UNIVERSIDAD PERUANA CAYETANO HEREDIA Química Analítica Cuantitativa Taller UNIVERSIDAD PERUANA CAYETANO HEREDIA Química Analítica Cuantitativa UNIVERSIDAD PERUANA CAYETANO HEREDIA Química Analítica Cuantitativa UNIVERSIDAD PERUANA CAYETANO HEREDIA Química Analítica Cuantitativa UNIVERSIDAD PERUANA CAYETANO HEREDIA Química Analítica Cuantitativa 1.-Considere una celda galvánica que conste de un electrodo de magnesio en contacto con 1.0 M Mg(NO3)2 y un electrodo de cadmio en contacto con 1.0 M Cd(NO3)2. Calcule E° para la celda y dibuje un diagrama representando el cátodo, ánodo y la dirección de flujo de electrones. 2.-Utilizando los datos de la tabla, calcúlese E° para las reacciones de mercurio (Hg) con: a) HCl 1M b) HNO3 1M. ¿Cuál de los ácidos oxidará el Hg a Hg2+2 en condiciones de estado estándar? 3.- Predecir la espontaneidad de las siguientes reacciones: a) Cuando un trozo de alambre de plata se introduce en una disolución de ZnSO4. b) Cuando se añade yodo a la disolución de NaBr. c) Cuando un trozo de zinc metálico se introduce en una disolución de NiSO4. d) Cuando cloro gaseoso se burbujea a través de una disolución de KI. e) Cuando un trozo de plata se introduce en HCl(ac) f) Cuando a unas gotas de mercurio líquido (Hg) se le añade una solución de CoCl2. Suponga que todas las especies se encuentran en estado estándar. 4.-Para probar el poder oxidante del HNO3 1M y el HCl 1M se añaden por separado a dos vasos que contienen una placa de cobre (Cu) sumergido en agua destilada. Al cabo de unos segundos solo uno de los vasos se observa el desprendimiento de gases tóxicos, una solución de color celeste y la degradación de la placa. Diga ¿Cuál de los ácidos oxidó al cobre y por qué? 5.-La corrosión del hierro es un proceso de numerosas etapas que concluyen en la formación de "herrumbre" (Fe2O3 hidratado). Las etapas iniciales del proceso de corrosión pueden ocurrir en dos sitios diferentes de la pieza de hierro o acero. Un área del metal, expuesta al aire y a la humedad, actúa como cátodo para la reducción ácida del oxígeno atmosférico. Otra parte de la pieza sirve como ánodo para la oxidación del hierro neutro a hierro (II) iónico. ¿Cuál será la reacción global y la f.e.m. para este proceso? 6.- La constante de equilibrio para la reacción: Sr(s) + Mg+2(ac) = Sr+2(ac) + Mg(s) es 2.69 x 1012 a 25 °C. Calcular el E° para una celda constituida por las semiceldas de Sr/Sr+2 y Mg/Mg+2. UNIVERSIDAD PERUANA CAYETANO HEREDIA Química Analítica Cuantitativa 7. Se puede construir una celda galvánica con dos semiceldas que están compuestas del mismo material pero que difieren en la concentración de los iones. Este tipo de celdas se conoce como "celda de concentración" Si se tienen las siguientes semiceldas: Ga/Ga+2(2.0M) y Ga/Ga+2(0.3M) ¿Cuál debe ir en el ánodo y cuál en el cátodo para que la celda funcione? Justifique y calcule el E de celda 8. Se tienen las siguientes sustancias químicas a 25°C: Ag(s), AgCl(s), Cl-(0.5M), //Sn+2(0.01M), Sn+4(0.1M) a) Formular una celda electroquímica b) Determinar la F.E.M. de la celda c) Haga un diagrama de la celda, indicando cada uno de sus partes. 9. Considere la electrólisis del cloruro de calcio fundido, CaCl2 a) Escriba las reacciones de electrodo b) ¿Cuántos gramos de calcio metálico pueden producirse al pasar 0.50 A durante 30 min.? 10. How many grams of magnesium will be deposited when a current of 3.86 amperes is passed for 30 minutes through a cell containing molten magnesium chloride, MgCl2? 11. ¿Cuántas horas se necesitarán para que una corriente de 3 amperios descomponga electrolíticamente 18g de agua? 12.-Se somete a electrolisis una cantidad de NaCl fundido con una corriente de 10amperios durante 5 minutos ¿A qué cantidad corriente equivale en faradios y cuántas moles de cloro gaseoso se desprenden? 13.-Si se somete a una corriente eléctrica las siguientes soluciones acuosas indique que se libera o se deposita en cada electrodo. a) solución de NaCl b) solución de K2SO4 c) solución de HNO3 UNIVERSIDAD PERUANA CAYETANO HEREDIA Química Analítica Cuantitativa 14. En la actualidad adquieren cada vez más importancia las llamadas celdas de combustible. Impulsan naves espaciales y se ha pensado en ellas como posibles fuentes de energía para los usos diversos. Estas celdas utilizan como material electródico hidrógeno y oxígeno o hidrocarburos. Se diseña un prototipo de motor que consume 75 amperios por hora y se piensa hacerlo funcionar mediante la reacción: CH4 + 2O2 === CO2 + 2H2O Si sólo se piensa tenerlo en movimiento durante 10 horas cada vez y la eficiencia del proceso es del 100% ¿Qué capacidad han de tener los depósitos de metano líquido (CH4, D= 0.42g/ml) y de oxígeno líquido (O2, D=1.15g/ml)? 15. El destello que producen las lámparas del "flash" en fotografía se debe a la siguiente reacción electroquímica: 2MnO2 + Zn+2 +2e- ==== ZnMn2O4(s) Si en cada disparo del "flash" se disipan 5.0 10-3 amperios y cada uno dura 0.04 segundos, ¿Cuántos disparos se pueden hacer antes de que se consuma 1mg de MnO2? (P.A. Mn=55) 16.- Electrolytic cells containing as electrolytes zinc sulfate, silver nitrate, and copper sulfate were connected in series. A steady current of 1.5 amp. was passed through them until 1.45g of silver were deposited at the cathode of the second cells. How long did the current flow? What weight of copper and of zinc were deposited? 17.- In the electrolysis of sodium sulfate, the reaction that occurs at the anode can be written 2H2O ----> 4H+ + O2 + 4eIf a steady current of 2.4 amp is passed through aqueous sodium sulfate for 1 hr, what volume of oxygen at 25°C and 1 atm pressure is evolved? 18. La electrólisis de un cloruro metálico (MCl2), produjo 50ml de gas cloro (Cl2), a presión estándar y 0°C de temperatura, en un lapso de 20 minutos. a) ¿Cuántos equivalentes del metal se depositan en el electrodo inerte? b) Plantear la semireacción anódica, la semireacción catódica y dibuje la celda electrolítica indicando las partes de la celda y la dirección del flujo de electrones. UNIVERSIDAD PERUANA CAYETANO HEREDIA Química Analítica Cuantitativa 19.-¿Cuántos minutos serán necesarios para depositar todo el cobre de 500ml de una solución de CuSO4 0.125M, con una corriente de 75 miliamperios? 20. ¿Qué se entiende por corrosión? ¿En qué medida la tendencia del hierro a oxidarse depende del pH de la disolución? 21. En diversos fenómenos biológicos se producen procesos de transferencia de cargas que en términos sencillos pueden considerarse como de "corriente biológica". En el metabolismo de la glucosa, por ejemplo, esta sustancia se convierte en ácido pirúvico mediante fase anaeróbica. La siguiente fase es aeróbica y mediante la utilización de oxígeno se completa la reacción con formación de CO2 y H2O. a) Si como resultado del metabolismo oxidativo, un individuo produce 393g de agua, durante un periodo de 24 horas. ¿Qué promedio de corriente biológica (en amperios) debería mantenerse, si se supone que el agua se forma de acuerdo con la ecuación: O2 + 4H+ + 4e- ----- 2H2O b) Si se supone que los electrones utilizados en la reducción del oxígeno hubiesen sido generados por la oxidación anaeróbica de la glucosa, ¿Con qué rendimiento promedio (gramos de glucosa por hora) debió haberse producido en está oxidación? C6H12O6 ------ 2CH3COCOOH + 4H+ + 4e- 22. Una cápsula espacial utiliza como fuente de energía la siguiente reacción electroquímica: 2H2 + O2 --- 2H2O ¿Qué capacidad han de tener los depósitos de hidrógeno líquido (d=0.070g/ml) y de oxígeno líquido (d=1.15g/ml) para proporcionar 45 Amperios durante 21 días? 23. Suponga que Ud. tiene una solución que contiene iones Cu2+ y iones Fe2+, y Ud. quiere reducir al ion Cu+2 pero no el ion Fe2+. ¿Se podrá utilizar zinc metálico para este fin? y ¿níquel? y ¿plata metálica? ¿Por qué?
