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1.  Tenemos una lámina de cinc, Zn, dentro de un vaso de precipitados que contiene una solución 1M de sulfato de cobre (II) a una temperatura constante de 25ºC

A) Escribe la reacción que tiene lugar en el vaso de precipitados sabiendo que el potencial de reducción estándar del cinc es más pequeño que el del cobre.

B) Dibuja el esquema de la pila que podemos construir con dos láminas de Zn i Cu. y dos soluciones 1 M de sulfato de cinc y 1M de sulfato de cobre (II), con un puente salino de cloruro de potasio. Coloca también la notación de la pila
 
 …./….. (..M ) / /…../…..(..M)

C) Indica sobre el dibujo el sentido de la corriente de electrones de la pila y el movimiento de los iones del puente salino.

D) Calcula razonablemente el potencial de reducción estándard del cinc Eº(Zn2+/Zn) si la fuerza electromotriz de la pila es de 1,10V y el potencial de reducción estándard del cobre es: Eº(Cu 2+/ Cu)=0,34 V.


2) Calcula la cantidad de cobre que se obtiene al pasar una corriente de intensidad 6 A durante 1 hora y 30 minutos por una celda electrolítica que contiene una solución de sulfato de cobre(ll).

3) Calcula el nombre de electrones y la cantidad de electricidad necesaria para depositar por electrólisis 51,6 g de Cu de una solución de CuCl₂

DATOS: constante de Faraday = F = 96 500 C
número de Avogadro: 6.022 x 10²³

A) Zn + Cu²⁺   →   Zn²⁺ + Cu

B) Zn | Zn⁺² (1 M) || Cu⁺² (1 M) | Cu

C) Los electrones circulan por el exterior de la pila desde la lámina de Zn (ánodo) hacia la lámina de Cu (cátodo).

Los iones Cl^- se mueven hacia el Zn para compensar la carga positiva de los iones Zn²⁺ formados, y los iones K⁺ hacia el Cu para compensar la desaparición de iones Cu²⁺.

D) E(pila) = E(cátodo) - E(ánodo)

1.10 = 0.34 - E(ánodo)

E(ánodo) = - 0.76 V

Un saludo

Hacen falta 2 mol de electrones (2 · 96500 C) para reducir 1 mol de Cu²⁺

Si 2 · 96500 C depositan 1 mol de Cu
entonces 6 (C/s) · 5400 s = 32400 C depositarán x mol Cu

x = 0.168 mol

Un saludo

Número de moles de Cu: 56.1 g / (63.5 g/mol) = 0.88 mol Cu

Sabiendo que se necesitan (2 · 96500) C para depositar 1 mol de Cu, la carga necesaria para obtener 0.88 mol de Cu es

2 · 96500 (C / mol Cu) · 0.88 mol Cu = 169840 C

La carga de 1 electrón es 1.6 · 10^-19 C, así que el número de electrones pedido es

169840 C / (1.6 · 10^-19 C/electrón) = 1.06 · 10²⁴ electrones

Un saludo