PAU Química 2015 · Setembre · Sèrie 5 · Exercici 4

4. Suposeu que quan està a punt de començar el partit de la final del Mundial de futbol del 2018 es descobreix que uns lladres n’han robat el trofeu, que és fet d’or. Com que no hi ha temps de fabricar-ne un de nou per a lliurar-lo a l’equip guanyador del partit, es decideix agafar una reproducció feta d’un metall corrent i recobrir-la d’una capa fina d’or mitjançant electròlisi. a) Feu un dibuix del muntatge experimental que proposaríeu per a reco­ brir la reproducció del trofeu d’una capa d’or, si disposéssiu d’una ceŀla electrolítica, d’una solució aquosa de AuCl3 i d’un elèctrode inert. Com s’anomena l’elèctrode on coŀlocaríem la reproducció del trofeu i quina polaritat té? Escriviu la semireacció que fa que l’or es dipositi sobre la reproducció del trofeu. [1 punt] b) Si la massa d’or que volem dipositar sobre el trofeu és de 23,16 g, quina intensitat mínima ha de tenir el corrent elèctric perquè puguem tenir daurada la rèplica del trofeu abans del final del partit? [1 punt] Dades:  Massa atòmica relativa: Au = 197,0. Constant de Faraday: F = 9,65 × 104 C mol–1. Durada d’un partit de futbol (incloent-hi el temps de descans) = 105 min.

Muntatge experimental del procés electrolític [0,5 p] reproducció del trofeu pila externa elèctrode inert (elèctrode) − + AuCl3(aq) Cel·la electrolítica Elèctrode on col·loquem la reproducció del trofeu i polaritat La reproducció del trofeu la col·loquem en el càtode. [0,2 p] La polaritat d’aquest elèctrode: negativa (−). [0,1 p] Semireacció de deposició de l’or sobre la reproducció del trofeu Semireacció: Au3+ + 3 e−  Au [0,2 p] Pregunta 4b Dades inicials: m (Au) = 23,16 g F = 9,65x104 C / mol e- M (Au) = 197,0 g / mol Transformem el temps de minuts a segons: t = 105 min x (60 s / 1 min) = 6300 s [0,1 p] Càlcul de la càrrega elèctrica: Reacció: Au3+ + 3 e−  Au 23,16 g Au x (1 mol Au / 197,0 g Au) x (3 mol d’e− / 1 mol Au) x x (9,65x104 C / 1 mol d’e-) = 34034,6 C [0,6 p]  La puntuació per passos seria:  Càlcul de mol Au: 0,1 p  Càlcul dels mols d’electrons: 0,3 p  Càlcul de la càrrega (en C): 0,2 p  Si no es plantegen l’estequiometria entre l’Au i els mols d’electrons, o supose […]