Ficha trabajo X Ficha informativa Numero de ficha: 22

Área : Ciencia y Tecnología Grado y Sección: 3ro L - S Fecha:10 – 08 - 23

Competencia: : EXPLICA EL MUNDO FÍSICO BASÁNDOSE EN CONOCIMIENTOS SOBRE LOS SERES VIVOS,
MATERIA Y ENERGÍA, BIODIVERSIDAD, TIERRA Y UNIVERSO
Desempeño: Explica sobre electroquímica
Docente : Juan Vargas Zárate

ELECTROQUIMICA
a) Procesos Electrolíticos
A
En este capítulo analizaremos sólo los “procesos electrolíticos”. Los procesos electroquímicos se dividen en:

b) Procesos Galvánicos

PROCESOS ELECTROLÍTICOS

Es el proceso en el cual utilizamos la energía eléctrica para provocar una reacción química.

Partes de una Celda Electrolítica

Fuente de voltaje (tensión) C.C.

e-
Flujo electrónico

Cátodo (-) Ánodo (+)

Electrodo
Electrodo
xy

x+1 y-1 Electrolito

Celda Electrolítica

 Celda electrolítica (o cuba): recipiente donde se produce la electrolisis

 Electrolito: sustancia que se reduce u oxida (generalmente); y que se encarga de lograr el circuito eléctrico.
Los electrolitos son en su mayoría sustancias iónicas fundidas o en soluciones acuosas.
 Electrodo: material que se encarga de transmitir el flujo electrónico y es el lugar donde se produce la
oxidación (ánodo) y reducción (cátodo).
Los electrodos pueden ser:
a) Activos: Participan en la reacción química como por ejemplo Cu, Fe, Pb, Zn, …
b) Inerte: No participan de la reacción química como por ejemplo Pt, C, Pd, …
Semireacciones (electrodos)
 +1 -
Cátodo x + 1e  x (Reducción)
-1 -
Ánodo y - 1e  y (Oxidación)
+1 -1
x + y  x+y
Electrolisis de Sal Fundida

f.e.m
I

Cátodo Ánodo
(-) (+)

Na+1 Cl-

Na+1 Cl-

Semireacciones

+1 -
Cátodo 2 Na + 2e  2 Na(s)
- -
Ánodo 2 Cl - 2e  1 Cl2(g)
+1 -
2 Na + 2 Cl  2 Na(s) + Cl2(g)
Electrolisis de Soluciones Acuosas

f.e.m
I Cl2(g)
H2(g)

Cátodo Ánodo
(-) (+)
¿ Na+1 ?

Cl-

H2O

Semireacciones

-
Cátodo 2 H 2O + 2 e  H2(g) + 2
- -
Ánodo 2 Cl - 2e  Cl2(g)
-
2 H2 + 2 Cl  H2(g) + Cl2(g) + 2

LEYES DE FARADAY
1ra Ley: La masa que se libra o deposita en un electrodo es directamente proporcional a la cantidad de
electricidad que atraviesa por la celda.
 m(x) = Q

m(x): masa liberada o depositada 96 500 C = 1 F

Q: carga en Coulomb
Eq-g(x): equivalente – gramo de la sustancia “x”
F: Faraday

m(x) = Eq – g(x). Q’ Q’: en Faraday

Pero se sabe que Q = I. t I: intensidad de corriente
t: tiempo (en segundos)

 m(x) = . I. t

Ejm.: ¿Cuántos gramos de agua se descompondrá con 1,5 amperios, si a través de una solución acidulado de H 2SO4
durante 8 horas?

Sol. : = 18 Eq – g(H2O) = =9 I = 1,5 amp

m =? t = 8 horas  t = 8 . 60(60) = 8 (3600)

m = g = 4g

Ejm.: Determine la masa de calcio obtenida a través de una solución de sulfato de calcio (CaSO 4). Si se le somete a
una corriente de 96,5 amperios durante media hora.

Sol. : P.A.(Ca) = 40 1 eq – g(Ca) = = 20 I = 96,5 amp

t = hora  t = 30 minutos  t = 30 . 60 seg  t = 1800 seg

m(Ca) = . I. t  m(Ca) = g  m(Ca) = 36 g

2da Ley: Si conectamos varias celdas electrolíticas en serie la masa depositada o liberada son proporcionales a los
pesos equivalentes de las mismas.

f.e.m
I
= = = ………

Cátodo Ánodo Cátodo Ánodo Cátodo Ánodo

Sn+4 Cu+2 Fe+3

I I I
 P.A.(Sn) = 118 P.A.(Cu) = 63,5 P.A.(Fe) = 56

Se cumple : = = cte. (para las tres celdas)

 = =

Ejm.: Se colocan dos celdas electrolíticas en serie una contiene AgNO 3 y la otra CuSO4. Luego de un tiempo de ser
sometidos a electrolisis se depositan 54 g de plata. ¿Cuánto de cobre se depositarán? P.A. (Ag = 108,
Cu = 63,5)

Sol. :

(-) (+) (-) (+)

Ag+1 Cu+2

= P. eq(Ag) = = 108 mAg = 54 g

P. eq(Cu) = = 31,75

=  mCu = g

 mCu = 15,875 g

EJERCICIOS DE APLICACIÓN
1.
+2
Una sal de calcio (Ca ) es sometida a falta en el ánodo para producir 0,025
electrolisis con una intensidad de mol de Cl2 gaseoso?
corriente de 9,65 amperios. ¿Cuánto
tiempo debe durar la electrolisis para a) 0,08 b) 0,04 c)
que se deposite 20 g de calcio? 0,05
d) 0,06 e) 0,07
a) 1 000 s b) 5 000 c) 10
000 5. En la electrolisis de una solución de
d) 20 000 e) 2 000 CuSO4, se hace circular una corriente de
10 amperios por espacio de una hora.
2. En electroquímica, una de las leyes de Calcular cuánto cobre se podrá
Faraday dice: depositar. P.A. (Cu) 63,57)

a) Cuando dos sustancias se combinan a) 635,7 g b) 28,7 c)

para formar más de un compuesto, si 11,86
el peso de una se mantiene d) 0,523 e) 6,42
constante, el peso de la otra varia.
b) A presión constante el volumen de 6. ¿Cuántas horas se necesitan para que
una determinada masa de gas es una corriente de 3 amperios
directamente proporcional a la descomponga electrolíticamente 18
temperatura absoluta. gramos de agua? Dato: 1
c) Los pesos de diversos elementos Faraday = 96 500 coulombios
depositados por una cantidad dada
de electricidad son proporcionales a a) 36 b) 6 c)
sus pesos equivalentes. 53,6
d) Los pesos de diversos elementos d) 17,9 e) 8,95
depositados por una cantidad de
electricidad son proporcionales a sus 7. El metal sodio se obtiene
pesos atómicos. comercialmente por la electrolisis de
e) Los pesos de diversos elementos NaOH fundido. Calcular el peso en
depositados por una cantidad dada gramos de sodio formado en 690
de electricidad son proporcionales a segundos en una corriente de 965
su número atómico. amperios, siendo el peso atómico del
sodio 23.
3. ¿Qué intensidad de corriente (amperios)
necesitamos para depositar 90 g de a) 186,5 g b) 158,7 c)
aluminio en 5 horas? P.A. (Al = 27) 120,3
d) 92 e) 48
a) 27 b) 36,4 c)
48,2 8. ¿Cuántos gramos de aluminio se
d) 53,6 e) 60,8 depositarán electrolíticamente a partir
+++
de una solución que contiene Al , en una
4. Cuando se electroliza una disolución hora, por una corriente de 10 amperios?
acuosa de NaCl. ¿Cuántos Faraday hacen Nota: 1 equivalente de electricidad es
igual a 96 500 columbios
 a) 31,75 y 8 b) 31,75 y 16 c)
63,5 y 8
a) 3,37 g b) 3,58 c) d) 63,5 y 16 e) 63,5 y 32
3,80
d) 3,17 e) 3,91 13. Una corriente de 25 mil amperios circula
por 60 segundos en una solución de CaCl 2.
9. Se somete a electrolisis una cantidad de ¿Cuántos átomos de Ca se depositarán?
sodio fundido con una corriente de 10
amperios durante 5 minutos. ¿A qué a) 3,5 x 10
23
átomos d) 7 x 10
9

cantidad de corriente equivalente en b) 9,36 x 10

16
e) 2,3 x 10
9

Faraday esta sometido considerando que 16

c) 4,68 x 10
un Faraday es igual, aproximadamente a
96 500 columbios?
14. Cierto metal “x” forma un óxido de la
forma xO2 cierta cantidad de
a) 300 Faraday b) 0,311 c) 3
electricidad deposita 27 g de plata y 13
d) 50 e) 0,311
g de metal “x”. Calcule el peso atómico
del metal “x”. P.A. (Ag = 108)
10. De el problema anterior, ¿cuántos
gramos de sodio se obtiene por el paso
a) 52 b) 104 c)
de dicha corriente? P.A. (Na = 23)
208
d) 78 e) 130
a) 0,75 g b) 0,358 c)
7,15
15. Se tiene 4 depósitos en los cuales se
d) 35,8 e) 6,9
desarrolla la electrolisis de los
electrolitos siguientes: CuSO4 ; AgNO3 ;
11. ¿Cuántos amperios se requieren para
depositar sobre el cátodo de una celda FeCl3 y Al2O3 , si depositaron 9,33 g de

electrolítica 10 g de oro, por hora de una Fe en la celda correspondiente.

solución que contiene sal de oro Determine usted el peso total de los

trivalente? P.A. (Au = 196,95) metales depositados. P.A.

1 F = 96 500 coulombios (Cu = 63,5, Ag = 108, Al = 27, Fe = 56)

a) 65,7 b) 7,6 c) a) 65,355 b) 80 c)

4,08 100

d) 16,32 e) 6,8 d) 72,357 e) 83,677

12. Por el paso de 96 487 coulombios a

través de una solución de sulfato de
cobre se producen Cu y O2. Determine el
peso en gramos de Cu y O2 productos
respectivamente. P.A. (Cu =63,5, O = 16)
 TAREA DOMICILIARIA Nº 7

1. ¿Qué peso de aluminio se separa por d) 0,4 e) 0,5

electrolisis de una sal de aluminio
adecuada al pasar por la celda 6. ¿Cuántos gramos de cloros se pueden
electrónica de Faraday? m.a.(Al = 27) obtener por electrolisis p = (NaCl),
fundido con una corriente por 10 amperio
a) 1 g b) 3 c) 9 que pase durante 5 minutos? m.a. (Cl =
d) 18 e) 36 35,5; Na = 23)

2. Para obtener 23 g de sodio por a) 0,1 b) 0,2 c)

electrolisis del cloruro de sodio fundido 0,8
con una corriente de dos amperios. d) 0,9 e) 1,10
¿Cuánto tiempo se tardará? m.a. (Na =
23, Cl = 35,5) 7. ¿Qué tiempo se necesitará para que una
corriente eléctrica de 273 amperios
a) 48 250 s b) 482 c) 4 produzca 30 litros de hidrógeno a
820 condiciones normales (CN)?
d) 58 250 e) 48 200
a) 0,26 h b) 0,8 c)
3. Cuando se electroliza una disolución 0,9
acuosa de NaCl. ¿Cuántos Faraday hacen d) 0,7 e) 0,5
falta en el ánodo para producir 0,015
mol-g de cloro gaseoso? 8. Una corriente de 25 miliamperios circula
por 60 segundos en una solución de Cl 2Ca.
a) 0,03 F b) 0,3 c) ¿Cuántos átomos de calcio se
0,015 depositarán?
d) 0,01 e) 1,1
18 10
a) 4,68 . 10 d) 4,68 . 10
4. ¿Cuánto hierro se depositará en una hora b) 4,68 . 10
20
e) 4,68. 10
23

y media de la solución de sulfato ferroso 23

c) 0,468. 10
mediante una corriente de 2 amperios?
m.a.(Fe = 56)
9. Se paso una corriente de 5 amperios a
través de agua acidulada por espacio de
a) 3,13 g b) 2,13 c)
250 min. ¿Qué cantidad de agua se habrá
1,13
descompuesto?
d) 4,13 e) 6,3

a) 5,99 g b) 6,99 c)
5. Se pasó una corriente 0,05 amperios a
7,99
través de una solución de nitrato de
d) 8,99 e) 9,99
plata por espacio de 30 minutos. ¿Cuánta
plata se habrá depositado? m.a. (Ag =
108, N = 14, O = 16)

10. ¿Qué peso de aluminio se deposita al

a) 0,1 g b) 0,2 c)
hacer pasar 0,9 Faraday por una celda
0,3
 +3
electrolítica que contiene Al ? m.a. (Al a) 106 g b) 108 c)
= 27) 100
d) 150 e) N.A.
a) 8,1 g b) 7,6 c)
5,8 15. Una misma cantidad de electricidad,
d) 1,8 e) 2,8 depositada 4,3 g de ion plata y 1,3 g de
metal (E.O.(metal) = 2). Hallar la masa
11. ¿Qué tiempo en horas aproximadamente atómica de dicho metal. m.a. (Ag = 108)
se necesitan para descomponer
electrolíticamente 18 g de agua con 6 a) 54,2 b) 35,8 c)
amperios de corriente? 65,3
d) 58,1 e) 53,6
a) 7,6 b) 8,9 c)
9,18
d) 10 e) 11

12. Se tiene 400 ml de una solución 0,5 N de

nitrato de plata. ¿En qué tiempo se
depositará en el electrodo toda la plata
presente en la solución circula una
corriente de 2,895 a?

a) 2,1 h b) 2,05 c)
1,95
d) e)

13. Se hace circular una corriente de 25

amperios durante una hora por una celda
electrolítica que contiene (NaCl) fundido.
¿Cuál es el rendimiento de este proceso
pata obtener sodio si en el cátodo se
deposito 17,5 g de sodio? m.a. (Cl =
35,5; Na = 23)

a) 81,58% b) 122,4% c)
75%
d) 42% e) 94,3%

14. Se tiene 2 celdas electrolíticas conectadas

en serie, la primera contiene solución de
nitrato de plata y la segunda solución
sulfato cúprico. Se hace fajar la corriente
por 2 horas hasta que el cátodo de la
primera celda se depositan 359,6 gramos
de plata. Determinar la masa de cobre
depositado en el cátodo de la segunda celda
en el mismo tiempo. m.a. (Ag = 108; Cu =
63,5)