Solución al problema 2de la Prueba de Selectividad, Comunidad de Andalucia, Junio 2016, QUÍMICA :
a) Para conocer cuanto tiempo tiene que transcurrir para que todo el cobre de la disolución se deposite en forma de cobre metálico calculamos los moles de cobre :
nCu = 0, 25 L.
0, 1.
<img src="https://tex.z-dn.net/?f=%20%5Cfrac%7Bmol%7D%7BL%7D%20" /> = 0, 025 mol Cu²⁺
Luego, con la siguiente semirreacción :
Cu²⁺ + 2e⁻→ Cu
Por lo que podemos afirmar que se necesitan dos moles de electrones por cada mol de cobre.
En este caso, cada mol de cobre puede transportar una carga de 96500 C (1 Faraday).
Ahora calculamos el tiempo requerido :
0, 025 mol.
<img src="https://tex.z-dn.net/?f=%20%5Cfrac%7B2%20mol%7D%7B1%20mol%7D%20%20%5Cfrac%7B%20e%5E%7B-%7D%20%7D%7BCu%5E%7B%2B2%7D%20%7D%20" />.
<img src="https://tex.z-dn.net/?f=%20%5Cfrac%7B1s%7D%7B1%2C5C%7D%20%20" /> = 3217 s = 53 minutos 37 segundos
b) Determinamos el volumen de Cl₂ gaseoso que se desprenderá por el ánodo durante el proceso de electrolisis de cualquier disolución de cloruro metálico bajo la condición de una corriente de 4 A durante 15 minutos.
Iniciamos viendo la reacción de oxidación del cloruro hasta llegar al cloro que tiene lugar en el ánodo : 2Cl⁻→ Cl₂ + 2e⁻
Al aplicar la corriente de 4 A por 15 minutos, obtenemos una carga de :
15min.
<img src="https://tex.z-dn.net/?f=%20%5Cfrac%7B60s%7D%7B1min%7D%20%20%5Cfrac%7B4%20C%7D%7B1s%7D%20%20%3D%20%0A" /> 3600 C desprendidos
Convirtiendo a moles :
<img src="https://tex.z-dn.net/?f=3600%20C.%20%20%5Cfrac%7B1%20mole%7D%7B96500%7D%20%20%5Cfrac%7B1mol%7D%7B2%20mol%7D%20%5Cfrac%7BCl_%7B2%7D%20%7D%7Be%5E%7B-%7D%20%7D%20%20" /> = 0, 0187 moles Cl₂
Bajo las condiciones indicadas calculamos el volumen que ocupan :
V = <img src="https://tex.z-dn.net/?f=%20%5Cfrac%7BnRT%7D%7Bp%7D%20%3D%20%20%5Cfrac%7B0%2C0187.0%2C082.300%7D%7B1%7D%20%3D%20%20%20" /> 0, 459 L = 459 mL Cl₂.