Ejercicio de Electroquímica — UNI

La industria moderna obtiene $Mg_{(s)}$ y $Cl_{2(g)}$ por electrólisis de cloruro de magnesio fundido ( $MgCl_{2(l)}$ ).

Calcule el tiempo (en horas) que debe pasar una corriente de 2,5 A a través de la celda electrolítica que genere 9,4 L de $Cl_{2(g)}$ , medido a condiciones normales de presión y temperatura.

Datos: Masas atómicas: Mg = 24; Cl = 35,5; 1 Faraday = 96 500 C; $R=0{,}082\ atm\cdot L/mol\cdot K$

Ver solución paso a paso

Pista: relaciona los moles de gas cloro producido -usando el volumen molar en condiciones normales- con los electrones transferidos mediante la ley de Faraday, considerando que la reducción a $Cl_2$ involucra 2 electrones por mol.

1. (Calculamos los moles de $Cl_2$ producidos, usando que en condiciones normales 1 mol de gas ocupa 22,4 L.)

$n_{Cl_2}=\frac{9{,}4\text{ L}}{22{,}4\text{ L/mol}}\approx0{,}42\text{ mol}$

2. (La semirreacción de formación de $Cl_2$ involucra 2 electrones por mol - $2Cl^-\rightarrow Cl_2+2e^-$ -, por lo que $\theta=2$ . Aplicamos la ley de Faraday.)

$n\cdot\theta=\frac{i\cdot t}{96\,500}$

3. (Sustituimos los valores conocidos y despejamos $t$ .)

$0{,}42\times2=\frac{2{,}5\times t}{96\,500}$

$t=\frac{0{,}84\times96\,500}{2{,}5}\approx32\,424\text{ s}$

4. (Convertimos el tiempo de segundos a horas.)

$t\approx\frac{32\,424}{3600}\approx9{,}0\text{ horas}$

(Por lo tanto, la corriente debe pasar durante aproximadamente 9,0 horas.)

Ejercicio de Química — UNI