Buenas, me puse a estudiar electrolisis para el segundo parcial y me di cuenta que no entiendo un rábano y solo nos dieron media carilla de teoria en clase. No tengo idea de como se resuelven los ejercicios, lei un post de un pibe que explicó con detalle como se resolvian los ejercicios pero no me dio resultado. El ejercicio es asi:
Una corriente de 5 A que circula durante 30 minutos, deposita 3,048 g de cinc en el cátodo. Calcular la masa de cinc que se deposita por el pasaje de un mol de electrones o la carga de una constante de Faraday.
Es el primero de la guia, estoy medio complicado. Muchas gracias
A ver primero voy a tratar de darte un pantallazo de la teoria de electroquimica y electrolisis. En electroquímica estudias justamente fenómenos químicos que involucran fenómenos eléctricos, sobretodo reacciones de óxido reducción y esas cosas. Cuando vos tenes una reacción redox, pueden ocurrir dos cosas, que sea espontánea o que no lo sea (que lo calculabas viendo las diferencias de los potenciales de reduccion). Cuando una reacción es espontánea; se genera una pila o celda galvánica. Cuando la reacción no es espontánea (la dif de potencial de la reacción te da negativa); uno necesita entregarle energía eléctrica para producir la reacción, eso es lo que se conoce como electrólisis.
Voy a enfocarme en la electrólisis que es el problema particular este. Antes de poder plantear y resolver un problema de electrólisis, necesitas tener en mente como se realiza la misma (tenes que tener la imagen de una cuba electrolítica). Tanto en la electrolisis como en la pila el sistema tiene dos componentes fundamentales: el CATODO y el ANODO. En la electrólisis los signos de las cargas en los mismos son inversos a la pila: el CATODO ES EL POLO NEGATIVO y el ANODO ES EL POLO POSITIVO. (Para que recuerdes esto acordate de esta regla: Catodo=Reducción ; Anodo=Oxidación). En la reducción la hemirreacción es de la forma: \[M^{+n}+ne^{-}\rightarrow M\] y en la oxidación son de la forma: \[M\rightarrow M^{+n}+ne^{-}\] (Esto es una explicación media burda, es para que tengas una idea). fijate que en la reducción "consumis" electrones y en la oxidación "Generas" electrones. Bien, esto nos llevaría a pensar que el anodo seria negativo y el cátodo seria positivo (como en la pila), lo que pasa es que en la electrólisis se realiza todo en un mismo recipiente (despues te subo un dibujo). Por lo que los electrones viajan desde la oxidacion donde se liberan hasta la reducción donde se combinan denuevo (los electrones viajan del anodo al cátodo). Por lo tanto, en el ánodo los electrones se van y quedan cationes (el compuesto oxidado), por lo que te queda carga positiva en esa zona. En cambio en el cátodo se acumulan los electrones, acumulándose carga negativa. Esto sería una explicación "a grosso modo" de por que el ánodo es positivo y el cátodo negativo. Después con un dibujo lo vas a entender mejor. Tomate un tiempo para tratar de comprender estas ideas antes de seguir.
con la primer parte del enunciado encontras el equivalente gramo del zinc para tu reación.
Q = i . t
Carga = intensidad de corriente . tiempo
de donde sacamos la cantidad de carga que se utilizó para dicha deposición.
recordar [A] = C/s --> por lo que el tiempo en dicha ecuación tiene que estar expresado en segundos...
Q = 5A . 1800s = 9000C
luego 96500C son 1F, con lo cual 1 mol de electrones.
Eq = Masa depositada / moles de e-
EqZn = 3,048g / (9000/96500) = 3,048g/0,093264 = 32,68g/eq
De aquí este número nos sirve para hacer cuentas directas de deposición de masa de zinc, en función de los moles de electrones que circulan.
en este caso nos piden 1 mol de electrones, con lo cual es el equivalente del Zn que calculamos por 1.
Masa despositada = EqZn . moles de electrones = 32,68g
Redondeando un poquito mas... El uso de equivalentes de masa en las reacciones de óxido reducción se utilizan para independizarte de la reacción química que estas teniendo. Normalmente si tuvieras solo Zn en solución disuelto depositándose no necesitarías la primer parte del ejercicio, porque sabes que necesitas 2 moles de electrones para depositar un mol de zinc y con su peso molecular ya podrías encontar el resultado, según
Zn2+ + 2e- --> Zn (solido)
Pero, esto no siempre es así, puede estar formando parte de compuesto mas complejo y la reacción ser mas complicada.. para esos casos, realizas un ensayo, encontras el equivalente y luego operas directamente con este valor aunque no tendas datos de la reacción en cuestión.
Espero se haya entendido algo. Cualqueir cosa chifla.
Suerte
uhh tarde tanto en responder que ya habían contestado xD
Aca tenes un esquema de una cuba electrolítica
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Ahi está mas o menos lo que ocurre y lo que te comente antes. Esto es la imagen que tenes que tener en la cabeza a la hora de encarar ejercicios de electrolisis. Ahora pensemos una cosa, veamos las reacciones de nuevo que ocurren en cada electrodo:
Oxidación (ÁNODO): \[M\rightarrow M^{+n}+ne^{-}\]
Reducción (CÁTODO): \[A^{+m}+me^{-}\rightarrow A\]
Recordá que toda especie que este en forma de ión (sea catión o anión) SÓLO PUEDE EXISTIR EN SOLUCIÓN (o en otros casos que no nos interesa para lo que se ve en quimica general), por lo tanto, si el ánodo (formado por el compuesto M) se está oxidando, se está "disolviendo" en la solución (el elemento M pasa de estado puro (n°oxidación 0) a un estado de ión en solución).
Al cátodo le está pasando lo contrario, se está formando sobre el una capa de el elemento A puro sobre él (se esta depositando sobre el electrodo). Por lo tanto ahí está la clave de esto, sobre uno de tus electrodos, el cátodo, se te está formando una capa de material sólido.
jaja justo te terminaron de redondear el problema antes de la continuacion de mi respuesta jaja. Vos recorda la ecuación de Faraday para la electroquímica:
\[m_{depositada}=\frac{Mr}{n}*\frac{i*t}{F}\]
Donde n es el número de electrones que intervienen en la hemirreacción de reducción (en este caso el Niquel: \[Ni^{+2}+2e^{-}\rightarrow Ni\])
En esta expresión: \[\frac{Mr}{n}\] es lo que se llama el equivalente electroquímico del elemento que estés trabajando, del niquel este caso (Mr=masa relativa)
También podés resolver estos ejercicios encarándolos como una estequiometría con electrones (donde 1 mol de electrones tienen una q=F)
Pero eso es algo que tenes q ver vos como te resulta. Al principio es medio complicado de entenderlo (Sobretodo si no te copa la quimica) pero tranquilo que lo vas a terminar sacando. Cualquier duda que tengas preguntame q no tengo drama.
Recien lo veo! Muchas gracias gente, ahora me lo pongo a leer