Question

PROBLEMA 2.-

a) Se hace pasar una corriente eléctrica de 1,5 A a través de 250 mL de una disolución
acuosa de iones Cu2+ 0,1 M. ¿Cuánto tiempo tiene que transcurrir para que todo el cobre de la disolución
se deposite como cobre metálico?

b) Determina el volumen de cloro gaseoso, medido a 27 ºC y 1 atm, que se desprenderá en el
ánodo durante la electrolisis de una disolución de cualquier cloruro metálico, aplicando una corriente de 4
A de intensidad durante 15 minutos.
DATOS: F =96.500 C; Ar(H) = 1 u; Ar(O) = 16 u; R = 0,082 atm · L · mol–1 · K–1
.


Prueba de Selectividad, Comunidad de Andalucia, Junio 2016, QUIMICA

Answer 1

Solución al problema 2 de la Prueba de Selectividad, Comunidad de Andalucia, Junio 2016, QUÍMICA:

a) Para conocer cuanto tiempo tiene que transcurrir para que todo el cobre de la disolución se deposite en forma de cobre metálico calculamos los moles de cobre:

nCu = 0,25 L. 0,1.$\frac{mol}{L}$ = 0,025 mol Cu²⁺

Luego, con la siguiente semirreacción:

Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu

Por lo que podemos afirmar que se necesitan dos moles de electrones por cada mol de cobre. En este caso, cada mol de cobre puede transportar una carga de 96500 C (1 Faraday).

Ahora calculamos el tiempo requerido:

0,025 mol. $\frac{2 mol}{1 mol} \frac{ e^{-} }{Cu^{+2} }$. $\frac{1s}{1,5C}$ = 3217 s = 53 minutos 37 segundos

b) Determinamos el volumen de Cl₂ gaseoso que se desprenderá por el ánodo durante el proceso de electrolisis de cualquier disolución de cloruro metálico bajo la condición de una corriente de 4 A durante 15 minutos. Iniciamos viendo la reacción de oxidación del cloruro hasta llegar al cloro que tiene lugar en el ánodo:

                                                  2Cl⁻ → Cl₂ + 2e⁻

Al aplicar la corriente de 4 A por 15 minutos, obtenemos una carga de:

15min. $\frac{60s}{1min} \frac{4 C}{1s} =$ 3600 C desprendidos
Convirtiendo a moles:

$3600 C. \frac{1 mole}{96500} \frac{1mol}{2 mol} \frac{Cl_{2} }{e^{-} }$ = 0,0187 moles Cl₂

Bajo las condiciones indicadas calculamos el volumen que ocupan:

V = $\frac{nRT}{p} = \frac{0,0187.0,082.300}{1} =$ 0,459 L = 459 mL Cl₂