PAU Química 2021 · Juny · Sèrie 5 · Exercici 3

3. Una estratègia per a reduir despeses en la fabricació de joies consisteix a dipositar un bany d’or sobre metalls més econòmics mitjançant l’electròlisi a partir d’una sal d’or en estat d’oxidació +3. D’aquesta manera, la joia sembla d’or però només està recoberta per una capa molt fina del metall preciós. a) Suposant que un elèctrode és la joia i l’altre és una barra d’or metàŀlic, identifiqueu i justifiqueu l’ànode i el càtode, les seves polaritats i les reaccions que tenen lloc en el procés electrolític. Dibuixeu la ceŀla electrolítica i identifiqueu-ne les parts. [1,25 punts] b) Determineu el rendiment d’aquesta ceŀla si, quan fem passar un corrent de 2,5 A durant 7,5 min, només es dipositen 0,650 g d’or sobre la joia. [1,25 punts] Dades:  Massa atòmica relativa: Au = 197,0. Constant de Faraday: F = 9,65 × 104 C mol–1.

PREGUNTA 3a (Polaritat negativa -) Càtode Reducció: Au3+(aq) + 3e- → Au(s) Es produeix la reducció i per tant Au3+(aq) passa a or sòlid. En aquest elèctrode s’ha de col·locar la joia perquè es pugui recobrir d’or. [0,5p] (Polaritat positiva +) Ànode Oxidació: Au(s) → Au3+(aq) + 3e- Es produeix l’oxidació i per tant l’or sòlid passa a Au3+(aq). En aquest elèctrode s’ha de col·locar la barra d’or. [0,5p] [0,25p] PREGUNTA 3b Per calcular la quantitat de càrrega aplicada: I = 2,5 A t = 7,5 min x (60 s / 1 min) = 450 s Q = I·t = 2,5 A · 450 s = 1125 C [0,4p] 1125𝐶1𝑚𝑜𝑙𝑒̅ 1𝑚𝑜𝑙𝐴𝑢 197 𝑔𝐴𝑢 1𝑚𝑜𝑙𝐴𝑢= 0,766 𝑔 𝐴𝑢 96500𝐶 3𝑚𝑜𝑙𝑒̅ [0,6p] Si el rendiment hagués estat del 100% s’haurien dipositat 0,766 g d’or sobre la joia, però només s’han dipositat 0,650 g. 0,650𝑔𝐴𝑢 Per determinar el rendiment: 0,766𝑔𝐴𝑢·100 = 84,86 % de rendiment [0,25p]