Fisicoquímica: Ejercicios de Electroquímica

EJERCICIOS DE FISICOQUÍMICA

Electroquímica

1. Se encontró que la conductividad molar de un electrolito fuerte en agua a 25ºC era de 109.9Scm²mol^-1, para una concentración de 6.2*10^{-3 M, y 106.1Scm2} mol^-1 para una concentración de 1.50*10^{-2 M. ¿Cuál es la conductividad molar límite del electrolito?}

1. Una disolución acuosa de KCl 0.0200M tiene una conductividad molar de 138.3Scm²mol^-1, y se encontró que en la celda su resistencia era de 74.58. Obtener la constante de la celda.

1. Una disolución de 0.025mol de Na₂SO₄ en 100cc de H₂0 se electroliza durante cierto tiempo. Las reacciones son:

(+) ANODO: 2H₂0  4H⁺ + O₂ + 4e    y    (-) CATODO: 4H₂0 + 4e  2H₂ +  4OH^-

Al terminarse el experimento el analito tenía 100g H₂O y su pH era 1. Si el número de transporte de Na⁺ vale 0.39 en esas condiciones. Calcular las concentraciones finales en cada compartimiento.

1. Calcular la fuerza iónica de la disolución formada al mezclar 800ml de una disolución acuosa de 1.5 mol/L de NaCl con 300ml de una disolución acuosa de 1.25mol/L de Na₂SO₄

1. Calcular la fuerza iónica de una solución de 0.025M de fosfato monosódico (NaH₂PO₄) y 0.025M de fosfato disódico (Na₂HPO₄)

1. Una solución de nitrato de plata 0.12N se electroliza entre electrodos de plata en un equipo de Hittorf. El peso del Anodo inicial era de 4g, pero al final se determino que era de 3.89g. Si al final 100ML de catolito tenían una molaridad de 0.105M

a)       ¿Cuál es el número de transporte del NO₃^- ?

b)      ¿Cuál es el número de transporte del Ag⁺ ?

c)       ¿Cuál es la concentración final del Anolito?

d)      ¿Qué peso de cobre se depositaría en un columbiometro en serie que contiene una solución de Sulfato de cobre?

1. Una celda de conductividad con KCl se calibró arrojando k=0.01325ohm^-1cm^-1, con R=6400ohm. En ella se introdujeron dos soluciones problemas de una ácido débil distintas y se midió la conductividad, a saber: 10cm²/ohm (N=0.01) y 5cm²/ohm (N=0.05). Determinar

a)       Las Resistencias medidas en las dos soluciones

b)      El valor de conductividad a dilución infinita

c)       La constante del ácido

1. Se tomaron 500mL  de una solución de 0.1N de KCl y se introdujeron en un aparato de Hittorf que funciona con electrodos de Plata/Cloruro de Plata. La carga se midió en un columbiometro en serie que arrojó 121mL de hidrógeno medido a 25ºC y 1atm de presión. Al final de la experiencia una alícuota de 25mL de anolito contenía 0.002 equiv. Se pide calcular:

a)       Números de transporte

b)       Concentración final en el catolito

c)       Corriente que pasa por la celda si se electrolizó durante 3min

1. Una celda de conductividad de KCl, que es una sal fuerte, se calibra midiéndose una resistencia de 4200ohm a una solución de KCl con k=0.01 ohm^-1cm^-1. Posteriormente un alumno mide con la misma celda dos soluciones de ácido, rotuladas con 0.1N y 0.3N respectivamente, sin embargo, no recuerda si era HCl o CH3COOH. Las resistencias obtenidas fueron 80770ohm para N=0.1N y 46667ohm para N=0.3N. Determinar:

a)       ¿Cuál ácido se está utilizando?, si es débil, calcular su constante.

b)      ¿Cuál es el valor de  para este ácido?

c)       Si la conductividad iónica equivalente a dilución infinita para el ión H+ es 349.6cm²/(ohm.mol), calcule la conductividad iónica equivalente a dilución infinita para el anión. Compare con el valor real. Discuta.

EJERCICIOS DE FISICOQUÍMICA

Electródica

1. Una solución contiene 0.015M de HCl, 0.02M de NH₄OH, 0.03Mde (NH₄)₂SO₄. Si la constante de la base es 4.1E-5. Calcular:

a) La fuerza iónica de la solución

b) El pH de la solución

c) La actividad del ácido clorhídrico

1. Se va a construir una celda con FeCl₂ 0.05M y ZnSO₄ 0.02M, se dispone de electrodos de metal activo, y las soluciones no estarán en contacto. Se desea que Ud. construya la celda para que trabaje de manera espontánea. Calcular:

a) Dibuje la celda y escríbala de manera resumida. (incluya las semirreacciones)

b) Calcular el potencial que puede obtenerse

c) Actividad del cloruro ferroso y del sulfato de zinc

1. Calcular el Kps del bromuro de plata si a 1litro de una solución 0.01M de AgBr se electroliza en electrodos de plata. Si seguidamente se agregan 0.1 mol de NaBr, ¿Qué potencial debe entregarse para que el electrodo no se disuelva?, es decir, para forzar la reducción de la plata

1. Se tiene el siguiente acumulador de plomo:

Pb/PbSO_4(s)/H₂SO_4(ac)/PbSO_4(s)/PbO_(s)/Pb

Es conocido que una batería de automóvil funciona con 6 celdas idénticas a esta que producen un =6celda. si se utiliza ácido sulfúrico 38%p/p con una densidad de 1.26g/cc. Determinar:

a)       Las semirreacciones que ocurren en el acumulador

b)      El  de cada celda y el  de la batería

c)       El porcentaje de ganancia o pérdida de potencial si la solución de ácido sulfúrico se diluye hasta tenerse 12% p/p con una densidad de 1.06g/cc

1. Calcúlese el pH a 25ºC de una solución acuosa reguladora de mono y difosfato sódicos, la cual es 0.025M respecto a cada uno. Si se sabe que para:

H₂PO₄^- H+ + HPO₄^-2 K=6.34*10^-8 y se utiliza la ecuación modificada de Debye-Huckel:  donde A= 0.51(mol/L)^-1/2

1. Para medir el coeficiente de actividad del  H₂SO₄ se prepara la celda:

Pt / H₂(g) / H₂SO₄ 0.01M / Hg₂SO₄ (ac) / Hg (l) que a 25ºC tiene un E =0.7979 V

a) ¿Cuál es la reacción de la celda?    b) ¿Cuál es el valor del  del H₂SO₄ 0.01M?

1. Se construye la pila:

Hg / Hg₂Br₂ (s) / KBr 0.1M // KCl 0.1M / Hg₂Cl₂ (s) / Hg

Donde el electrodo de la derecha es de referencia con Eº = 0.3335 V. La pila tiene a 25ºC un E = 0.1271 y  del KBr 0.1M = 0.772. Calcular el Kps del Hg₂Cl₂ (s).

1. Se construye la celda

Pt / H₂ (1atm) / KOH 0.01 // HCl 0.01 / H₂ (1atm) /Pt

La Fem es 0.5874V. Calcular Kw.

Electroquimica

Electródica