EJERCICIOS REDOX RESUELTOS QUIMICA.

Ejercicos resueltos de Redox.

A partir de los siguientes potenciales normales:

Eº(MnO4−/Mn+2) = +1.51 V;

Eº(Cl2/Cl-) = +1.07 V;

Eº(Al3+/Al(s)) = −1.66 V;

Eº(Cu2+/Cu(s)) = +0.34 V;

Eº(Zn+2/Zn(s)) = − 0.76 V;

Eº(Pb2+/Pb(S)) = −0.13 V;

Eº(Mn2+/Mn(S)) = −1.18 V;

Eº(Mg2+/Mg(S)) = −2.89 V:    

1. Calcula la fem de la siguiente pila:

Zn (s) / Zn+2 (1 mol/L) // Pb+2 (1 mol/L) / Pb (s)

La doble barra representa el puente salino. A la izquierda del puente salino siempre se escribe el ánodo de la pila que es el par de potencial mayor o más positivo y a la derecha el cátoco que es el par de menor potencial o más negativo.

fem = E cátoco – E ánodo

fem = − 0.13 – (− 0.76)

fem = + 0. 63 V

2. Representa termodinámicamente la pila que diseñarías si la quisieras utilizar para encender un bombillo que necesita 2.71 V

            Mg2+       Al3+       Mn2+        Zn+2        Pb2+           Cu2+          Cl2                 MnO4−[pic 1]

[pic 2]

            Mg          Al          Mn           Zn           Pb             Cu            2Cl-                 Mn+2

        −2.37      −1.66     −1.18      − 0.76       −0.13         +0.34        +1.36                +1.51

Debo escoger un ánodo (E más negativo) y un cátodo (E más positivo). La fem será la diferencia de E entre los dos eléctrodos. Por tanto, busco el par que tenga la ΔE lo más cercano posible a 2.71 V. Evidentemente son los pares Mg2+/Mg(S) que será el ánodo pues tiene E más negativo y el  Cu2+/Cu(s) que será el cátodo pues tiene su E más positivo.

Mg(S) / Mg2+ // Cu2+/Cu(s)

fem = 0.34 – (− 2.37) = 2.71 V

3. Calcula la fem de una pila cuya ecuación total es la siguiente:

2 Al(s)     +   3 Cl2 (1.2 atm)     doble flecha   2Al+3 (0.01 mol/L)     +    6Cl− (0.1mol/L)

El Al (s) se oxida, pierde 3 electrones para convrtirse en Al+3; entonces es el ánodo de la pila.

El Cl2 (g) se reduce, gana 2 electrones para convrtirse en 2Cl−1; entonces es el cátodo de la pila.

fem = E cátodo – E ánodo

Como las concentraciones no 1 mol/L y la presión no es 1 atm debo aplicar la ecuación de Nersnt.

fem =  [E0 cátodo – E0 ánodo] – [0.059 / n] log Kc

fem =  [+1.36 – (− 1.66)] – [0.059 / 6] log [Al+3]2 [Cl−1]6  / [Al (s)]2 [Cl2]3

Para sustituir las concentracione debo tener en cuenta que el Al (s) tiene concentración 1 por ser un sólido y en el caso de cloro gaseoso, por ser un gas,  se toma el valor de la presión como su cencentración.

fem =  [+1.36 – (− 1.66)] – [0.059 / 6] log [10−2]2 [10−1]6  / [1]2 [1.2]3

fem =  [3.02] – [0.0098] log [10−10] / [1.73]

fem =  [3.02] – [0.0098] log 0.58

fem =  [3.02] – [0.0098] – 0.24

fem =  [3.02] + 0.0023

fem =  3.0223 V

4. Representa termodinámicamente la pila anterior.

ÁNODO // CÁTODO

Al (s) / Al+3 (0.01 mol/L)// Cl2 (1.2 atm) / 2Cl−1 (0.1 mol/L)

5. Balancea la siguiente ecuación química en medio ácido:

Cu (s)  + NO3−1 (0.01 mol/L) DOBLE FLECHA   Cu+2 (0.001 mol/L)  +  NO (0.70 atm)

Divido la ecuación en dos medias ecuaciones, una de oxidación y otra de reducción.

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