PAU Química 2010 · Juny · Sèrie 1 · Exercici 5

5. Mitjançant el procés d’electròlisi de l’aigua es poden obtenir hidrogen i oxigen gasosos. a) Indiqueu el material que necessitaríeu per a dur a terme aquest procés al labo- ratori i feu un esquema del muntatge experimental. Escriviu les equacions de les semireaccions que tenen lloc en cadascun dels elèctrodes. [1 punt] b) Determineu el volum d’hidrogen, mesurat a 1,0 atm i 25 °C, que s’obtindrà en efectuar l’electròlisi de l’aigua durant mitja hora amb una intensitat de corrent de 2,0 A. [1 punt] R = 0,082 atm·L·K–1·mol–1 = 8,31 J·K–1·mol–1. DADES: F = 9,65·104 C·mol–1.

a) El material que utilitzaria al laboratori per efectuar l’electròlisi de l’aigua seria: - Voltàmetre de Hoffmann o bé vas de precipitats (o cubeta) i tubs d’assaig [0,1 p] - Dos Elèctrodes (de platí o de grafit) i pinces de cocodril i cable per connectar els elèctrodes [0,1 p] - Pila o font d’alimentació [0,1 p] - Aigua destil·lada Possibles esquemes del muntatge experimental [0,3 p] Reaccions: [0,2 + 0,2 p] ànode (semireacció d’oxidació): H2O → ½ O2(g) + 2 H+ + 2 e- càtode (semireacció de reducció): 2 H2O + 2 e- → H2(g) + 2 OH- També és pot donar com a correcte: ànode (semireacció d’oxidació): OH- → ½ O2(g) + H+ + 2 e- càtode (semireacció de reducció): 2 H+ + 2 e- → H2(g) b) 2 H2O + 2 e- → H2(g) + 2 OH- ó 2 H+ + 2 e- → H2(g) A partir de la reacció de reducció, observem que para cada mol d’hidrogen que es forma intervenen 2 electrons: [0,2 p] Temps = 0,5 h x (3600 s / 1 h) = 1800 s Intensitat = 2 A = 2 C / s 1800 s x (2 C / s) x (1 mol e- / 9,65 · 104 C) x (1 mol H2 / 2 mol e-) = 0,0 […]