Práctica Ejercicios resueltos electroquímica PDF

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Calcular el potencial de reducción del electrodo Solución:

Calcular la expresión general para el potencial de reducción del electrodo

Dividiendo y multiplicando por 2 el coeficiente del término logarítmico, el denominador se transforma de 2 a 6 y cada concentración se eleva al cuadrado, con lo que recuperamos a la anterior ecuación de Nernst. Esto confirma que el potencial del electrodo es independiente del número de moles que reaccionan. La fem de la pila puede calcularse a) aplicando la ecuación de Nernst a la pila total, ó b) calculando por separado el potencial de cada electrodo y sumándolos

Calcular la f.e.m. de la pila

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Calcular la constante de equilibrio de la reacción redox del ejemplo anterior.

K es un valor elevado, lo que no deja dudas acerca de la espontaneidad de la reacción.

Calcular la fuerza electromotriz de la pila: Cd / Cd2+ (1M)// Ag+ / (1M)Ag Datos: Eº(Ag+/Ag) = +0’80v,

Eº(Cd2+ /Cd) = −0’40v

El potencial electródico normal del par Cu2+ /Cu+ es +0’17 v. Hallar su potencial a 25ºC si las concentraciones iónicas son: [Cu+ ]= 0,2M y [Cu2+ ]= 2M Si se modifican las concentraciones de las disoluciones, manteniendo la temperatura en 25 ºC, el valor del potencial se calcular mediante la ecuación de Nernst.

Para el electrodo Cu2+/Cu+, la reacción será:

Aplicando la ecuación de Nernst:

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Calcular el potencial de reducción de hidrógeno a 25 ºC y pH 3, 7 y 9. E º(H+/H2) = 0’00 v. El potencial de reducción del hidrógeno: Si se modifica la concentración de protones, manteniendo la temperatura constante, el potencial se calcula mediante la ecuación de Nernst, la cual, permite expresar el potencial en función del pH.

A medida que aumenta el pH, aumenta el poder reductor del par. Calcular la f.e.m. y la variación de energía libre de Gibbs estándar de una célula galvánica en la que se da la siguiente reacción: Cd+2 + Fe → Cd + Fe+2. Sabiendo que la concentración del ión Cd2+ es de 0,1 M y la de Fe2+ es 3 M Datos: Eº(Cd2+/Cd) = −0’40v, Eº(Fe2+/Fe) = −0’44v. El problema se puede resolver de dos formas distintas: 1) Calculando el potencial normal de la pila y modificando este mediante la ecuación de Nernst.

Aplicando la ecuación de Nernst:

2) Modificando mediante la ecuación de Nernst los potenciales de cada electrodo y posteriormente calculando el potencial de la pila. Potencial de un electrodo en condiciones de concentración de la disolución electrolítica diferentes a las normales (1M).

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Hallar el valor de la fuerza electromotriz de una pila Daniell, en la que [Cu2+ ]= 0'5 M y [Zn2+ ]= 1'5 M sabiendo que Eº pila = 1,10V

Si se mo difi can las concentraciones de los electrolitos, se modifica el potencial según la ecuación de Nernst.

Calcular el potencial de electrodo correspondiente al semisistema: 4

Para el cual Eº = +1,51v :

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Ejemplo: Ecuación de Nernst

Ejemplo: Ecuación de Nernst

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Ejemplo: Ecuación de Nernst

Ejemplo: Ecuación de Nernst

Calcular la fuerza electromotriz de la pila: Cu / Cu2+ (10-6 M) // Cu2+ (1 M) / Cu Pila formada por electrodos idénticos, pero sumergidos en disoluciones de concentración iónica diferentes. La fuerza electromotriz de esta pila es:

E 

0,059 c 0,059 1M  0,177 V . log 2  . log n c1 2 10 - 6 M

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Ej em pl o:

Ejemplo: Ecuación de Nernst

Cátodo Ánodo

Eo = 1,49 – 1,36 = 0,13

K muy elevado (→)

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Ejemplo: Ecuación de Nernst

Eo = + 0,80 V

Eo = +2,34 V

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Ejemplo gases: Ecuación de Nernst

Ejemplo

Eo = - 0,771 V

EPILA = ECATODO – EÁNODO = 1,414 – 0,771 V = 0,643 V

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Ejemplo: Ecuación de Nernst

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