Guía nº 7 de ejercicios resueltos de electrólisis
Resolver los siguientes ejercicios
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Problema nº 1
¿Qué corriente es necesaria para pasar un Faraday por hora por un baño electrolítico? ¿Cuántos gramos de aluminio y de cadmio serán liberados por un Faraday?
• Respuesta: I = 26,8 A
mAl = 8,99 g
mCd = 56,2 g
Problema nº 2
¿Cuántos amperios se necesitan para depositar en el cátodo 5,0 g de oro por hora de una disolución que contiene una sal de oro trivalente?
• Respuesta: I =2,0 A
Problema nº 3
¿Cuántas horas demanda fabricar 45,36 kg de cloro electrolítico en una celda de NaCl por la que circulan 1.000 A? El rendimiento anódico para la reacción del cloro es del 85 %.
• Respuesta: t = 40,3 h
Problema nº 4
Se hace circular una determinada cantidad de electricidad por dos celdas electrolíticas separadas, que contienen disolución de AgNO₃ y SnCl₂, respectivamente. Si en una de las celdas se depositan 2,0 g de plata, ¿cuántos gramos de estaño se depositarán en la otra celda?.
• Respuesta: mSn²⁺ = 1,1 g
Problema nº 5
Una celda electrolítica contiene una disolución de CuSO₄ y un ánodo de cobre impuro. ¿Cuántos kilogramos de cobre se refinarán (se depositarán en el cátodo) con una corriente de 150 A mantenidos durante 12 horas?
• Respuesta: mCu = 2,1 kg de Cu
Problema nº 6
¿Cuántas horas necesita una corriente de 3,0 A para descomponer electrolíticamente a 18 g de agua?
• Respuesta: t = 18 h
Problema nº 7
El peróxido de hidrógeno puede obtenerse por las reacciones sucesivas:
| 2·NH₄HSO₄ | ⟶ | H₂ + (NH₄)₂S₂O₈ |
| (NH₄)₂S₂O₈ + 2·H₂O | ⟶ | 2·NH₄HSO₄ + H₂O₂ |
La primera reacción es una reacción electrolítica y la segunda una destilación de vapor de agua. ¿Qué corriente tendría que utilizarse en la primera reacción de modo que se obtenga suficiente producto intermedio para producir 100 g de peróxido de hidrógeno puro por hora? Supóngase un rendimiento del 50 %.
• Respuesta: I = 329 A
Problema nº 8
Los electrodos de una batería de plomo están hechos de plomo y de óxido plúmbico. La reacción total durante la descarga es:
Pb + PbO₂ + 2·H₂SO₄ ⟶ 2·PbSO₄ + 2·H₂O
a) ¿Cuál es el peso mínimo de plomo (contando todas las formas químicas del elemento) en una batería, si está prevista para suministrar 100 A·h? Supóngase un coeficiente de utilización de 25 %. Este es el porcentaje de Pb y PbO₂ de la batería realmente disponible para las reacciones electródicas.
b) Si la tensión media de una batería es de 2,0 V con carga cero, ¿cuál es la variación aproximada de energía libre en la reacción anteriormente descrita?
• Respuesta:
a) mPb = 3,093 kg
b) ΔG = -92 kcal
Bibliografía:
Jerome L. Rosenberg. "Teoría y problemas de química general". Libros McGraw-Hill de México S. A. de C. V. México.
Autor: Ricardo Santiago Netto. Argentina