Problema 2 · Química Majors de 25 anys (Catalunya) Tribunal ordinari Serie 2 2024

Electrolitzem 500 mL d’una dissolució aquosa de sulfat de coure(II) ($\text{CuSO}_4$) $1{,}0\text{ mol L}^{-1}$ a $25\text{ }^\circ\text{C}$ durant $30\text{ min}$, fent servir un corrent continu de $0{,}1\text{ A}$. En un elèctrode, el $\text{Cu}^{2+}(\text{aq})$ es redueix a $\text{Cu(s)}$, i en l'altre elèctrode, l'aigua líquida s'oxida a oxigen ($\text{O}_2$) gasós i produeix protons ($\text{H}^+$). La reacció iònica global (no ajustada) que té lloc a la cel·la és la següent:$$\text{Cu}^{2+}(\text{aq}) + \text{H}_2\text{O(l)} \rightarrow \text{Cu(s)} + \text{O}_2(\text{g}) + \text{H}^+(\text{aq})$$

DADES:

$F$: $96\,485\text{ C/mol e}^-$

$E^\circ\text{ (V) a }25\text{ }^\circ\text{C}$: $\text{Cu}^{2+}(\text{aq}) \mid \text{Cu(s)} = 0{,}34$; $\text{O}_2(\text{g})\text{ (H}^+(\text{aq})) \mid \text{H}_2\text{O(l)} = 1{,}23$

a)

Escriviu les semireaccions i la reacció iònica global ajustades. [1 punt]

b)

Calculeu el pH final de la dissolució a $25\text{ }^\circ\text{C}$. [2 punts]

c)

Es produirà l'electròlisi a $25\text{ }^\circ\text{C}$ i en condicions estàndard si apliquem un voltatge d'$1{,}0\text{ V}$? Justifiqueu la resposta. [1 punt]

V

Sí

No