PAU Química 2009 · Juny · Sèrie 3 · Exercici 4 (Opció B)

Opció B 4. L’electròlisi de l’aigua mitjançant un corrent elèctric conti- nu proporcionat per cèlul·les fotovoltaiques pot ser una via sostenible per a l’obtenció d’hidrogen, un combustible que, a diferència dels hidrocarburs d’origen fòssil, no produeix gasos d’efecte d’hivernacle. 4.1. Es duu a terme l’electròlisi d’aigua acidulada amb H2SO4 fent servir un esquema experimental com el que es mostra en la figura de la dreta. a) Observant la figura, raoneu quin gas s’allibera en l’elèctrode A i en l’elèctrode B i indiqueu quin nom reben aquests elèctrodes. b) Escriviu les reaccions que tenen lloc en cadascun d’aquests elèctrodes. [1,5 punts] 4.2. En una cel·la electrolítica en què té lloc l’electròlisi de G: generador de cor - l’aigua, s’hi han alliberat, passat un cert temps, 4 g rent continu. A i B: elèctrodes de Pt. d’hidrogen gas. Calculeu la càrrega elèctrica que ha S: solució aquosa de circulat per la cel·la durant aquest temps. H2SO4. [0,5 punts] DADES: F = 96485 C · mol–1. Massa atòmica relativa: H = 1,0.

OPCIÓ B Exercici 4B 4.1 Electròlisi de l’aigua: En l’elèctrode A, tal com es por veure pel volum de gas alliberat, es forma H2 a través de la descàrrega dels H+. Es tractarà, doncs, del càtode de la cel·la electrolítica. [0,25 punt] En l’elèctrode B, tal com es veu pel volum de gas alliberat, es forma O2 a través de la descomposició de l’aigua o bé a través de la descàrrega dels OH- (principalment en medis bàsics). Es tractarà, doncs, de l’ànode de la cel·la electrolítica. [0,25 punt] Les reaccions que tenen lloc en cadascun d’aquests elèctrodes es poden escriure de la següent manera: 2H3O+ + 2 e- H2 + 2H2O Reacció catòdica: [reacció catòdica: 0,5 punt] 2H+ + 2e- H2 o bé: 2H2O + 2e- H2 + 2OH- o bé: 2H2O O2 + 4H+ + 4e- Reacció anòdica: [reacció anòdica: 0,5 punt] 2OH- ½O2 + H2O + 2e- o bé: 4.2 Càlcul de la càrrega elèctrica passada: − 1 mol H 2 mol e 96485 C 4 g H · · · 385940 C = 2 2 g H 1 mol H − 1 mol e 2 2 [0,5 punt]