Ejercicio 5. (Calificación máxima: 2 puntos) Responda las siguientes cuestiones a partir de la reacción de oxidación-reducción (no ajustada): Cu2+...
Responda las siguientes cuestiones a partir de la reacción de oxidación-reducción (no ajustada):
Cu2+ (ac) + H2O —> Cu (s) + O2 (g).
a) Razone si la reacción se produce de forma espontánea.
b) Escriba las semirreacciones de oxidación y reducción, indicando en qué electrodo se deposita el cobre y en cuál se desprende oxígeno.
c) Determine cuánto cobre se deposita si se hace pasar una corriente de 0,50 amperios a través de 1,0 L de disolución de CuSO4 0,2 M durante 4 horas.
Datos. E0(V): Cu2+/Cu = 0,34; O2/H2O = 1,23. F = 96485 C. Masa atómica: Cu = 63,5.
Solución: 7
a y b)
Cátodo Cu2+ (ac) + 2e → Cu (s) E = 0,34 V x2
Ánodo º 2H2O (l) → O2 (g) + 4H+ + 4e E = -1,23V
_____________________________________
2Cu2+ (ac) + 2H2O (l) → 2Cu (s) + O2 (g) + 4H+ ET = 0,34 - 1,23 = -0,89V
Como Δ???? = −????????????, para que la reacción sea espontánea, E tiene que ser positivo. Por este motivo la reacción no es espontánea.
c)
???? = ????????⋅????⋅???? ????????????⋅???? ; ???? = ????⋅???? ????????????⋅???? ; ???? = 0,5⋅4⋅3600 2⋅96485 = 0,037???????????? Cu
m = 0,037 · 63,5 = 2,35g de Cu se deposita.
Preguntas Generales
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Ed IA de Studenta 
Respuesta:
a y b)
La reacción no es espontánea, ya que el potencial estándar de la reacción (E°) es negativo. El potencial estándar es una medida de la tendencia de una reacción a producirse de forma espontánea. En este caso, el potencial estándar es negativo, por lo que la reacción tiene tendencia a producirse en sentido contrario, es decir, a oxidar el cobre a Cu2+ y reducir el oxígeno a H2O.
Las semirreacciones de oxidación y reducción son las siguientes:
- Semirreacción de oxidación:
2H2O (l) → O2 (g) + 4H+ + 4e
- Semirreacción de reducción:
Cu2+ (ac) + 2e → Cu (s)
El cobre se deposita en el cátodo, ya que es el electrodo donde se produce la reducción. El oxígeno se desprende en el ánodo, ya que es el electrodo donde se produce la oxidación.
c)
La cantidad de cobre que se deposita se puede calcular a partir de la siguiente ecuación:
m = Q / n * M
donde:
- m es la masa de cobre depositada (en gramos)
- Q es la carga que pasa por el circuito (en Coulombios)
- n es el número de electrones que se transfieren en la reacción (en moles)
- M es la masa molar del cobre (en gramos/mol)
La carga que pasa por el circuito es:
Q = I * t
donde:
- I es la intensidad de la corriente (en amperios)
- t es el tiempo (en segundos)
En este caso, I = 0,5 A y t = 4 horas = 4 * 3600 segundos = 14400 segundos.
Por lo tanto, la carga que pasa por el circuito es:
Q = 0,5 A * 14400 segundos = 7200 C
El número de electrones que se transfieren en la reacción es 2, ya que en la semirreacción de reducción se transfieren 2 electrones por mol de Cu que se reduce.
Por lo tanto, la masa de cobre que se deposita es:
m = 7200 C / 2 * 63,5 g/mol = 2,35 g
Por lo tanto, se depositan 2,35 gramos de cobre.
Conclusiones:
La reacción no es espontánea, ya que el potencial estándar de la reacción es negativo. El cobre se deposita en el cátodo y el oxígeno se desprende en el ánodo. Si se hace pasar una corriente de 0,5 amperios a través de 1,0 L de disolución de CuSO4 0,2 M durante 4 horas, se depositan 2,35 gramos de cobre.
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