Pregunta 7 · Química Física I UB Juny 2024

Tema: Electròlits i piles electroquímiques · Del examen Juny (2024)

Enunciado

Pregunta 7 (14 punts). Pila electroquímica i equilibri d'àcid feble

Es munta una pila galvànica unint mitjançant un pont salí dos elèctrodes:

Un elèctrode de Ag/AgCl\mathrm{Ag/AgCl} submergit en una dissolució 0,1 M0{,}1\text{ M} de clorur de potassi (KCl\mathrm{KCl}).

Un elèctrode d'hidrogen (Pt∣H2(1 atm)∣H+\mathrm{Pt \mid H_2(1\text{ atm}) \mid H^+}) submergit en una dissolució d'àcid acètic 0,2 M0{,}2\text{ M}.

A 25 ∘C25\text{ }^\circ\mathrm{C} es mesura una força electromotriu (f.e.m.) de E=0,441 VE = 0{,}441\text{ V}.

Dades

E∘(AgCl/Ag)E^\circ(\mathrm{AgCl/Ag}): 0,222 V0{,}222\text{ V}

FF: 96500 C/mol96500\text{ C/mol}

Paràmetre de Debye-Hückel a 25 ∘C25\text{ }^\circ\mathrm{C}: A=0,509A = 0{,}509

a)

Escriviu la notació formal de la cel·la electroquímica, les reaccions als elèctrodes i indiqueu la polaritat de cadascun.

b)

Determineu el pH\mathrm{pH} de la dissolució d'àcid acètic i la constant de dissociació (KaK_a) de l'àcid.

c)

Si es permet que la cel·la funcioni espontàniament generant corrent, com evolucionaran el pH\mathrm{pH} de la dissolució d'acètic i el valor de la constant KaK_a? Justifiqueu la resposta.

d)

Prediu raonadament com variaran la constant d'acidesa, el grau de dissociació (α\alpha), el pH\mathrm{pH} i la f.e.m. de la pila si s'afegeix NaCl\mathrm{NaCl} a la dissolució d'àcid acètic.

Enunciado: Pregunta 7 · Química Física I UB Juny 2024

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

a. Escriviu la notació formal de la cel·la electroquímica, les reaccions als elèctrodes i indiqueu la polaritat de cadascun.

Solución: Ànode (-): 12H2(g,1 atm)→H+(aq)+e−\frac{1}{2}\mathrm{H}_2(g, 1\text{ atm}) \rightarrow \mathrm{H}^+(aq) + e^- Càtode (+): AgCl(s)+e−→Ag(s)+Cl−(aq)\mathrm{AgCl}(s) + e^- \rightarrow \mathrm{Ag}(s) + \mathrm{Cl}^-(aq) Reacció global: AgCl(s)+12H2(g,1 atm)⇌Ag(s)+Cl−(aq,0,1 M)+H+(aq)\mathrm{AgCl}(s) + \frac{1}{2}\mathrm{H}_2(g, 1\text{ atm}) \rightleftharpoons \mathrm{Ag}(s) + \mathrm{Cl}^-(aq, 0{,}1\text{ M}) + \mathrm{H}^+(aq) Notació: Pt(s)∣H2(g,1 atm)∣HAc(0,2 M)∥KCl(0,1 M)∣AgCl(s)∣Ag(s)\mathrm{Pt}(s) \mid \mathrm{H}_2(g, 1\text{ atm}) \mid \mathrm{HAc}(0{,}2\text{ M}) \parallel \mathrm{KCl}(0{,}1\text{ M}) \mid \mathrm{AgCl}(s) \mid \mathrm{Ag}(s)

b. Determineu el pH de la dissolució d'àcid acètic

Solución: 2,70 / 2,71

b. Determineu la constant de dissociació (KaK_a) de l'àcid.

Solución: 1,77⋅10−51{,}77\cdot 10^{-5}

c. Si es permet que la cel·la funcioni espontàniament generant corrent, com evolucionaran el pH de la dissolució d'acètic i el valor de la constant KaK_a? Justifiqueu la resposta.

Solución: El pH disminueix (augmenta [H+]) i Ka no canvia (només depèn de T).

d. Prediu raonadament com variaran la constant d'acidesa, el grau de dissociació (α\alpha), el pH i la f.e.m. de la pila si s'afegeix NaCl a la dissolució d'àcid acètic.

Solución: Ka no canvia; I augmenta pel que gamma_± disminueix; alfa augmenta; pH disminueix; f.e.m. disminueix.

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

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

‹ Exercici 8 · 2025 · Pregunta 8.a - Atmosfera iònica · Juny 2024 ›

Más ejercicios de Electròlits i piles electroquímiques