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852 CAPÍTULO 18 Electroquímica

18.7 ¿Cuál es la diferencia entre las semirreacciones que se 18.20 El E° celda para la siguiente celda es 1.54 V a 25°C.
estudiaron en los procesos redox en el capítulo 4 y las 31 21
reacciones de semicelda descritas en la sección 18.2? U(s) 0 U (ac) 00 Ni (ac) 0 Ni(s)
18.8 Poco después de que una celda de Daniell (vea la fi gura Calcule el potencial estándar de reducción para la semi-
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18.1) estuvo funcionando, un estudiante se da cuenta de celda U /U.
que la fem de la celda comienza a disminuir. ¿Por qué?
18.9 Utilice la información de la tabla 2.1 para calcular la Espontaneidad de las reacciones redox
constante de Faraday. Preguntas de repaso
18.10 Discuta la espontaneidad de una reacción electroquími-
18.21 Escriba las ecuaciones que relacionan el ΔG° y la K con
ca en función de su fem estándar (E° celda ).
la fem estándar de una celda. Defi na todos los términos.
18.22 El valor E° de la reacción de una celda es positivo y el
Problemas de la reacción de otra celda es negativo. ¿La reacción de
qué celda formará más productos en equilibrio?
18.11 Calcule la fem estándar de una celda que utiliza las
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21
reacciones de semicelda Mg/Mg y Cu/Cu a 25°C. Problemas
Escriba la ecuación de la reacción de la celda en condi-
ciones de estado estándar. 18.23 ¿Cuál es la constante de equilibrio de la siguiente reac-
18.12 Calcule la fem estándar de una celda que utiliza las ción a 25°C?
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1
reacciones de semicelda Ag/Ag y Al/Al . Escriba la Mg(s) 1 Zn (ac) Δ Mg (ac) 1 Zn(s)
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ecuación de la reacción de la celda que se lleva a cabo
en condiciones de estado estándar. 18.24 La constante de equilibrio de la reacción
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2
18.13 Prediga si el Fe puede oxidar al ion I hasta I 2 en 21 21
Sr(s) 1 Mg (ac) Δ Sr (ac) 1 Mg(s)
condiciones de estado estándar.
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18.14 ¿Cuál de los siguientes reactivos es capaz de oxidar el es de 2.69 3 10 a 25°C. Calcule el E° de la celda
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H 2 O a O 2 (g) en condiciones de estado estándar? H (ac), formada por las semiceldas de Sr/Sr y Mg/Mg .
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2
2
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Cl (ac), Cl 2 (g), Cu (ac), Pb (ac), MnO 4 (ac) (en áci- 18.25 Utilice los potenciales estándar de reducción para
do). encontrar la constante de equilibrio de cada una de las
18.15 Para las siguientes semirreacciones: siguientes reacciones a 25°C:
2
2
a) Br 2 (l) 1 2I (ac) Δ 2Br (ac) 1 I 2 (s)
2
1
MnO 4 (ac) 1 8H (ac) 1 5e 2 ¡ b) 2Ce (ac) 1 2Cl (ac) Δ
2
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Mn (ac) 1 4H 2 O(l) 31
Cl 2 (g2 1 2Ce (ac)
2
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1
1
2
NO 3 (ac) 1 4H (ac) 1 3e 2 ¡ c) 5Fe (ac) 1 MnO 4 (ac) 1 8H (ac) Δ
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NO(g) 1 2H 2 O(l) Mn (ac) 1 4H 2 O(l) 1 5Fe (ac)
2
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2
prediga si los iones NO 3 oxidarán el Mn a MnO 4 en 18.26 Calcule el ΔG° y la K c de las siguientes reacciones a
25°C:
condiciones de estado estándar. 21 21
18.16 Prediga si las siguientes reacciones sucederán espontá- a) Mg(s) 1 Pb (ac) Δ Mg (ac) 1 Pb(s)
2
2
neamente en disolución acuosa a 25°C. Suponga que la b) Br 2 (l) 1 2I (ac) Δ 2Br (ac) 1 I 2 (s)
1
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concentración inicial de todas las especies disueltas es c) O 2 (g2 1 4H (ac) 1 4Fe (ac) Δ
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de 1.0 M. 2H 2 O(l) 1 4Fe (ac)
31 2
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a) Ca(s) 1 Cd (ac) ¡ Ca (ac) 1 Cd(s) d) 2Al(s) 1 3I 2 (s) Δ 2Al (ac) 1 6I (ac)
2
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b) 2Br (ac) 1 Sn (ac) ¡ Br 2 (l) 1 Sn(s) 18.27 ¿Qué reacción espontánea se llevará a cabo en condi-
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1
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c) 2Ag(s) 1 Ni (ac) ¡ 2Ag (ac) 1 Ni(s) ciones de estado estándar entre los iones Ce , Ce ,
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Fe y Fe en disolución acuosa? Calcule el ΔG° y la
d) Cu (ac) 1 Fe (ac) ¡
1
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Cu (ac) 1 Fe (ac) K c de la reacción.
18.28 Dado que E° 5 0.52 V para la reacción de reducción
18.17 ¿Cuál especie de cada uno de los siguientes pares es 1 2
Cu (ac) 1 e q Cu(s), calcule el E°, el ΔG° y la K de
mejor agente oxidante en condiciones de estado están- la siguiente reacción a 25°C:
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1
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dar? a) Br 2 o Au , b) H 2 o Ag , c) Cd o Cr , d) O 2
en medio ácido u O 2 en medio básico. 1 21
2Cu (ac) ¡ Cu (ac) 1 Cu(s)
18.18 ¿Cuál especie de cada uno de los siguientes pares es
mejor agente reductor en condiciones de estado están- Efecto de la concentración sobre la fem de la celda
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2
dar? a) Na o Li, b) H 2 o I 2 , c) Fe o Ag, d) Br o Co .
Preguntas de repaso
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18.19 Considere la reacción electroquímica Sn 1 X q Sn
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1 X . Dado que E° celda 5 0.14 V, ¿cuál es el E° para la 18.29 Escriba la ecuación de Nernst y explique todos los tér-
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semirreacción X /X? minos.