Problema 4 · Química Selectividad Cataluña Juny Serie 2 2021
Tema: Redox, Piles i electròlisi · Del examen Juny Serie 2 (2021)
Enunciado
4. L'hidrogen és un element abundant que generalment no es troba com a gas pur (), sinó unit a l'oxigen () o al carboni (). En un article publicat per la revista Nature Chemistry, experts en nanotecnologia de Stanford i Aarhus expliquen com es pot alliberar l'hidrogen de l'aigua a escala industrial mitjançant l'ús de l'electròlisi, substituint l'elèctrode tradicional de platí (càtode) per un elèctrode de carboni grafit modificat químicament.
a)
Escriviu les semireaccions que tenen lloc a l'ànode i al càtode en l'electròlisi d'aigua lleugerament acidulada. Dibuixeu un esquema del muntatge experimental. [1,25 punts]
b)
Efectuem l'electròlisi de l'aigua durant vint hores emprant una intensitat de corrent de . Quina pressió exercirà l'hidrogen obtingut, si el considerem un gas ideal, en introduir-lo en un recipient de on la temperatura és de ? Raoneu, mitjançant el model cineticomolecular dels gasos, per què la pressió real de l'hidrogen es desvia una mica d'aquest valor. [1,25 punts]
DADES:
Constant dels gasos ideals:
Constant de Faraday:

Solución
Según los criterios oficiales de corrección
a) Escriviu la semireacció que té lloc a l'ànode en l'electròlisi d'aigua lleugerament acidulada.
Solución: H2O -> 1/2 O2(g) + 2 H+ + 2 e- / 2 H2O -> O2(g) + 4 H+ + 4 e-
a) Escriviu la semireacció que té lloc al càtode en l'electròlisi d'aigua lleugerament acidulada.
Solución: 2 H2O + 2 e- -> H2(g) + 2 OH- / 2 H+ + 2 e- -> H2(g)
a) Dibuixeu un esquema del muntatge experimental.
Solución: Cal que en el dibuix surti: - Recipient que conté l'aigua lleugerament acidulada (per exemple, cubeta) [0,1 p] - Dos elèctrodes: càtode i ànode (no cal que indiquin de quin material són) [0,2 p] - Dos recipients que recullen els gasos: i (per exemple, tubs d'assaig) [0,2 p] - Pila o font d'alimentació (amb cables que s'uneixen als elèctrodes) [0,35 p]
b) Quina pressió exercirà l'hidrogen obtingut, si el considerem un gas ideal, en introduir-lo en un recipient de 0,10 L on la temperatura és de 200 K?
Solución: 183,5 atm
b) Raoneu, mitjançant el model cineticomolecular dels gasos, per què la pressió real de l'hidrogen es desvia una mica d'aquest valor.
Solución: El model cinètic molecular dels gasos considera el gas ideal format per partícules puntuals (sense volum propi), en moviment constant, que xoquen elàsticament i no exerceixen forces d'interacció entre elles. La pressió real es desvia perquè no es poden negligir totalment el volum ocupat per les molècules ni les interaccions intermoleculars.
La explicación paso a paso, hecha con IA, es Premium. Premium
Resuélvelo aquí mismo: corrección automática, pistas y solución paso a paso.
‹ Problema 6 · Setembre Serie 3 2022 · Problema 3 · Juny Serie 5 2021 ›
Más ejercicios de Redox, Piles i electròlisi
- Problema 6 · Setembre Serie 2 2023
- Problema 7 · Juny Serie 2 2022
- Problema 1 · Juny Serie 5 2022
- Problema 5 · Juny Serie 5 2022
- Problema 6 · Setembre Serie 3 2022
- Problema 3 · Juny Serie 5 2021
- Problema 3 · Setembre Serie 1 2021
Exámenes oficiales en PDF y soluciones: examenselectivitat.cat