Problema n° 1 de electrólisis. Leyes de Faraday, masa depositada en un electrodo - TP06
Enunciado del ejercicio n° 1
Se hacen pasar exactamente 0,2 F a través de tres celdas electrolíticas. Una contiene ion plata, la otra contiene ion cinc y la última contiene ion férrico. Suponiendo que la única reacción catódica en cada celda es la de reducción del metal. ¿Cuántos gramos se depositarán de cada metal?
Desarrollo
Datos:
Pa Ag = 107,870 g
Pa Zn = 65,370 g
Pa Fe = 55,847 g
F = 96.500 C (número de Faraday)
Fₓ = 0,2 F
Fórmulas:
| Eq = | Pa |
| V |
Solución
Recordemos que la masa de los elementos que se depositan en los electrodos es proporcional a los equivalentes químicos con que actúan esos en una reacción dada.
Y que, para depositar un equivalente químico de cualquier elemento se necesita la misma cantidad de electricidad, es decir, 1 Faraday (96.494 C).
Calculamos el equivalente químico de cada ion según su estado de oxidación o valencia con que actúan:
| EqAg⁺ = | PaAg |
| V |
Reemplazamos y calculamos:
| EqAg⁺ = | 107,870 g |
| 1 |
EqAg⁺ = 107,870 g
| EqZn²⁺ = | PaZn |
| V |
Reemplazamos y calculamos:
| EqZn²⁺ = | 65,370 g |
| 2 |
EqZn²⁺ = 32,685 g
| EqFe³⁺ = | PaFe |
| V |
Reemplazamos y calculamos:
| EqFe³⁺ = | 55,847 g |
| 3 |
EqFe³⁺ = 18,61566667 g
Finalmente calculamos la masa que se deposita de cada ion:
| 1 F | ⟶ | 107,870 g |
| 0,2 F | ⟶ | mAg⁺ |
| mAg⁺ = | 0,2 F·107,870 g |
| 1 F |
mAg⁺ = 21,56 g (masa que se depositará del ion plata).
| 1 F | ⟶ | 32,685 g |
| 0,2 F | ⟶ | mZn²⁺ |
| mZn²⁺ = | 0,2 F·32,685 g |
| 1 F |
mZn²⁺ = 6,537 g (masa que se depositará del ion cinc).
| 1 F | ⟶ | 18,61566667 g |
| 0,2 F | ⟶ | mFe³⁺ |
| mFe³⁺ = | 0,2 F·18,61566667 g |
| 1 F |
mFe³⁺ = 3,723 g (masa que se depositará del ion férrico).
Autor: Ricardo Santiago Netto. Argentina
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Ejemplo, cómo calcular la masa de un elemento que se deposita en el electrodo