Ejercicios de electroquimica

Ejercicios resueltos.
Ejercicio 1 (muestra como se describe una celda electroquímica y se predice su
potencial normal).
Se colocan en sendos vasos de precipitados, soluciones ácidas de FeSO 4 y
KMnO4. Se conectan ambos vasos de precipitados por un puente salino y se
sumergen electrodos de platino en ellos, conectándose a través de un voltímetro.
Represente esquemáticamente la pila ydetermine el potencial normal de la misma
asumiendo concentraciones 1M de todos los solutos que intervienen.
Lo primero es escribir las semiceldas, para lo cual utilizamos la tabla de
potenciales normales de reducción. En ella encontramos que:

Entonces la reacción transcurrirá como la oxidación del ión hierro(II) a hierro(III)
(tiene el potencial de reducción menor que el de la reducción delpermanganato) y
la reducción del permanganato a manganeso(II). La pila la representaremos como:

Ejercicio 2 (Describe la dependencia del potencial de reducción con la
concentración de las especies oxidadas y reducidas).
Determine el potencial de la reacción de oxidación del estaño(II) a estaño(IV) por
el bromo líquido (actividad unidad), siendo la concentración de estaño(II) 0.05M y
la de losiones estaño(IV) y bromuro 0.0001M.
El primer paso es determinar los potenciales normales de ambos procesos:

Entonces la ecuación de Nernst quedará:

1.- Se construye una pila galvánica conectando una barra de cobre sumergida en una
disolución de Cu2+ 1 M con una barra de cadmio sumergida en una disolución de Cd2+ 1
M. Halla la fem de esta pila.
Datos E0 (Cu2+/Cu) = 0,34 V ; E0 (Cd2+/Cd)= -0,40 V.
Solución:
La fem de la pila es la fem estándar, ya que las concentraciones son 1 M.
Como el potencial de reducción mayor es el de Cu este se reducirá y el de Cd se oxidará,
por tanto las reacciones que tendrán lugar en la pila serán:
Reducción (cátodo) : Cu2+ + 2 e- } Cu E0 = 0,34 V
Oxidación ( ánodo ) : Cd } Cd2+ + 2 e- E0 = 0,40 V
Reacción global de la pila : Cu2+ + Cd } Cu +Cd2+ E0 = 0,32 + 0,40 = 0,72 V
Obsérvese que al escribir la reacción de oxidación para el electrodo de Cd se ha
cambiado el signo del potencial normal de reducción, ya que éste es el proceso inverso.

2.- Representa la pila voltaica formada por un electrodo de Zn en una disolución de
ZnSO4 y un electrodo de plata en disolución de AgNO3 1,0 M. Las disoluciones están a
250 C. Determina cuál esel cátodo y cuál es el ánodo, escribe las reacciones de la pila,
indica el sentido de flujo de los electrones y calcula la fem de la pila.
Datos: E0 ( Zn2+/Zn) = -0,76 V ; E0 (Ag+/Ag) = 0,80 V.
Solución:
El electrodo que tenga el potencial normal de reducción mayor se reducirá actuando como
cátodo. El de menor potencial se oxidará actuando como ánodo.

Las reacciones que tendrán lugar enla pila son:
Oxidación en el ánodo : Zn } Zn2+ + 2 e- E0 = 0,76 V
Reducción en el cátodo : 2 Ag+ + 2 e- } 2 Ag E0 = 0,80 V
Reacción global : Zn + 2 Ag2+ } Zn2+ + 2 Ag
Se cambia el signo del potencial del Zn debido a que se ha invertido el sentido de la
semirreacción, es decir hemos escrito la reacción de oxidación.
Se ha multiplicado por 2 la semirreacción de reducción con objeto de ajustarla reacción
global y, sin embargo, el potencial de electrodo no varía, ya que se una propiedad
intensiva.
Como la reacción global de la pila es suma de las dos semirreacciones, su potencial es
también la suma de los dos potenciales parciales:
Eopila = 0,80 + 0,76 = 1,56 V
Es decir:
E0pila = E0cátodo - E0ánodo
La notación abreviada de la pila será:
Zn(s)/Zn2+(1M)//Ag+(1M)/Ag(s)

3.-Determina si la reacción redox que se expresa mediante la ecuación iónica siguiente
es espontánea o no, en condiciones estándar.
Cu2+ (aq) + Cr(s) } Cu(s) + Cr3+ (aq)
Datos: E0 (Cu2+/Cu) = 0,34 V ; E0 (Cr3+/Cr) = -0,74 V
Solución:
La reacción escrita arriba es la suma de éstas dos semirreacciones:
Semirreacción de reducción: 3 (Cu2+ + 2 e- } Cu) E0 = 0,34 V
Semirreacción de oxidación: 2 (Cr }...