Page 883 - Quimica - Undécima Edición

Preguntas y problemas 853

18.30 Escriba la ecuación de Nernst para los siguientes proce- 18.40 Calcule la fem estándar de la celda de combustible de
sos a cierta temperatura T: propano descrita en la página 838 a 25°C, considerando
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a) Mg(s) 1 Sn (ac) ¡ Mg (ac) 1 Sn(s) que el )G° f del propano es de 223.5 kJ/mol.
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b) 2Cr(s) 1 3Pb (ac) ¡ 2Cr (ac) 1 3Pb(s)
Corrosión
Problemas Preguntas de repaso
18.31 ¿Cuál es el potencial de una celda formada por las 18.41 Los utensilios de acero, como las tuercas y los tornillos,
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semiceldas de Zn/Zn y Cu/Cu a 25°C, si [Zn ] 5 suelen recubrirse con una delgada capa de cadmio.
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0.25 M y [Cu ] 5 0.15 M? Explique qué función tiene esta capa.
18.32 Calcule el E°, el E y el ΔG de las siguientes reacciones 18.42 El “hierro galvanizado” es una hoja de acero recubierta
de celda: con zinc; las latas de “estaño” se fabrican de hojas de
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a) Mg(s) 1 Sn (ac) ¡ Mg (ac) 1 Sn(s)[Mg ] acero recubiertas con estaño. Describa qué función tie-
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5 0.045 M, [Sn ] 5 0.035 M nen estos recubrimientos y la electroquímica de las
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b) 3Zn(s) 1 2Cr (ac) ¡ 3Zn (ac) 1 2Cr(s) reacciones de corrosión que suceden cuando un electró-
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[Cr ] 5 0.010 M, [Zn ] 5 0.0085 M lito entra en contacto con la superfi cie raspada de una
hoja de hierro galvanizado o una lata de estaño.
18.33 Calcule el potencial estándar de una celda formada por
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la semicelda de Zn/Zn y el EEH. ¿Cuál será la fem de 18.43 La plata empañada contiene Ag 2 S. Las manchas de los
21 1 utensilios de plata se pueden remover sumergiéndolos
5 2.0 atm y [H ] 5
la celda si [Zn ] 5 0.45 M, P H 2
1.8 M? en un recipiente de aluminio que contenga una disolu-
ción de un electrólito inerte, tal como el NaCl. Explique
18.34 ¿Cuál es la fem de una celda formada por las semicel- el principio electroquímico de este procedimiento. [El
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das de Pb /Pb y Pt/H /H 2 si [Pb ] 5 0.10 M, [H ] 5
potencial estándar de reducción de la reacción de semicel-
5 1.0 atm? 2 22
da Ag 2 S(s) 1 2e S 2Ag(s) 1 S (ac) es de 20.71V.]
0.050 M y P H 2
18.35 Con referencia al esquema de la celda que se muestra 18.44 La tendencia del hierro a oxidarse depende del pH de la
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en la fi gura 18.1, calcule la proporción de [Cu ]/ disolución. Explique esto.
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[Zn ] con que se produce espontáneamente la siguien-
te reacción a 25°C: Electrólisis
Preguntas de repaso
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Cu(s) 1 Zn (ac) ¡ Cu (ac) 1 Zn(s)
18.45 ¿Qué diferencia existe entre una celda galvánica (como
18.36 Calcule la fem de la siguiente celda de concentración:
la de Daniell) y una celda electrolítica?
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Mg(s) 0 Mg (0.24 M) 00 Mg (0.53 M) 0 Mg(s) 18.46 Describa la electrólisis de una disolución acuosa de
KNO 3 .
Baterías y celdas de combustible Problemas
Preguntas de repaso 18.47 La semirreacción en un electrodo es
18.37 Explique las diferencias entre una celda galvánica pri- Mg (fundido) 1 2e ¡ Mg(s)
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maria (una celda que no es recargable) y un acumulador
(por ejemplo, el de plomo), que sí es recargable. Calcule los gramos de magnesio que se formarán al
aplicar 1.00 F al electrodo.
18.38 Analice las ventajas y desventajas de las celdas de com-
bustible sobre las plantas de energía convencionales 18.48 Considere la electrólisis del cloruro de bario fundido,
para la producción de electricidad. BaCl 2 . a) Escriba las semirreacciones. b) ¿Cuántos gra-
mos de bario metálico se generan al pasar 0.50 A duran-
te 30 minutos?
Problemas
18.49 Considerando únicamente el costo de la electricidad,
18.39 La celda de combustible de hidrógeno y de oxígeno se ¿sería más barato producir una tonelada de sodio o una
describe en la sección 18.6. a) ¿Qué volumen de H 2 (g), tonelada de aluminio por electrólisis?
almacenado a 25°C a una presión de 155 atm, se nece- 18.50 Si el costo de la electricidad para producir magnesio
sitaría para que un motor eléctrico funcionara con una por electrólisis de cloruro de magnesio fundido es de
corriente de 8.5 A durante 3.0 h? b) ¿Qué volumen (en 155 dólares por tonelada de metal, ¿cuál sería el costo
litros) de aire por minuto pasará a través de la celda a (en dólares) de la electricidad necesaria para producir:
25°C y 1.00 atm para que el motor funcione? Suponga a) 10.0 toneladas de aluminio, b) 30.0 toneladas de
que el aire tiene 20% de O 2 en volumen y que todo el O 2 sodio, c) 50.0 toneladas de calcio?
se consume en la celda. Los demás componentes del 18.51 Una de las semirreacciones de la electrólisis del agua es
aire no participan en las reacciones de esta celda.
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Suponga comportamiento de gas ideal. 2H 2 O (l) ¡ O 2 (g) 1 4H (ac) 1 4e 2