Question

2. Calcule el potencial estándar de la celda (E0 ) para cada reacción a 25°C y sustente si se efectúan espontáneamente en condiciones estándar: a. 2Fe(s) + 6H+1 à 2Fe+3+3H2 (g) b. O2 (g) + 4Fe+2 +4H+1à 4F+13 + 2H2O(l) 3. Un proceso de electrodeposición de cobre utiliza una corriente de 12,5 A para disolver un ánodo de cobre (Cu) y electrodepositarlo en un cátodo de plomo (Pb). Sin reacciones secundarias, cuánto tiempo tardarán en depositarse 6500m g de Cu del ánodo.

Answer 1

Hola!

1) a. Espontánea
b. Espontánea
2) 6,5g de Cu tardarán 1579,5s en depositarse.

  Resolución
                                                        Pregunta 1
Si el potencial estándar de la celda es positivo entonces la reacción es espontánea.

Potencial estándar de la celda se determina:
E°celda = E°oxidación + E°reducción

a) 2Fe(s) + 6H⁺¹ → 2Fe⁺³+3H₂

Ánodo (se oxida, pierde electrones)
Fe⁺³ → Fe(s) + 3e⁻
E°oxidación = +0,037V

Cátodo (se reduce, gana electrones)
2H⁺¹ +2e⁻→ H₂
E°reducción = 0V

E°celda = 0,037V + 0V = 0,037V
La reacción es espontánea.

b) O₂(g) + 4Fe⁺² +4H⁺¹ → 4F⁺³ + 2H₂O(l)

Ánodo (se oxida, pierde electrones)
Fe⁺² → Fe⁺³ + e⁻
E°oxidación = -0,771V

Cátodo (se reduce, gana electrones)
O₂(g) +4H⁺¹ + 4e⁻ → 2H₂O(l)
E°reducción = 1,229V

E°celda = -0,771V + 1,229V = 0,458V
La reacción es espontánea.

                                                        Pregunta 2
La oxidación del cobre viene dada por
Cu⁺² + 2e⁻ ↔ Cu(s)

Masa atómica de cobre: 63,54g/mol

Peso equivalente de cobre (E) = masa atómica/valencia
E = 63,54g/mol / 2
E = 31,77g/mol

De la primera Ley de Faraday, se obtiene la siguiente fórmula que relaciona intensidad, masa y tiempo de electrodeposición

t = m*F/ (E*I)

Donde:
t: tiempo (s)
m: masa (g)
F: Faradio (96500coulomb/mol)
E: peso equivalente
I: intensidad de corriente (A)

Sustituyendo se tiene:

t = (6,5g)*(96500coulomb/mol)/ ((31,77g/mol)*(12,5A))

t = 1579,5s

6,5g de Cu tardarán 1579,5s en depositarse.

Espero haberte ayudado!