Problema 8 · Química PAU Murcia Ordinaria 2024

8. Una corriente de $2\text{ A}$ circula durante $1\text{ hora}$ por una celda electrolítica que contiene una disolución $1\text{ M}$ de $\mathrm{HCl}$ en $\mathrm{H_2O}$. Conteste a las siguientes cuestiones, teniendo en cuenta las semirreacciones:$$\mathrm{Cl_2 + 2\,e^- \longrightarrow 2\,Cl^-} \quad (E^\circ_\text{red} = 1{,}36\text{ V})$$$$\mathrm{\tfrac{1}{2}\,O_2 + 2\,H^+ + 2\,e^- \longrightarrow H_2O} \quad (\rightleftharpoons \mathrm{H^+ + OH^-}) \quad (E^\circ_\text{red} = 1{,}23\text{ V})$$$$\mathrm{2\,H^+ + 2\,e^- \longrightarrow H_2} \quad (E^\circ_\text{red} = 0\text{ V})$$

a)

¿Qué iones habrá en la disolución? (considerando también la autoionización del agua). [0,30 puntos]

b)

Escriba y ajuste la semirreacción del cátodo, indicando qué gas se desprende. [0,40 puntos]

c)

¿Qué gas ($\mathrm{H_2}$, $\mathrm{O_2}$ o $\mathrm{Cl_2}$) se desprenderá en el ánodo? Razone su respuesta. [0,30 puntos]

d)

¿Qué $V$ de $\mathrm{H_2}$ se desprenderá durante la electrolisis, a $298\text{ K}$ y $1\text{ atm}$? $F = 96.500\text{ C}\cdot\text{mol}^{-1}$ [0,75 puntos]

e)

Si la $[\mathrm{HCl}]$ fuera $2\text{ M}$, razone si se desprendería el doble de $\mathrm{H_2}$ durante el mismo tiempo. [0,25 puntos]