Guía nº 6 de ejercicios resueltos de electrólisis

Resolver los siguientes ejercicios

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Problema nº 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?

• Respuesta: m_Ag⁺ = 21,56 g; m_Zn²⁺ = 6,537 g; m_Fe³⁺ = 3,723 g

Problema nº 2

Una corriente de 5 A que circula durante 30 minutos deposita 3,051 g de cinc en el cátodo. Calcular el peso equivalente o equivalente químico del cinc.

• Respuesta: Eq = 32,7 g

Problema nº 3

Una cierta corriente libera 0,504 g de hidrógeno en 2 h. ¿Cuántos gramos de oxígeno y de cobre (a partir de una disolución de Cu²⁺) podrán ser liberados por la misma corriente durante el mismo tiempo?

• Respuesta: m_O²⁻ = 4,0 g; m_Cu²⁺ = 15,9 g

Problema nº 4

Se hace pasar por una disolución de una sal de oro la misma cantidad de corriente eléctrica que libera 2,158 g de plata, depositándose 1,314 g de oro. El peso equivalente de la plata es 107,87.

Se pide:

a) Calcular el equivalente químico del oro.

b) ¿Cuál es el estado de oxidación del oro en esta sal?

• Respuesta:

a) Eq_Au = 65,68173309;

b) 3

Problema nº 5

¿Cuánto tempo demandará depositar 100 g de aluminio de una celda electrolítica que contiene Al₂O₃ con una corriente de 125 A? Suponer que la única reacción en el cátodo es la formación de aluminio.

• Respuesta: 2 h 23 min 22 s

Problema nº 6

Se utiliza una corriente de 15 A para niquelar con un baño de NiSO₄. En el cátodo se forman níquel e hidrógeno gaseoso. El rendimiento de la corriente en relación con la formación de níquel es el 60 %. Calcular:

a) ¿Cuántos gramos de níquel se depositan en el cátodo por hora?

b) ¿Cuál será el espesor del depósito si el cátodo está formado por una hoja de metal cuadrado de 4,0 cm de lado, teniendo en cuenta que el recubrimiento es por ambos lados? La densidad del níquel es de 8,908 g/cm³.

c) ¿Cuál será el volumen de hidrógeno que se forma por hora en CNPT?

• Respuesta:

a) m_R = 9,85/h;

b) 0,035 cm;

c) V = 3,758 dm³

Problema nº 7

Una celda electrolítica que utiliza electrodos de sección transversal igual a 400 cm² situados a 10 cm de separación entre sí, contiene una disolución saturada de sulfato de cobre con una resistencia específica de 29,2 Ω·cm. Calcular la resistencia de la disolución entre los dos electrodos.

• Respuesta: R = 0,73 Ω

Problema nº 8

¿Cuántos culombios son necesarios en una celda para la producción electrolítica de 245 g de NaClO₄ a partir de NaClO₃? A causa de reacciones secundarias, el rendimiento del ánodo para la reacción deseada es del 60 %.

• Respuesta: 643.606 C

Problema nº 9

En una cuba electrolítica se tiene en el cátodo una pieza cúbica de bronce de 3 cm de lado que se desea cromar con 0,03 mm de espesor. Para ello se emplea una disolución de cloruro de cromo III (CrCl₃), δ = 7,19 g/cm³. Se hace circular una corriente de 20 A. ¿Qué masa de cromo se empleará? ¿Cuánto tiempo demorará el proceso?

• Respuesta:

a) m = 0,19;

b) t = 54 s