\mathrm{Cu(s) \mid Cu^{2+}(aq, 0{,}11\ M) \parallel Ag^+(aq, 0{,}15\ M) \mid Ag(s)}

b. Semireacció d'oxidació (ànode, -):

Solución: Cu(s)→Cu2+(aq)+2 e−\mathrm{Cu(s) \rightarrow Cu^{2+}(aq) + 2\ e^-}

b. Semireacció de reducció (càtode, +):

Solución: Ag+(aq)+e−→Ag(s)\mathrm{Ag^+(aq) + e^- \rightarrow Ag(s)}

b. Reacció global en equilibri electroquímic:

Solución: Cu(s)+2 Ag+(aq)→Cu2+(aq)+2 Ag(s)\mathrm{Cu(s) + 2\ Ag^+(aq) \rightarrow Cu^{2+}(aq) + 2\ Ag(s)}

c. Quina és la finalitat fonamental del pont salí en aquesta cel·la?

Solución: Tancar el circuit elèctric i mantenir l'electroneutralitat a cadascun dels vasos mitjançant la migració d'ions.

d. Calculeu la força electromotriu (FEM) que es mesuraria mitjançant un potenciòmetre a 25 °C. Negligiu qualsevol potencial d'unió líquida.

Solución: 0,4420{,}442 V / 442442 mV

Dibuixeu o indiqueu el diagrama de la pila segons la convenció electroquímica estàndard.

Solución: Dibuix d'una cel·la galvànica amb dos vasos: a l'esquerra l'ànode de coure metàl·lic (Cu) submergit en dissolució de Cu2+ (o CuSO4), a la dreta el càtode de fil de plata (Ag) en dissolució d'Ag+ (o AgNO3), un pont salí de KCl unint les dues solucions, i un circuit extern amb un voltímetre connectant els dos elèctrodes.

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

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

Exercici 2 · Juny 2010 ›

Más ejercicios de Electroquímica: piles galvàniques i equació de Nernst