PAU Química 2014 · Juny · Sèrie 3 · Exercici 7

7. En l’electròlisi d’una solució aquosa de iodur de potassi (KI) s’obté I2 i H2. Per a dur a terme aquest procés d’electròlisi al laboratori, un estudiant fa el muntatge representat en la figura adjunta. L’estudiant ha introduït una solució aquosa de iodur de potassi 0,5 m en el tub en forma de U, i ha afegit unes gotes de fenolftaleïna al costat del tub on hi ha l’elèctrode que fa de càtode. A mesura que avança el pro­ cés electrolític, apareixen una coloració rosada en la zona del càtode i una coloració marronosa en la zona de l’ànode. a) Indiqueu la polaritat del càtode i la de l’ànode en aquest procés electrolític. Escriviu la semireacció que es produeix en el càtode i Electròlisi del iodur de potassi aquós. expliqueu raonadament la coloració que apareix en aquesta zona. [1 punt] b) Escriviu la semireacció que es produeix en l’ànode. Quina massa de iode obtindreu si en el procés electrolític circula un corrent de 500 mA durant 40 minuts? [1 punt] Dades:  Massa atòmica relativa: I = 126,9 Constant de Faraday: F = 9,65 × 104  C mol–1 Fenolftaleïna:  — forma àcida: incolora — forma bàsica: rosada — pH de viratge: 8,3-10,0 Proves d’accés a la universitat Convocatòria 2014 Química

a) Procés d’electròlisi: Càtode: polaritat negativa (–) Ànode: polaritat positiva (+) [0,3 p] Semireacció que es produeix en el càtode (reducció): Càtode: 2 H2O + 2 e–  H2 + 2 OH– (també acceptem com a correcte: 2 H+ + 2 e–  H2) [0,3 p] La coloració rosada en la zona del càtode es deu al fet que es generen ions hidròxid, OH–, en la reacció de reducció de l’aigua, que basifiquen el medi i augmenten el pH. La fenolftaleïna, com a indicador àcid - base, ens dóna el color rosat ja que la solució s’ha basificat força (pH > 10,0) [0,4 p] Opcionalment: si en la reacció de reducció han escrit la reducció del ions H+ a H2, cal raonar que la disminució d’ions H+ fa augmentar el pH. La fenolftaleïna, com a indicador àcid - base, ens dóna el color rosat ja que la solució s’ha basificat força (pH> 10,0). b) Semireacció que es produeix en l’ànode (oxidació): Ànode: 2 I–  I2 + 2 e– [0,2 p] Dades inicials i transformació d’unitats: intensitat = I = 500 mA = 0,5 A ( ó 0,5 C / s) temps = t = 40 min x […]