ejercicios de quimica IV resueltos-26

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76 EXÁMENES RESUELTOS DE QUÍMICA BÁSICACAPÍTULO 1 
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Resolución 
a) Primeramente se debe determinar qué semipila actúa como ánodo y cúal 
como cátodo. Para ello se deben analizar los potenciales estándar de 
reducción de ambas. La que tenga mayor potencial de reducción se 
reducirá y, por lo tanto, actuará como cátodo y viceversa. En este caso la 
semipila de oro será el cátodo y la de cromo el ánodo; por lo tanto, el 
esquema de la pila será el siguiente: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
El esquema de la pila, también se puede indicar de la siguiente manera: 
 
2+ 3+ 3+Pt(s) Cr (0,055 M) Cr (0,0025 M) Au (0,01M) Au (s) 
 
Los procesos que ocurren en la pila anterior serán: 
 
Anódo (oxidación): 3·(Cr2+ → Cr3+ + 1 e-) 
Cátodo (reducción): . Au3+ + 3 e- → Au(s) 
Proceso global: Au3+ + 3 Cr2+ → 3 Cr3+ + Au(s) 
 
El agente oxidante es el reactivo que favorece la oxidación, es decir, el que 
se reduce, en este caso el Au+3 y el reductor es el que favorece la reducción 
oxidándose, es decir, el Cr+2. 
 
b) El potencial de la pila se calcula mediante la ecuación de Nernst: 
 
 Cr2+ Cr3+ 
Pt 
Ánodo 
Au3+
Cátodo 
Au 
e-
- + 
Puente salino 
 EXÁMENES RESUELTOS DE QUÍMICA I 77 SEPTIEMBRE 2009 
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33+
o o o
cátodo ánodo 32+ 3+
Cr0,059 0,059E = E - log Q = (E + E ) - log 
n n Cr Au
⎡ ⎤
⎣ ⎦
⎡ ⎤ ⎡ ⎤
⎣ ⎦ ⎣ ⎦
 
3
3·
0,059 0,0025 = (1,5 + 0, 41) V - log = 
3 0,055 0,01
E 1,95 V 
 
 
 
4.- a) La disolución obtenida al disolver 30 g de BaF2 en 500 mL de agua 
congela a -1,4 ºC. Determinar el factor de van’t Hoff (i) del BaF2. 
b) Calcular la presión osmótica (a 25 ºC) de la disolución preparada y la 
concentración de la misma expresada en % (en masa). 
 
 
Datos: 
Mmolar(g/mol): Ba-137,3; F-19,0; Kf(H2O)= 1,86 ºC·kg/mol; ρ(H2O)= 1 
g/mL; R= 0,082 atm·L/mol·K 
 
Resolución 
a) Para el cálculo del factor de van’t Hoff hay que plantear la expresión de 
la disminución del punto de congelación de una disolución respecto al 
disolvente puro, cuando el soluto es un electrolito: 
 
o
f f fT - T = i K m⋅ ⋅ 
 
( )
2
o o
2
30 mol BaF
175,30 - -1,4 C = i·1,86 C·kg/mol· 
0,5 kg H O
⎛ ⎞
⎜ ⎟
⎝ ⎠ ⇒⎡ ⎤⎣ ⎦ i=2,2 
 
b) Para el cálculo de la presión osmótica de la disolución (Π ) se aplica la 
siguiente expresión: 
 
Π V = i n R T⋅ ⋅ ⋅ ⋅ 
 
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30 atm·LΠ 0,5 L = 2, 2 mol 0,082 298 K 
175, 2 mol·K
⎛ ⎞⋅ ⋅ ⋅ ⋅⎜ ⎟
⎝ ⎠
Π = 18,4 atm 
 
La concentración de la disolución de BaF2 en porcentaje en masa; 
 
masa soluto% masa = 100
masa disolución
⋅ 
 
2
2 2
30 g BaF% masa = 100 = 
500 g H O + 30 g BaF
⋅ 25,7 % masa de BaF