Ejercicio 5 - Redox, Piles i electròlisi · Química Selectividad Cataluña Juny Serie 5 2023

Arran de la pandèmia provocada pel coronavirus SARS-CoV-2, a mitjans de març de 2020 l'Agència Catalana de Seguretat Alimentària va publicar al seu web un conjunt de recomanacions de neteja i desinfecció d'instal·lacions d'empreses alimentàries per a la prevenció d'aquest virus. L'Agència va recomanar l'ús, com a desinfectant, d'una solució d'hipoclorit de sodi ($\text{NaClO}$) al $0{,}1\text{ \%}$ en massa, després de la neteja amb un detergent neutre.

Dades

Massa molar de l'hipoclorit de sodi ($\text{NaClO}$) = $74{,}5\text{ g}\cdot\text{mol}^{-1}$.

Constant d'acidesa de l'àcid hipoclorós ($\text{HClO}$) a $25\text{ }^\circ\text{C}$: $K_\text{a} = 3{,}2\cdot 10^{-8}$.

Constant d'ionització de l'aigua a $25\text{ }^\circ\text{C}$: $K_\text{w} = 1{,}0\cdot 10^{-14}$.

Constant de Faraday: $F = 9{,}65\cdot 10^4\text{ C}\cdot\text{mol}^{-1}$.

b)

Per a seguir un dels mètodes de fabricació d'hipoclorit de sodi, necessitem clor gasós ($\text{Cl}_2$). Podem obtenir aquest clor principalment mitjançant l'electròlisi de clorur de sodi, emprant un càtode de mercuri i un ànode de titani:

$$2\,\text{Cl}^-(\text{aq}) + 2\,\text{Na}^+(\text{aq}) + \text{Hg}(\text{l}) \rightarrow \text{Cl}_2(\text{g}) + 2\,\text{NaHg}(\text{s})$$

Efectuem l'electròlisi de $2{,}00\text{ L}$ d'una solució de $\text{NaCl}$ emprant un corrent constant de $4{,}00\text{ A}$. Quina és la concentració de clor que hi haurà a la cel·la electrolítica després de $180\text{ minuts}$?

[1,25 punts]