3 QUIMICA Schaum

336 CAPÍTULO 19 ELECTROQUÍMICA
a) Cantidad total de coulombs usados = (15.0A)(3 600 s) = 5.40 × 10 4 C
n(e − 5.40 × 10 4 C
) usado =
9.65 × 10 4 = 0.560 mol e−
C/ mol e− Cantidad de eq de Ni depositado = (0.60)(0.560 mol e − )(1 eq Ni/mol e − ) = 0.336 eq Ni
Masa equivalente de Ni = 1 2 (masa molar) = 1 2
(58.69) = 29.3 g/eq
Masa de Ni depositada = (0.336 eq)(29.3 g/eq) = 9.8 g Ni
b) Los cálculos se basan en las determinaciones de área en ambas caras de la lámina metálica y la determinación del
volumen total del Ni depositado.
Área de las dos caras = 2[(4.0 cm)(4.0 cm)] = 32 cm 3
Volumen de 9.8 g Ni =
masa
densidad =
Espesor del Ni = volumen
área
9.8 g = 1.10 cm3
8.9 g/cm3 1.10 cm3
= = 0.034 cm
32 cm2 c) Esta parte del problema se parece a la de otros que ya se resolvieron. Para variar, se mostrará el uso del faraday, F, una
unidad un poco obsoleta, que es un mol de electrones.
Cantidad de eq de H 2 liberado = (0.40)(0.560 F)(1eqH 2 / F) = 0.224 eq H 2
Volumen de 1 eq 1 2 mol de H 2 = 1 2 (22.4 L) = 11.2 L H 2 (condiciones normales)
Volumen de H 2 liberado = (0.224 eq)(11.2 L/eq) = 2.51 L H 2
19.12. ¿Cuántos coulombs deben suministrarse a una cuba para la producción electrolítica de 245 g NaClO 4 a partir
de NaClO 3 ? Debido a las reacciones secundarias, la eficiencia anódica sólo es el 60% en esta reacción.
Primero es necesario conocer la masa equivalente del NaClO 4 para tal reacción. La reacción anódica balanceada es
la siguiente:
ClO − 3 H 2O → ClO − 4 + 2H+ + 2e −
masa molar
Masa equivalente de NaClO 4 =
electrones transferidos = 122.5 = 61.2 g NaClO
2
4
masa molar
Equivalentes de NaClO 4 =
electrones transferidos = 245 g
61.2 g/eq = 4.00 eq NaClO 4
n(e − 4.00 eq
) requeridos =
0.60 eq de producto/mol e −
= 6.7 mol e−
Coulombs requeridos = (6.7 mol e − )(9.6 × 10 4 C/mol e − ) = 6.4 × 10 5 C
CELDAS VOLTAICAS (GALVÁNICAS) Y PROCESOS EN LOS ELECTRODOS
19.13. ¿Cuál es el potencial estándar de una celda que usa los pares (Zn 2+ |Zn) y (Ag + |Ag)? ¿Qué par es negativo?
Escriba la ecuación de la reacción de la celda que se efectúa con estados estándar.
Los potenciales estándar de (Zn 2+ |Zn) y (Ag + |Ag) son: −0.763 V y 0.799 V, de acuerdo con la tabla 19-1. El potencial
estándar de la celda es la diferencia entre esos dos números: 0.779 V − (−0.763 V) = 1.542 V. El potencial de la plata
es mayor, lo que significa que el ion plata es el agente oxidante. El par de zinc es el agente reductor y es el electrodo negativo.
La ecuación de la celda es:
Zn + 2Ag + → Zn 2+ + 2Ag