Problema 20 · Química UDG Recopilatori d'exàmens resolts de Química: Equilibris i Electroquímica

R3. Reactivitat redox del permanganat de potassi

El permanganat de potassi ($\mathrm{KMnO_4}$) actua com un agent oxidant enèrgic en medi àcid.

Dades de potencials estàndard de reducció:

$\mathcal{E}^\circ(\mathrm{MnO_4^- / Mn^{2+}}) = 1{,}51\text{ V}$; \quad $\mathcal{E}^\circ(\mathrm{ClO_2^- / Cl^-}) = 1{,}56\text{ V}$

$\mathcal{E}^\circ(\mathrm{Co^{3+} / Co^{2+}}) = 1{,}84\text{ V}$; \quad $\mathcal{E}^\circ(\mathrm{Tl^{3+} / Tl^+}) = 1{,}25\text{ V}$

a)

Quin o quins dels processos d'oxidació següents pot dur a terme de forma espontània en condicions estàndard?

3) $\mathrm{Tl^+ \longrightarrow Tl^{3+}}$

1) $\mathrm{Cl^- \longrightarrow ClO_2^-}$

2) $\mathrm{Co^{2+} \longrightarrow Co^{3+}}$

b)

Per a la reacció que resulti espontània, escriviu les semireaccions d'oxidació i de reducció, igualeu l'equació i indiqueu la notació formal de la pila.

c)

Calculeu la variació d'energia lliure estàndard ($\Delta G^\circ$) i la constant d'equilibri ($K$).

d)

Trobeu la força electromotriu (fem) de la pila a $\mathrm{pH} = 2$ quan la concentració de tots els altres ions és $0{,}1\text{ M}$.