Estudo da Eletroquímica

Vista previa del material en texto

26/02/2023
1
Oscar Jacinto Cahuana 
Semana N° 7
01. La electroquímica es el estudio de la
relación entre las reacciones redox y la
corriente eléctrica continua, y tiene
diversas aplicaciones, por ejemplo, el
diseño de dispositivos de uso cotidiano
como, calculadoras y computadoras
portátiles, recubrimientos metálicos,
obtención de metales de alta pureza,
entre otros. Al respecto, seleccione las
proposiciones correctas.
I. Los procesos electrolíticos generan
energía eléctrica.
II. Ambos procesos implican
reacciones redox no espontáneas.
III. Los electrolitos son conductores de
segunda especie.
A) Solo I B) I y II C) I y III
D) Solo III E) Solo II
CELDA ELECTROQUÍMICA CELDA ELECTROLÍTICA
 Produce energía
eléctrica a partir de
una reacción química.
 Se provoca una
reacción espontánea.
 Se provoca una
reacción no espontánea.
 Utiliza corriente
eléctrica para originar
de una reacción química.
 El ánodo está cargado
negativamente y el
cátodo positivamente
 El ánodo está cargado
positivamente y el
cátodo negativamente
Resolución :
I.
Una celda electrolítica emplea
corriente eléctrica de una fuente
externa, para efectuar la electrólisis.
II.
Unicamente en las celdas electroquímicas
(galvánicas o voltaicas) se originan reacciones redox
no espontáneas.
998 934 689Oscar Jacinto Cahuana
III.
Los electrolitos son compuestos fundidos (líquido) o
disueltos en agua (disolución acuosa) que pueden
conducir la electricidad. También son denominados
conductores de segunda especie.
 Es importante en el
diseño de diversos
tipos de baterías.
 Es importante en la
electrorrefinación de
metales y galvanoplastia.
26/02/2023
2
02. Una celda electrolítica consta de una
cuba, conductores, electrodos, fuente
de corriente externa para poder realizar
la reacción química. Con respecto a los
componentes de una celda
electrolítica, seleccione la alternativa
incorrecta:
A) Las conexiones o cables metálicos,
son conductores de primera especie,
los cuales, no oponen resistencia al
paso de corriente.
B) El electrodo positivo, en el cual, se
pierde electrones se denomina
ánodo
C) Las sales fundidas o en disolución
acuosa, son conductores de segunda
especie.
D) El cátodo es un electrodo de carga
negativa, en el cual, se realiza la
reducción con ganancia de
electrones
E) Los electrodos activos son aquellos
cuya única función es conducir la
corriente eléctrica y no se consumen. 998 934 689Oscar Jacinto Cahuana
Resolución :
 :
A)
Los conductores de primera especie, son los
metales, en los cuales, debido a su estructura, los
electrones tienen libertad de movimiento y
conducen la electricidad.
B)
El ánodo (+) es el electrodo en el que se lleva a
cabo la oxidación, debido a una perdida electrónica.
C)
Los conductores de segunda especie, son los
compuestos iónicos llamados electrolitos, que
fundidos o en disolución acuosa conducen los iones.
D)
El cátodo (‒) es el electrodo en el que se lleva a
cabo la reducción, debido a una captación
electrónica.
E)
Los electrodos activos, además de conducir la
corriente eléctrica, se consumen oxidándose .
En el ánodo (+) se provoca la oxidación de los
iones cloruro, C1−:
03. El principal mineral del cual se extrae el sodio es
la halita (NaCℓ), dicho mineral se obtiene por
evaporación del agua de mar, se tritura, se funde y
se electroliza para la obtención del metal. Debido
al elevado punto de fusión de la halita (801 °C), se
mezcla esta sal con el cloruro de calcio, CaCℓ2,
por lo cual dicha mezcla se funde a tan solo 580
°C; a continuación, se realiza la electrólisis de
ambas sales en el mismo dispositivo denominado
celda de Downs. Al respecto, seleccione la
secuencia correcta de verdadero (V) o falso (F) de
las siguientes proposiciones.
I. En el ánodo se obtiene cloro gaseoso.
II. En el cátodo se reducen los iones sodio.
III. En el electrodo negativo solo se produce sodio.
A) VVV B) VVF C) FVF D) VFF E) FFV
Resolución :
 :
I.
𝐂(ℓ)
𝟏− → 𝐂𝟐(𝐠) + 2 𝐞−2
II.
En el cátodo (‒) se provoca la reducción
de los iones sodio, Na1+:
𝐍𝐚(ℓ)
𝟏+ → 𝐍𝐚(ℓ)+ 1 𝐞−
III.
998 934 689Oscar Jacinto Cahuana
En el cátodo (‒) la única especie que se
reduce son los iones sodio, Na1+.
26/02/2023
3
04. El niquelado se realiza con la finalidad de
proteger a los materiales contra la corrosión,
además les proporciona mayor estética
debido su brillo metálico, por ello, se emplea
en la industria automotriz en el acabado de
bicicletas, motocicletas, entre otros. Dicho
proceso se realiza mediante la electrólisis
de una solución acuosa de una sal de iones
niqueloso, Ni2+, según la siguiente
semirreacción: Ni(ac)
2+ + 2 e− → Ni(s)
Al respecto, seleccione la secuencia
correcta de verdadero (V) o falso (F) en las
siguientes proposiciones.
I. El metal níquel se deposita en el cátodo.
II. Corresponde a una semirreacción de
oxidación.
III. Para depositar 118 g de níquel se
requieren de 2 F.
Datos: Masa molar (Ni) = 59
g
mol
1 F = 96 500
C
mol e−
A) FVV B) VFV C) VFF D) FVF E) VVV
Resolución :
 :
I.
El cátodo está electrizado negativamente,
hacia él fluyen los cationes, Ni2+, los cuales se
reducen a níquel metálico, Ni(s).
II.
Ni(ac)
2+ + 2 e− → Ni(s)
Hacia el cátodo ingresan los electrones, los
cuales originan la reducción del catión:
 
59 g2 F
q ×2
q = 2×2 = 4 F
III.
118 g
×2
998 934 689Oscar Jacinto Cahuana
6 H2O(ℓ) →
06. Durante la electrólisis de una sustancia
en solución acuosa, es muy probable
que ocurran dos reacciones de oxidación
en el ánodo y dos reacciones de
reducción en el cátodo; ello se debe a
que el agua se oxida y también se
reduce. Elija la alternativa que identifique
el tipo de reacción que experimentan los
componentes acuosos.
I. 2 H2O(ℓ)→ O2(g) + 4 H+(ac)
II. 2 H+(ac) → H2(g)
III. 2 H2O(ℓ)→ H2(g) + 2 OH–
(ac)
a. Medio ácido convertido en gas
hidrógeno
b. Reacción de oxidación del agua
c. Reacción de reducción con ganancia
de 2 e–.
A) Ib, IIc, IIIa B) Ic, IIa, IIIb C) Ib, IIa, IIIc
D) Ia, IIb, IIIc E) Ia, IIc, IIIb
Cátodo (‒):
H2O(ℓ)+ 𝐞− → H2(g) + OH(ac)
−
Ánodo (+):
H2O(ℓ) → O2(g)+ 4 H(ac)
+ + 4 𝐞−
+
2 2
2 H2(g) + O2(g)
2
Reacción neta o global :
2
2 H2(g) + O2(g)
4 4 42
+ 4 H2O(ℓ)
2 H2O(ℓ) →
998 934 689Oscar Jacinto Cahuana
Resolución :
 :
Ib ; IIa ; IIIc
26/02/2023
4
‒ +
07. Los fabricantes de automóviles actualmente están diseñando autos cuyo combustible sea el
hidrógeno. En países donde los costos en infraestructura son baratos, se puede producir
hidrógeno gaseoso a escala industrial por electrólisis del agua acidulada. Si en una planta
industrial se desea producir 3,0×106 L de gas hidrógeno a 8,2 atm de presión y 27 °C, ¿cuánto es
la carga, en coulomb, requerida para dicho proceso? Dato: 1 F = 96 500
C
mol e−
A) 1,93×106 B) 1,93×1011 C) 1,93×108 D) 9,65×106 E) 9,65×1011
Resolución :
H2(g) O2(g)
 :
H2O() → H2(g) + OH(ac)
−
+ 2 𝐞−2 4
 :
n =
P ∙ V
R ∙ T
= 1×106 mol
 
 1 mol2×96 500 C
q
= 1,93×1011 C
 1×106 mol
998 934 689Oscar Jacinto Cahuana
q = 2×96 500×106 C
𝑛H2
=
8,2(3×106)
0,082(27+273)
‒ +
08. Una de las semireacciones de la electrólisis del agua es: 2 H2O(ℓ)→ O2(g) + 4 H+
(ac)+ 4 e–
Si se recogen en el ánodo 76 mL de gas oxígeno a 25 ºC y 755 mmHg, ¿qué carga eléctrica (en
Faraday) tuvo que pasar a través de la solución? Dato: 1 F = 96 500
C
mol e−
A) 0,0035 B) 0,0062 C) 0,0123 D) 0,0242 E) 0,0361
 :
→ O2(g) + 4 H(ac)
+ + 4 𝐞−2
 :
= 3,085×10‒3 mol
 
1 mol  4 F
q
= 0,01234 F
3,085×10‒3 mol 
Resolución :
n =
P ∙ V
R ∙ T
H2O()
q = 4×3,085×10‒3 F
𝑛O2 =
755×0,076
62,4(25+273)
998 934 689Oscar Jacinto Cahuana
26/02/2023
5
09. La bauxita es un mineral con alto contenido de alúmina (Aℓ2O3) y que se encuentra en
depósitos en diversas áreas alrededor del mundo. El proceso Hall se usa para obtener aluminio a
partir de la bauxita purificada. En la parte final del proceso se hace una electrólisis de A(ℓ)
3+
.
¿Cuánto es la masa, en gramos, de aluminio producido al hacer pasar a través de la sal fundida
una corriente eléctricacontinua de 30 A durante 5 h? Masa molar (Aℓ) = 27 g/mol
A) 75,54 B) 50,36 C) 37,77 D) 25,18 E) 13,98
Resolución :

:
A(ℓ)
3+ → A(s)+ 3 e−
0 I= 30 A
t = 5 h
¿mAℓ? g
= m.A. = 27
g
mol
= 5×3 600 s
 1°
:
mAℓ =
mA
θ
×
I ∙ t
96 500
𝟐𝟕
𝟑
mAℓ = ×
𝟑𝟎⨯𝟓⨯𝟑 𝟔𝟎𝟎
𝟗𝟔 𝟓𝟎𝟎
= 50,36 g
998 934 689Oscar Jacinto Cahuana
10. La electrocardiografía es un procedimiento que
determina la actividad eléctrica del corazón, para lo
cual se colocan electrodos de plata en diversas partes
del cuerpo. Para el diseño de dichos electrodos, se
sumerge un botón metálico en una solución de nitrato
de plata, AgNO3, utilizando al botón como cátodo y un
electrodo de platino como ánodo. Al respecto, ¿cuál
de las siguientes proposiciones es (son) incorrecta(s)?
Masa molar (Ag) = 108 g/mol
I. El botón es el electrodo negativo, y sobre él se
deposita plata metálica.
II. En el ánodo, los iones nitrato se oxidan formando
oxígeno gaseoso.
III. Al circular 10 mA de corriente durante 965 s, se
producen 108 mg de plata.
A) Solo II B) I y II C) Solo III D) II y III E) Solo I
Resolución :
998 934 689Oscar Jacinto Cahuana
 :
I.
El botón es el cátodo, el cual esta electrizado
negativamente, hacia él fluyen los cationes.
𝐀𝐠(𝐚𝐜)
𝟏+ → 𝐀𝐠(𝐬)+ 𝐞−
𝐀𝐠(𝐚𝐜)
𝟏+𝐀𝐠𝐍𝐎𝟑(𝐚𝐜)
∙
+ 𝐍𝐎𝟑(𝐚𝐜)
𝟏−
II.
→ O2(g) + 4 H(ac)
+ + 4 𝐞−2H2O(ℓ)
Los iones nitrato, 𝐍𝐎𝟑
𝟏−, fluyen hacia
el ánodo, el cual, es el electrodo de
platino. Dichos iones no se oxidan, son
iones espectadores, la especie que se
oxida es el oxígeno del agua.
III.
Según la 1° Ley de Faraday, la masa
de plata depositada en el cátodo es :
mAg =
mA
θ
×
I ∙ t
96 500
𝟏𝟎𝟖
𝟏
mAg = ×
𝟎,𝟎𝟏⨯𝟗𝟔𝟓
𝟗𝟔 𝟓𝟎𝟎
= 0,0108 g
mAg = 10,8×10‒3 g = 10,8 mg
26/02/2023
6
231 600 C
2×96 500 C
11. Se hace circular una corriente de 60 A durante 3,86×103 segundos, a través de una solución
que contiene cloruro de magnesio fundido, según la ecuación química: MgCℓ2(ℓ) → Mg(s) + Cℓ2(g)
¿Cuánto es la masa de magnesio (en gramos) y el volumen de cloro (en mililitros) a condiciones
normales? Datos: Masa molar (Mg) = 24 g/mol ; 1 F = 96 500 C/mol 𝐞−
A) 57,6 - 2,68×104 B) 14,4 - 2,68×104 C) 28,8 - 2,68×104 D) 28,8 - 5,36×103 E) 14,4 - 5,36×103
Resolución :

:
𝐌𝐠(ℓ)
𝟐+ →𝐌𝐠(𝐬)+ 2 𝐞−
I= 60 A
t = 3,86×103 s
¿ ? g
q = I  t = 60×3,86×103 A s
= 231 600 C
 1° ,
:
mMg =
mA
θ
×
q
96 500
𝟐𝟒
𝟐
mMg = ×
𝟐𝟑𝟏 𝟔𝟎𝟎
𝟗𝟔 𝟓𝟎𝟎
= 28,8 g
=
 (V)
:
𝐂(ℓ)
𝟏− → 𝐂𝟐(𝐠) + 2 𝐞−2
 
22,4 L 
V = 26,88 L
V 
103 mL
1 L
998 934 689Oscar Jacinto Cahuana
V = 2,688×104 mL
5 790 C
4×96 500 C
12. Los recubrimientos con cromo son ampliamente utilizados en la industria aeronáutica y
automotriz, debido a que el cromado les otorga a los materiales mayor resistencia a la corrosión
y con ello mayor durabilidad. En una planta de cromado un técnico recubre un accesorio de baño
con 1,04 g de cromo, empleando como electrolito una solución acuosa de sulfato de cromo (III),
Cr2(SO4)3. ¿Cuánto es el volumen, en litros, del gas desprendido en el ánodo, medido a
condiciones normales? Datos: Masa molar (Cr) = 52 ; 1 F = 96 500 C/mol 𝐞−
A) 3,36×10‒2 B) 1,68×101 C) 3,36×10‒1 D) 1,68×10‒1 E) 3,36×102
Resolución :
 :
𝐂𝐫(𝐚𝐜)
𝟑+𝐂𝐫𝟐(𝐒𝐎𝟒)𝟑(𝐚𝐜)
∙
+ 𝐒𝐎𝟒(𝐚𝐜)
𝟐−

:
𝐂𝐫(𝐚𝐜)
𝟑+ → 𝐂𝐫(𝐬)+ 𝐞−
 
3×96 500 C  52 g
1,04 gq 
÷50÷50
q =
𝟑×𝟗𝟔𝟓𝟎𝟎
𝟓𝟎
= 5 790 C
998 934 689Oscar Jacinto Cahuana

, 𝐒𝐎𝟒
𝟐−
, ;
:
→ O2(g)+ H(ac)
+ + 4 𝐞−2 4H2O(ℓ)
 
22,4 L 
V = 0,336 L
V 
= 3,36×10‒1 L
26/02/2023
7
4×96 500 C
965 000 C
13. La electrorrefinación es un procedimiento electrolítico, mediante el cual se eleva la pureza de
un metal. Por ejemplo, en una de las etapas del proceso de obtención del plomo a partir de la
galena (PbS), se realiza la electrorrefinación, para lo cual se hace pasar corriente eléctrica sobre
una solución acuosa de sulfato de plomo (PbSO4). Si por electrodeposición se producen 1 035 g
de plomo en el cátodo, ¿cuánto es la presión, en atm, que ejerce el gas oxígeno desprendido en
el ánodo, cuando es almacenado en un recipiente de 50 L a una temperatura de 27 °C.
Datos: Masa molar (Pb) = 207g/mol
A) 1,23 B) 2,46 C) 3,69 D) 4,92 E) 6,15
 :
𝐏𝐛(𝐚𝐜)
𝟐+𝐏𝐛𝐒𝐎𝟒(𝐚𝐜)
∙
+ 𝐒𝐎𝟒(𝐚𝐜)
𝟐−
 ,
:
𝐏𝐛(𝐚𝐜)
𝟐+ → 𝐏𝐛(𝐬)+ 𝐞−
 
2×96 500 C  207 g
1 035 gq 
×5×5
q = 2×96 500×5 C = 965 000 C
Resolución : 
:
→ O2(g) + 4 H(ac)
+ + 4 𝐞−2H2O(ℓ)
1 mol 
n = 2,5 mol O2(g)
n 
 (P)
:
2,5 =
P ⨯ 50
0,082 ⨯(27 + 273)
P = 1,23 atm
n =
P ∙ V
R ∙ T
998 934 689Oscar Jacinto Cahuana
14. En un laboratorio de investigación de la UNMSM, se replica el funcionamiento industrial de 2
celdas electrolíticas conectadas en serie, una de ellas contiene una solución acuosa de cloruro
de cobre (II), CuCℓ2, y la otra contiene una solución acuosa de nitrato de plata, AgNO3, luego de
un determinado tiempo se produce 127 gramos de cobre, ¿cuánto es la masa de plata, en
gramos, depositada en la otra celda. Datos: Masa molar (g/mol): Cu = 63,5 ; Ag = 108
A) 2,16×101 B) 2,16×102 C) 4,32×101 D) 4,32×102 E) 4,32×103
Resolución :
(+) (‒)
𝐀𝐠𝐍𝐎𝟑(𝐚𝐜)

𝐞−

𝐞−
𝐞−
𝐀𝐠(𝐚𝐜)
𝟏+
𝐍𝐎𝟑(𝐚𝐜)
𝟏−
𝐂𝐮(𝐚𝐜)
𝟐+
𝐂(𝐚𝐜)
𝟏−
𝐂𝐮𝐂𝟐(𝐚𝐜) 998 934 689Oscar Jacinto Cahuana
 2° :
#Equivalente (Ag) = #Equivalente (Cu)
𝑚Ag
108
× 1 =
𝑛Ag ×θAg = 𝑛Cu ×θCu
 mAg = 432 g
127
63,5
× 2
𝑚Ag
m.A.(Ag)
×θAg =
𝑚Cu
m.A.(Cu)
×θCu
= 4,32×102 g
26/02/2023
8
Semicelda de reducción
Zn(s) → Zn(ac)
2+ + 2 𝐞− Cu(ac)
2+ + 2 𝐞− → Cu(s)
Ɛoxidación
o = +0,76 V Ɛreducción
o = +0,34 V
2.
Sea la reacción neta de la celda :
Zn(s) + Cu(ac)
2+ → Zn(ac)
2+ + Cu(s)
Su representación abreviada es :
Zn(s)│ Zn(ac)
2+ (1 M) ││ Cu(ac)
2+ (1 M) │ Cu(s)
ÁNODO
(oxidación)
CÁTODO
(reducción)
4. (Ɛ°) 
(f.e.m.) 
La diferencia de potencial entre los dos
electrodos de una celda, proporciona la fuerza
motriz que empuja o provoca el movimiento de
los electrones a lo largo del circuito externo.
ECelda
° = EReducción
° + EOxidación
°
0,34 V + 0,76 V =+1,10 V
1.
Semicelda de oxidación
 ECelda
° =
998 934 689Oscar Jacinto Cahuana
Fue inventada en 1 836 por el químico británico, John
Frederick Daniell, que buscaba una forma de evitar el
problema de polarización de la celda voltaica.
14. La siguiente gráfica muestra una celda
galvánica Zn-Cu en funcionamiento. Al
respecto, indique la secuencia correcta
después de indicar si las proposiciones son
verdaderas (V) o falsas (F).
I. Los electrones fluyen desde el electrodo
de cinc hacia el cobre.
II. La membrana porosa actúa como medio
para el flujo de iones.
III. El cobre actúa como ánodo.
A) VFV B) VFF C) VVF D) FFF E) VVV
Resolución :
 :
I.
En toda celda galvánica o celda voltaica, los
electrones fluyen desde el ánodo (‒),
electrodo de Zn(s), hacia el cátodo (+),
electrodo de Cu(s).
II.
La membrana porosa, actúa como si fuese un
puente salino, el cual, permite el contacto
directo entre las 2 semiceldas de modo que
se cierra el circuito.
998 934 689Oscar Jacinto Cahuana
El puente salino mantiene la neutralidad
eléctrica de las semiceldas al dejar fluir
iones a través de su masa.
III.
El electrodo de Cu(s) es el cátodo, porque
hacia él ingresan los electrones, que provocan
la reducción de los iones cúprico, Cu2+.
𝐂𝐮(𝐚𝐜)
𝟐+ → 𝐂𝐮(𝐬)+ 2 𝐞−
26/02/2023
9
15. En una celda galvánica, la corriente se
produce cuando los electrones fluyen
externamente a través del circuito desde el
ánodo al cátodo debido a una diferencia en
la energía potencial entre los dos
electrodos en la celda electroquímica. Si
una celda galvánica se representa por:
𝐂𝐫(𝐬) | 𝐂𝐫 𝐚𝐜
𝟑+ ‖ 𝐀𝐠 𝐚𝐜
+ | 𝐀𝐠 𝐬
Señale las proposiciones verdaderas (V) o
falsas (F) según corresponda.
I. En la semicelda que ocurre la oxidación,
existe iones plata, Ag+.
II. La semirreacción que ocurre en el
cátodo es: Ag(ac)
+ + e− → Ag(s)
III. La reacción neta o global es:
Cr ac
3+ + 3 Ag(s) → Cr(s) + 3 Ag ac
+
A)VVV B) VFF C) VFV D) FVF E) FFF
Resolución :
I.
El ánodo se encuentra en la semicelda de
oxidación y contiene iones crómico, Cr𝟑+.
II.
El cátodo se encuentra en la semicelda de
reducción, cuya semirreacción provocada es :
III.
(‒) Semicelda de oxidación
Cr(s) → Cr(s) + 3 e−
(+) Semicelda de reducción
Ag(ac) + e− → Ag(s)3 3 3
+
Cr(s) + 3 Ag ac
1+ → Cr ac
3+ + 3 Ag(s)
998 934 689Oscar Jacinto Cahuana
Ag(ac)
1+ + e− → Ag(s)
Cr(s) → Cr(ac)
3+ + 3 e−
16. Es físicamente imposible medir el
potencial de un solo electrodo, solo se
puede medir la diferencia entre los
potenciales de dos electrodos
diferentes. Dados los siguientes
potenciales estándar de reducción:
Cu(ac)
2+ + 2 e− → Cu(s) E° = + 0,34 V
Zn(ac)
2+ + 2 e− → Zn(s) E° = ‒ 0,76 V
Ag(ac)
+ + 1 e− → Ag(s) E° = + 0,80 V
Señale el mejor agente oxidante
A) Ag B) Cu2+ C) Ag+
D) Zn E) Zn2+

Ag(ac) + 1 e− → Ag(s) ERed.
° = + 0,80 V
Cu(ac) + 2 e− → Cu(s) ERed.
° = +0,34 V
Zn(ac) + 2 e− → Zn(s) ERed.
° = ‒0,76 V
 𝐄𝐑𝐞𝐝𝐮𝐜𝐜𝐢ó𝐧
°
,
𝐀𝐠+ > 𝐂𝐮𝟐+ > 𝐙𝐧𝟐+
Resolución :
998 934 689Oscar Jacinto Cahuana
26/02/2023
10
17. Cuando conocemos el potencial
estándar para cualquier media
reacción, podemos obtener el valor del
potencial estándar de muchas otras
medias reacciones midiendo el
potencial estándar de la celda
correspondiente. La siguiente tabla
presenta algunos valores de
potenciales estándar de reducción:
Semireacción: E° (V)
Zn(ac)
2+ + 2 e− → Zn(s) ‒ 0,76
Mg(ac)
2+ + 2 e− → Mg(s) ‒ 2,36
2 H(ac)
+ + 2 e− → H2(g) 0,00
C2(g) + 2 e− → 2 C(ac)− + 1,36
Br2(ℓ) + 2 e− → 2 Br(ac)− + 1,07
¿Cuál de las especies mostradas es el
mejor agente reductor?
A) Mg(ac)
2+ B) Mg(s) C) H2(g)
D) C2(g) E) C(ac)
−
Mg(s) → Mg(ac) + 2 e− EOxid.
° =+ 2,36 V
Zn(s) → Zn(ac) + 2 e− EOxid.
° =+ 0,76 V
2H(ac) + 2 e− → H2(g) EOxid.
° = 0,00 V
2 Br(ac) → Br2(ℓ) + 2 e− EOxid.
° = ‒ 1,07 V
2 C(ac) → C2(g) + 2 e− EOxid.
° = ‒ 1,36 V
 𝐌𝐠(𝐬)
998 934 689Oscar Jacinto Cahuana
 ,
.
Resolución :
 𝐄𝐎𝐱𝐢𝐝𝐚𝐜𝐢ó𝐧
°
,
,
,
ECelda
° = ‒
18. A través de la historia se han diseñado
diversas celdas galvánicas, siendo las
más conocidas la pila seca de Leclanché,
los acumuladores de plomo, las baterías
de mercurio, entre otros. Sin embargo,
dichas celdas tienen diversas desventajas
tales como la acumulación de gases,
riesgos de explosión, baja eficiencia,
entre otros. Debido a ello en los últimos
años se han propuesto diversas celdas
que superen estas deficiencias, tales
como las baterías zinc - bromo, con los
siguientes potenciales de reducción:
Zn(ac)
2+ + 2 e− → Zn(s) E° = ‒ 0,76 V
Br2(ℓ) + 2 e− → 2 Br(ac)
− E° = + 1,06 V
Al respecto, ¿cuánto es el potencial
estándar de la celda zinc - bromo, en
voltios?
A) +0,30 B) ‒0,91 C) +0,91
D) ‒1,82 E) +1,82
 ,
,
𝐄𝐑𝐞𝐝𝐮𝐜𝐜𝐢ó𝐧
° .
𝐄𝐑𝐞𝐝𝐮𝐜𝐜𝐢ó𝐧
° ,
. :
ECelda
° = EReducción
° (cátodo) ‒ EReducción
° (ánodo)
(+ 1,06 V) (‒ 0,76 V)
Resolución :
998 934 689Oscar Jacinto Cahuana
+ 1,82 V
 ECelda
° > 0  Reacción espontánea
ECelda
° = + 1,06 V + 0,76 V =
26/02/2023
11
19. La NASA, en 1 973, diseñó la celda
galvánica hierro - cromo, la cual fue el primer
dispositivo electroquímico destinado a la
producción de energía eléctrica en una futura
base lunar. En un laboratorio de
electroquímica se diseña dicha celda
simulando las condiciones de la luna,
utilizando electrodos de hierro y cromo, con
los siguientes potenciales:
Cr(ac)
2+ + 2 e− → Cr(s) E° = ‒ 0,91 V
Fe(ac)
2+ + 2 e− → Fe(s) E° = ‒ 0,44 V
Al respecto, seleccione la secuencia correcta
de verdadero (V) o falso (F) en las siguientes
proposiciones.
I. El electrodo de hierro es el ánodo y el de
cromo es el cátodo.
II. El diagrama de celda es:
Cr(s)/Cr ac
2+ // Fe(ac)
2+ /Fe(s)
III. El potencial estándar de celda es: +1,35 V
A) VFF B) VVV C) FVV D) VFV E) FVF
Resolución :
 :
En una celda galvánica, al cátodo (Fe) le
corresponde la semirreacción de mayor
𝐄𝐑𝐞𝐝𝐮𝐜𝐜𝐢ó𝐧
° . En cambio al ánodo (Cr) le
corresponde la semirreacción de menor
𝐄𝐑𝐞𝐝𝐮𝐜𝐜𝐢ó𝐧
° .
I.
II. Cr(s) / Cr(ac)
2+ // Fe(ac)
2+ /Fe(s)
ÁNODO
(oxidación)
CÁTODO
(reducción)
III.
ECelda
° = ‒
ECelda
° = EReducción
° ( ) ‒ EReducción
° ( )
+ 0,47 V
 ECelda
° > 0  Reacción espontánea
(‒ 0,44 V) (‒ 0,91 V)
998 934 689Oscar Jacinto Cahuana
ECelda
° = ‒ 0,44 V + 0,91 V =
El aluminio (Aℓ) reacciona muy
rápidamente con el oxígeno, lo
que da lugar a una fina capa de
óxido de aluminio, Aℓ2O3, en su
superficie externa, que evita
que llegue más oxígeno al metal
y, por tanto, lo protege del
medio ambiente.
20. Un estudiante analiza los potenciales de reducción del
aluminio y hierro: Aℓ3+ + 3 e– → Aℓ E° = – 1,66 V
Fe2+ + 2 e– → Fe E° = – 0,44 V
De su análisis deduce que el aluminio debería corroerse más
fácilmente que el hierro y, siendo así, una lata hecha de
aluminio con gaseosa debería corroerse más rápidamente. Por
lo tanto, las latas de gaseosa deberían hacerse de hierro. Sin
embargo, esto no ocurre así. ¿Cuál es la razón por la cual ese
proceso de corrosión no se observa en las latas de aluminio?
A) El aluminio es pintado con alguna capa de barniz
B) El potencial de oxidación del aluminio es muy bajo
C) El líquido de una gaseosa no es un medio corrosivo
D) Se forma carbonato de aluminio insoluble, Aℓ2(CO3)3, sobre
el metal y lo protege.
E) Debido a la capa de óxido de aluminio, Aℓ2O3, que se forma
en la superficie del metal y lo protege.
Resolución :
El aluminio (Aℓ)
, realmente lo hace a una
gran velocidad. Aparentemente
presenta un aspecto limpio,
metálico y brillante; este fenómeno
químico y metalúrgico se denomina
. 998 934 689Oscar Jacinto Cahuana
26/02/2023
12
Santiago1:5
Proverbios 2:6