El ácido sulfúrico, , diluido reacciona con el cobre, según la siguiente reacción química, no ajustada:
Semirreacción de oxidación (el Cu pasa de estado 0 a +2):
Semirreacción de reducción (el S pasa de +6 en a +4 en ):
Ambas semirreacciones intercambian 2 electrones, por lo que se suman directamente. Ecuación iónica ajustada:
Ecuación molecular ajustada:
Según la ecuación ajustada, 1 mol de Cu reacciona con 2 mol de . Masas molares: , .Moles de Cu:
Moles de necesarios:
Masa de puro necesaria:
Masa de disolución necesaria (riqueza del 96 % en masa):
Volumen de disolución, usando la densidad :
Según la ecuación, 1 mol de Cu produce 1 mol de , por lo que:
Conversión de unidades: ; .Aplicando la ley del gas ideal :
Una pila galvánica está formada por un electrodo de níquel sumergido en una disolución acuosa de , conectado con un electrodo de cinc sumergido en una disolución acuosa de . Ambas disoluciones están, además, conectadas mediante un puente salino.
a) Escriba las semirreacciones de oxidación y de reducción, ajuste la ecuación química global y calcule la diferencia de potencial que se establece entre los electrodos al comienzo de la reacción.b1) Se ha observado que, a medida que avanza la reacción, uno de los electrodos se disuelve mientras que el otro aumenta su masa. Justifique esta observación, indicando cuál es el electrodo que aumenta su masa.b2) Justifique que la reacción global de la pila es, en condiciones estándar, un proceso químico espontáneo. Explique cuál es el papel del puente salino en el funcionamiento de la pila galvánica.Datos: potencial estándar de reducción, : ; .
Semirreacción de oxidación (ánodo, electrodo de Zn):
Semirreacción de reducción (cátodo, electrodo de Ni):
Ecuación global ajustada (ambas semirreacciones intercambian 2 electrones, se suman directamente):
La diferencia de potencial estándar de la pila se calcula como:
Como , se tiene que , lo que confirma que la reacción global es espontánea en condiciones estándar.Respecto al puente salino: su función es mantener la electroneutralidad de ambas disoluciones durante el funcionamiento de la pila. A medida que avanza la reacción, en la semicelda del ánodo se acumulan cationes (exceso de carga positiva) y en la semicelda del cátodo se consumen cationes (exceso de carga negativa). El puente salino, que contiene una sal electrolítica inerte (por ejemplo, ), permite el flujo de iones entre ambas disoluciones: los aniones migran hacia la semicelda del ánodo y los cationes hacia la semicelda del cátodo, compensando las cargas y permitiendo que la corriente eléctrica continúe fluyendo. Sin el puente salino, la acumulación de cargas detendría rápidamente la reacción.
En disolución acuosa, el peróxido de hidrógeno, , reacciona con ácido clorhídrico, , dando lugar a cloro molecular, , y agua, .
a) Escriba la ecuación química ajustada.b) Justifique que la reacción química que tiene lugar es una reacción rédox e identifique la especie oxidant y la especie reductora.c1) Calcule la cantidad, en moles, de peróxido de hidrógeno que hay que añadir a 2 litros de una disolución de ácido clorhídrico que se encuentra a pH = 1,0 para que, tras completarse la reacción, alcance el valor de pH = 2,0. Considere que el volumen de la disolución no varía durante el proceso.c2) Justifique que la reacción química del apartado a) tiene lugar de modo espontáneo en condiciones estándar, y deduzca si una reacción análoga tiene lugar o no cuando se sustituye el ácido clorhídrico por ácido fluorhídrico, .Datos: potencial estándar de reducción, : ; ; .
El dicloro, , es ampliamente utilizado en el tratamiento de aguas dedicadas al consumo humano. Un contaminante habitual del agua es el sulfuro de hidrógeno, , proveniente tanto de la descomposición de materia orgánica como de depósitos de minerales del subsuelo. La reacción entre y da lugar a azufre elemental y .En una planta potabilizadora se trataron de agua (), que contenían una cantidad desconocida de sulfuro de hidrógeno, con un exceso de .
a) Escriba las semirreacciones de oxidación y de reducción y ajuste la reacción molecular global.b) Al finalizar la reacción, el pH de la disolución resultó ser . Calcule la cantidad de , en gramos, presente en el agua tratada (desprecie el efecto de la disociación ácida del en agua).Teniendo en cuenta los potenciales estándar de reducción, responda razonadamente si los siguientes enunciados son verdaderos o falsos: a) Una barra de zinc es estable en una disolución acuosa de 1 M. b) Al mezclar una disolución de 1 M con una de 1 M, se forma cobre metálico. c) El cobre metálico no se disuelve en una disolución acuosa de 1 M. d) Una disolución que contenga 1 M se puede guardar en una botella de aluminio.Datos: potenciales estándar de reducción, : .
En el laboratorio, pueden obtenerse pequeñas cantidades de dicloro, , haciendo reaccionar permanganato de potasio, , con cloruro de potasio, , en medio ácido de acuerdo con la siguiente ecuación química no ajustada:
Datos: masas atómicas relativas: . . .
Se dispone en el laboratorio de cuatro disoluciones, todas a concentración 1 M: A: ; B: ; C: ; D: . Además, se dispone de unas láminas de Ag, Fe y Al. A partir de los datos de , responda razonadamente:
a) ¿Es posible obtener aluminio, , a partir de la disolución D, haciendo que ésta reaccione con alguno de los tres metales de los que se dispone?b) ¿Se producirá alguna reacción al introducir una lámina de plata, , en la disolución A?c) Se desea construir la pila galvánica que proporcione el potencial de celda más elevado.c.1) Indique qué disoluciones y qué metales utilizaría para construir dicha pila galvánica.c.2) Escriba la semirreacción de oxidación y la de reducción, así como la reacción iónica global ajustada y calcule el potencial de la pila.Datos: potenciales estándar de reducción, : ; ; ; .
El dióxido de estaño, , se puede obtener en un laboratorio al reaccionar estaño con ácido nítrico concentrado, según la siguiente ecuación química no ajustada:
Datos: masses atòmiques relatives: ; ; ; . . .
El dióxido de cloro, es un desinfectante y decolorante que puede obtenerse haciendo reaccionar clorato de sodio, , con peróxido de hidrógeno, , en medio ácido, de acuerdo con la siguiente ecuación química no ajustada:
Datos: . .
Teniendo en cuenta los potenciales estándar de reducción, responda razonadamente si los siguientes enunciados son verdaderos o falsos: a) Una barra de estaño es estable cuando se introduce en una disolución acuosa de 1 M. b) Al submergir una barra de hierro en una disolución acuosa de 1 M, se recubre con cromo. c) El aluminio se disuelve en una disolución acuosa de 1 M. d) Las disoluciones acuosas de 1 M, se pueden guardar en recipientes de aluminio.Datos: : ; ; ; ; ; .
En el departamento de calidad de una industria se desea determinar el porcentaje de hierro en un alambre. Para ello, se disuelve, en medio ácido, un trozo de alambre que pesa 3,125 g, obteniéndose finalmente 500,0 mL de una disolución de . Se tratan 50,0 mL de esta disolución con una disolución de dicromato de potasio 0,02 M, necesitando 32,0 mL para la reacción completa del , de acuerdo con la ecuación química siguiente no ajustada:
Datos: Masa atómica relativa: .
A escala laboratorio, se pueden obtener pequeñas cantidades de cloro gaseoso mediante la reacción (no ajustada):
Dato: .
Se dispone en el laboratorio de láminas de plata, cobre y cinc, así como de disoluciones acuosas, de concentración , de las sales , y . Conteste razonadamente a las siguientes cuestiones:
a) ¿Cuál de los tres metales es un reductor más fuerte?b) Construimos una pila con un electrodo formado por una lámina de metálica sumergida en la disolución de y otro formado por una lámina de sumergida en la disolución de . ¿Cuál de los electrodos funciona como ánodo y cuál como cátodo de la pila? ¿Cuál es el potencial estándar de la pila formada?c) Considerando la pila del apartado anterior, discuta si la lámina de cinc que actúa como electrodo aumenta o disminuye su masa a medida que avanza la reacción.Datos: Potenciales de reducción estándar, : ; ; .
El hierro metálico se disuelve en disoluciones de ácido clorhídrico, de acuerdo con la siguiente ecuación química (no ajustada):
Una pieza de puro se disolvió en de una disolución de . Tras la reacción se determinó que la concentración de había disminuido hasta .
a) Ajuste la ecuación química y calcule la masa (en g) de metálico que reaccionó.b) Calcule la concentración molar de en la disolución final.c) Calcule el volumen (en litros) de dihidrógeno generado, medido a y .Datos: Masas atómicas relativas: ; ; . ; .
En medio ácido, el peróxido de hidrógeno, , reacciona con el permanganato de potasio, , de acuerdo con la siguiente reacción (no ajustada):





