Problemas Resueltos de La Lección 7

PROBLEMAS RESUELTOS RESUELTOS DE LA LECCIÓN 7 EQUILIBRIO REDOX 1.- Una muestra de 2,837 g de una aleación de plata (I) y plomo (II) se disuelve en cido n!trico. "a disolución se electroli#a con una corriente de 3,$ amperios, cuyo rendimiento se supone del 1%%&. 'l cao de 1% minutos todo el plomo se deposita como óido de plomo (I*). +e pide a) el & de plomo y plata en la aleación ) el peso del depósito de óido de plomo c) el tiempo ue tarda en depositarse toda la plata  (/) 0 2%7,2 2%7,2 () 0 1,% ('g) 0 1%7,4  ·

a) y b) Semirreacció !e "#i!ació Pb$%  &&&&' Pb (% % $ e& Pe* !e+ PbO$ , $-7.$ -7 .$ % $·/0 $· /0 , //1. //1.00 $ Para 2a ca3i!a! !e car4a Q , 5.6A·0-- , $/-- C e !e8"i3a e e+ e+ec3r"!" 2a maa !e PbO$ , 9$/--·//1.0):106-- , $.0- 4 ie!" +a maa !e 8+"m" 2e +e c"rre8"!e; m 9Pb) , $-7.$ · $.0- , $.$6 4 2e 28"e 28"e  2 $.$6 ·/-- , 71.5< !e Pb $51.$ $.=57 y /-- & 71.5 , $-.7< !e A4 2e e maa " $-.7 ·$.=57 , -.6=7 4 /-% & c) Semirreacció !e re!2cció A4 % /e &&&&' A4 Pe* !e +a A4 , /-7.1:/ , /-7.1 La ca3i!a! !e car4a ecearia 8ara !e8"i3ar 3"!a +a 8+a3a er>; 106--·-.6=7 , 6$6 C 2e 8ara 2a c"rrie3e !e 5.6A re2iere 2 3iem8" !e /-7.1 3 , 6$6:5.6 , /6- ó $.6 mi 2.- +e construye una celda con dos electrodos de 5idrógeno, uno de ellos normal y el otro con una disolución %,16 de un cido monoprótico dil '.  "a 9.e.m. de la pila pila es %,2$%* %,2$%*.. :alcular :alcular el p de la disolución disolución del del cido dil  y su constante. constante.

S* re!2cció $ ?% % $ e&  &&&&' ?$ S* "#i!ació ?$ &&&&' $ ?% % $ e& Reacció 3"3a+ $ ?%  9/.-N) % ? $ € 2 Η +€(# Ν)€ +€ Η 2 €€€€A8+icam" +a ec2ació !e Ner3 8ara c""cer +a c"ce3ració !e  8r"3"e 2e a8arece c"m" 8r"!2c3"

- & -.-61 +"4 9?% )$ $ /.-$ !e !"!e 9?%) , 6.=·/-&6 M +2e4" 8? , (.$ Ca+c2+am" a@"ra +a c"3a3e !e+ >ci!"  a , 9?% )·9A& ) , 96.=·/-&6 )$ , 5.(·/-&= 9?A) -./ ∆ε =0,250 =

3.- +e a;ade cinc metlico a una disolución %,1%%  de una sal c. ie!" +a reacció 3"3a+ $ C2$%  %  &&&' $ C2 % % $% ∆ε , -./6 % -.70 , -.1/  A8+ica!" +a ec2ació !e Ner3 e e+ e2i+ibri". ca+c2+am"  ∆ε , - , -.1/ & -.-61 ·+"4 !e !"!e  , 7.-·/- 5$ L" c2a+ im8+ica 2e +a reacció e 8r>c3icame3e c"m8+e3a @acia +a !erec@a. " +" 2e e +" mim" " 2e!ar> 2a c"ce3ració !e ió C2$%  m2y  8e2eFa. 2e ++amarem" #. mie3ra 2e +a !e+ ió C2% er> -./-- & # y +a !e ió cic. 8"r e3e2i"me3rGa. +a mi3a! !e H3a $ C2$%  %  &&&' $ C2 % % $% # -./-- & # 9-./-- &#):$ Para ca+c2+ar # 23i+iam" +a c"3a3e   , 7.-·/- 5- , 99-./-- & #):$)·9-./-- &#)$ !e !"!e # , 9C2$%) , =.6·/-& /=  M #$ C.- Una celda galvnica consiste en una tira de plata metlica sumergida en una disolución de ión 'g A %,1%, y una tira de cinc metlico sumergida en una disolución de ión @n 2A %,1% . ' la semicelda ue contiene el ión plata se a;ade amoniaco 5asta alcan#ar una concentración 1,% (sin variación de volumen), y en ese momento se lee una di9erencia de potencial de 1,12*. :alcular la constante de inestailiad del compleDo 'g(6 3 )2A. A 2A ε ?'g  B'g 0 %,8%* ε ?@n  B@n 0 - %,7* 

P"r er e+ 8"3ecia+ e3>!ar !e+ ió 8+a3a may"r 2e e+ !e+ cic. H3a e re!2cir> 8rimer" $ A4%  %  &&&'  $%  % A4 ∆ε , -.=- % -.70 , /.60 A+ aFa!ir am"iac" a +a ce+!a !e+ ió 8+a3a 3iee +24ar +a i42ie3e reacció; A4%  % $ N? 5  &&&' A49N?5)$% -./ /.-

&&& -.= -./ E+ c"m8+eJ" K"rma!" e !i"cia 8arcia+me3e y 3eie!" e c2e3a 2e " 2e!ó am"iac" e e#ce" 3e!rem" e+ i42ie3e e2i+ibri" A49N?5)$%  &&&' A4%  % $ N? 5 -./ & # # -.= % $# Ua!" +a ec2ació !e Ner3 ca+c2+am" +a c"ce3ració !e+ ió 8+a3a 2e @ay e +a !i"+2ció; /./$ , /.60 & -.-61 ·+"4 /-&/ !e !"!e 9A4%) , # , /./·/-&= M $ 9A4%)$ 2e 2am" 8ara ca+c2+ar +a c"3a3e !e ie3abi+i!a! !e+ c"m8+eJ";  i , /./·/-&=  ·-.=$ , 7.-·/-&= -./ $.- +e tiene una pila 9ormada por dos electrodos ' y E, ue son metales divalentes, introducidos en sendas disoluciones de sus nitratos en concentraciones %,%1 y 2,%6 respectivamente en cationes y unidas por un  puente salino. Feterminar a) las reacciones ue tienen lugar en el ctodo y en el nodo ) la 9uer#a electromotri# de la pila c) la relación de concentraciones iónicas cuando la pila se agota 2A 2A ε ?('  B') 0 - %,CC* ε ?(E  BE) 0 - %,13* 

a) P"r er e+ 8"3ecia+ e3>!ar !e+ ca3ió B m> 8"i3i" H3e e re!2ce a3e c>3"!" B$% % $ e& −−−>€€B ε , & -./5 >"!" A &&&' A$% % $ e& €€€ ε , -.((    $% $% B 9/.-M) % A A 9-.-/M) % B Dε , -.5/  b) Para ca+c2+ar +a K*e*m* a8+icam" +a ec2ació !e Ner3 ∆ε , -.5/ & -.-61 +"4 -.-/ , -.5/ % -.-61 , -.57 $ /.c) Para ca+c2+ar +a re+ació !e c"ce3raci"e c2a!" e @a a4"3a!" +a 8i+a. " +" 2e e +" mim" . a8+icam" +a ec2ació a3eri"r 3eie!" e c2e3a 2e a@"ra ∆ε , - , -.5/ & -.-61 +"4   , 5.$·/- /$ .- (Gamen del 17B%2B%3) 1 g de aleación de 5ierro y n!uel 9ue disuelto adecuadamente y los iones He 3A y 6i2A depositados totalmente mediante el  paso de una corriente de 8 amperios durante 1% minutos y 3$ segundos. :alcic" " +a i42ie3e; (?% % 5 e& % MO&(  &&&&' MO$ % $ ?$O e$%  &&&&' e5% % /e& E +a a+"raci"e !e "#i!ació&re!2cció e+ mer" !e e2ia+e3e !e+ a4e3e "#i!a3e e i42a+ a+ mer" !e e2ia+e3e !e+ a4e3e re!2c3"r e e+  823" !e e2ia+ecia* N e* MO&( , -.$$6:9/6=.-(:5) , (.$7·/- &5 , N e* e $% , m:66.=(7 !e !"!e m , -.$56= 4 L2e4" e+ 8"rce3aJe !e @ierr" e +a m2e3ra e; 9-.$56=:-.55(6)·/-- , 7/.5< 4.- (ulio 2%%CB%$)  'Dustar por el mtodo del ión-electrón, la reacción de trans9ormación en medio alcalino, del sul9ato crómico en cromato potsico  por la acción del clorato potsico ue se convierte en cloruro. K determinar el volumen de disolución de sul9ato crómico %,1$6 gastado para valorar %,13 g de clorato potsico.  /esos atómicos J(34,1) :l (3$,$).

Cr $9SO()5  % CLO5 % O? &&&&&&&'  $CrO(  % C+ %  $SO( %  ?$O S* O#!i!ació S*Re!2cció

$ 9 =O?& % Cr 5%  &&&&&&&' CrO($& % 5 e& % ( ?$O) 5 ?$O % 0 e&  % C+O5&  &&&&&&' C+&  % 0O?&

   Cr $9SO()5  % CLO5 % /- O? &&&&&&&' $  $CrO( % C+ % 5  $SO( % 6 ?$O Para ca+c2+ar e+ "+2me !e !i"+2ció !e 2+Ka3" crómic" 4a3a!" @acem" 2" !e +a i42a+!a! e e+ mer" !e e2ia+e3e; ·N , N"* e* CLO 5 ·-./6 , -./50:9/$$.0:0) ie!"  , ((.( mL 1%.- (Julio 2006)  :alcular las cantidades de permanganato potsico e 5idróido potsico necesarios para producir 2%,C g de clorato potsico, a  partir de las siguientes reacciones   JnC A :l L J:l A n:l 2 A  2 A :l 2

:l 2  A J L J:l 2  A J:l A  2  Fatos n $$,4C u.m.a J 34,1 u.ma., :l 3$,C$ u.ma.  1 u.m.a. 'Duste  previamente las ecuaciones por el mtodo del ión electrón.

AJ23e !e +a 8rimera ec2ació 8"r e+ mH3"!" !e+ ió e+ec3ró 9 =?%  % MO( & % 6e&  M$% % ( ?$O) # $ 9$ C+&  C+$ ) # 6    /0?%  % $MO(&  % /- C+ &   $M$% % = ?$O % 6 C+$ Q2e!a!" +a reacció c"m8+e3a aJ23a!a !e +a i42ie3e K"rma; $ MO(  % /0 ?C+  $ C+ % $ MC+$ % = ?$O % 6 C+$ AJ23am" i42a+me3e +a e42!a reacció 3eie!" e c2e3a 2e 3iee +24ar e me!i" b>ic"; /$ O?& % C+$  $ C+O5&  % /- e& % 0 ?$O 9$ e& % C+&  $ C+$ ) # 6    /$ O?& % 0 C+$  $ C+O5& % /- C+& % 0 ?$O Q2e!a!" +a reacció c"m8+e3a; 0 C+$  % /$ O?  $ C+O 5  % /- C+ % 0 ?$O $-.( 4 !e c+"ra3" 8"3>ic" " $-.(:/$$.0 , -./00 m"+. y 8"r e3e2i"me3rGa re2iere 0 ece m> !e @i!ró#i!" 8"3>ic". " ea -.110 m"+ 2e e maa " -.110 # 60./ , 66.1 4 A 2 e 8ara "b3eer -./00 m"+ !e c+"ra3" 8"3>ic" @ace Ka+3a 5 ece m> !e c+"r". " ea -./00 # 5 , -.(1= m"+. 8ara +" c2a+ e re2iere 2 c"2m" !e  8erma4aa3" 8"3>ic" !e 9$:6)-.(1= , -.$ m"+e. 2e e maa 28"e; -.$#/6=.-( , 5/.0$ 4*

11.- (Febrero 2007) +e 9orma una pila galvnica con dos electrodos de 5idrógeno, el primero estndar y el segundo sumergido en 12$ m" de una disolución de cido clor5!drico. +i el potencial de la pila a 2$ ?:, es de %,%3$$ *, calcular a) la concentración de la disolución del cido, y ) el  potencial ue se producir si a la disolución clor5!drica se le a;aden 8% m" de disolución 2,$ 6 de 6a.

Teem" 2a 8i+a !e c"ce3ració; $ ?% 9# M) % ?$  &&&&' $ ? % 9/ M) % ?$ Ca+c2+am" +a c"ce3ració !e 8r"3"e @acie!" 2" !e +a ec2ació !e  Ner3 e +a c2a+ D G? , -.-  D G  , -.-566  , - & 9-.-61:$)·+"4 /:9?%)$ !e !"!e 9?%) , (.- M A+ aFa!ir +a !i"+2ció !e "a e 8r"!2ce 2a reacció !e e23ra+iació; ?C+ % NaO? &&&&' NaC+ % ?$O   /$6·( =-·$.6 5-- me &&& $-- me ie!" 9?C+) , 5-- me:$-6 mL , /.(0 M D G   , - & 9-.-61:$)·+"4 /:9/.(0)$  , 1.7·/-&5 