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matthaus
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1) el ![[tex] MnO^{-}_4 [/tex]](images/latex/fe623bdf694213921630cbb05a0a310a76e14c18_0.png "[tex] MnO^{-}_4 [/tex]") se reduce en el catodo de cierta pila, mientras que en el anodo se oxida el ![[tex] Fe^{2+}[/tex]](images/latex/b7ac0dddf50b0e116abd2d54dac8c93194fad228_0.png "[tex] Fe^{2+}[/tex]") .
a) Dibuje la pila con electrodos inertes, incluyendo todos los elementos necesarios y señalando marcha de iones, electrones y polaridad. Identifique las reacciones del anodo y del catodo.
b)Cual debe ser el ![[tex]pH[/tex]](images/latex/736bc04389fd684bf8f1de9d9539eedcd91a24e6_0.png "[tex]pH[/tex]") de la cuba catodica, si el ![[tex] \Delta E [/tex]](images/latex/699c42ca588c027c562575ef548dcd293e72577a_0.png "[tex] \Delta E [/tex]") de la pila es ![[tex] 0.49v[/tex]](images/latex/688f18d803e557d0b6900e19b9b77782c43b340b_0.png "[tex] 0.49v[/tex]") ? COnsidere que la cuba anodica trabaja en condiciones estandar y la catodica, a ![[tex] 298°K[/tex]](images/latex/dfd1e9e8df33eef80f274f450c975b228d974c36_0.png "[tex] 298°K[/tex]")
c) escriba la notacion convencional de la pila
DATOS: ![[tex] E°_{Fe^{3+}/Fe^{2+}} =0.77v ; E°_{{MnO_4}^{3+}/Mn^{2+}} =1.52v ; [MnO^{-}_4]=1.19M ; [Mn{2+}]=1.4M [/tex]](images/latex/24e8d4bd2e86b35a22c9abaacea26c6836db6aa9_0.png "[tex] E°_{Fe^{3+}/Fe^{2+}} =0.77v ; E°_{{MnO_4}^{3+}/Mn^{2+}} =1.52v ; [MnO^{-}_4]=1.19M ; [Mn{2+}]=1.4M [/tex]")
2) El octano, ![[tex] C_{8}H_{18}[/tex]](images/latex/540c936fd0e2b3aaa8a232f93b6c3cf253ad43c3_0.png "[tex] C_{8}H_{18}[/tex]") es combustible. Si se quema en forma completa una muestra de ![[tex]1g[/tex]](images/latex/d83dcd53d710d5ff45ae9a849804ffcfe0ec25bb_0.png "[tex]1g[/tex]") de octano liquido generando productos gaseosos, dentro de un calorimetro adiabatico que contiene ![[tex]1.2kg[/tex]](images/latex/bcdffb2a7a989320d80f11405b69ea8dffc05b01_0.png "[tex]1.2kg[/tex]") de agua, la temperatura del agua aumenta desde ![[tex]25°[/tex]](images/latex/c87e5094c0defb03433138f492f32fdf366a2d6c_0.png "[tex]25°[/tex]") hasta ![[tex]33.2°[/tex]](images/latex/b809c6f6dac526917a1d25c75cb7e35e9ad730c1_0.png "[tex]33.2°[/tex]") . Considere que el calor especifico medio del agua entre esas temperaturas es ![[tex]20.7 cal/(mol.°C) [/tex]](images/latex/f2dee333a3023ba87938cc58c7270ebfd02e3ad7_0.png "[tex]20.7 cal/(mol.°C) [/tex]") .
a) Halle calor de combustion del octano en ![[tex]kJ/mol[/tex]](images/latex/c40adcb4de02664f5eb81a81ed3988ed4013c059_0.png "[tex]kJ/mol[/tex]") y en ![[tex]cal/g[/tex]](images/latex/018d3652e30f9297e89168af60800029eb647d69_0.png "[tex]cal/g[/tex]") .
b)Escriba la ecuacion termoquimica de la combustion en esas condicionse.
3)Una muestra de agua se titulo con ![[tex]EDTA[/tex]](images/latex/6e53fd2f9dd25c486ac593faa50992f434f7b870_0.png "[tex]EDTA[/tex]") cuyo titulo es ![[tex]1.2mg CaCO_{3}/mL[/tex]](images/latex/023ca11d9c3f91f882efb93cd6c4fae4893884c4_0.png "[tex]1.2mg CaCO_{3}/mL[/tex]") utilizando ![[tex] NET[/tex]](images/latex/02a02662708069b6bbdff07e36073ad2717f9ce6_0.png "[tex] NET[/tex]") como indicador y resulto una dureza de ![[tex] 150ppm[/tex]](images/latex/92cec1389a24305b709a6505a2db06f58c950a15_0.png "[tex] 150ppm[/tex]") . Cuanto se gasto para ![[tex]50mL[/tex]](images/latex/211fa0cd0efe0f0e30bc63dfafab2034bc4b52c6_0.png "[tex]50mL[/tex]") de la muestra?
Me pueden ayudar?? Resolviendolos, pq estoy al horno! gracias
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CrisJ
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A ver...me arriesgo con el 2, del 1 tengo algunas dudas todavia ..
Que el calorímetro sea Adiabático implica que no hay intercambio de calor entre el sistema y el medio por lo que todo el calor producido por la combustión fue absorbido por el agua.
Sabiendo que 1,2 Kg de agua = 2/3 moles de agua entonces si calculamos el calor absorbido por el agua como ![[tex] Q_a=20,7 cal/(mol.C)*2/3 col*(33,2-25)C=113,6 cal [/tex]](images/latex/b3dade31c8b11be11046135980322cd2da6f998e_0.png "[tex] Q_a=20,7 cal/(mol.C)*2/3 col*(33,2-25)C=113,6 cal [/tex]")
Ese calor fue el producido por 1 g de combustible. Un mol de combustible va a producir ![[tex]Q_com=114g/mol *113,6 cal /1g=12950,4 cal/mol = 12,9504 Kcal/mol [/tex]](images/latex/697a8c36611a8eb58b4c81af1b61d10bb8f22477_0.png "[tex]Q_com=114g/mol *113,6 cal /1g=12950,4 cal/mol = 12,9504 Kcal/mol [/tex]")
La ecuacion de la combustion es ![[tex]C_8H_18+12O_2=8CO_2 + 8H_2O [/tex]](images/latex/4596eb2bfe4490f89b46c7d98503362ee4851ac2_0.png "[tex]C_8H_18+12O_2=8CO_2 + 8H_2O [/tex]") (controla que este bien equilibrada...)
El 3 creo que es así...
Sabes q la dureza es 150 ppm = 150mg/L de ![[tex]CaCO_3[/tex]](images/latex/8ec5c877cdfba011485cdbbaf5b301ad077ebdd6_0.png "[tex]CaCO_3[/tex]")
Entonces en 50 mL hay 7,5 mg de
Como el indicador "tiene" 1,2 mg/mL, entonces ![[tex]7,5 mg/(1,2 mg/mL)= 6,25 mL [/tex]](images/latex/46382f5b0df98f5dbc8efbe9ffc10c2bca877800_0.png "[tex]7,5 mg/(1,2 mg/mL)= 6,25 mL [/tex]")
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matthaus
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Lo que no entendi es, con 1.2kg de agua tenes 200/3 moles de agua que son 66.6 moles no? pq pones 2/3 ?
y la ecuacion de combustion esta mal balanceada es:
![[tex] C_8H_{18}+ \frac{25}{2} O_2 \rightarrow 8CO_2 + 9H_2O [/tex]](images/latex/73e37c889f95e7af5fb689e8076dd6dc78e365f4_0.png "[tex] C_8H_{18}+ \frac{25}{2} O_2 \rightarrow 8CO_2 + 9H_2O [/tex]")
el de aguas creo q esta bien!!
Alguna ayudita con el de la Pila?
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CrisJ
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| Cita:
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Lo que no entendi es, con 1.2kg de agua tenes 200/3 moles de agua que son 66.6 moles no? pq pones 2/3 ?
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Cuando tenes razon tenes razon....jeje...eso me lo merezco por hacer los ejercicios en el aire de fiaca...
Que necesitas de pilas?
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matthaus
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| La ecuacion de reduccion del manganeso, osea no se que hacer con el oxigeno que me queda libre.. y dp como calcular el ph :s
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CrisJ
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La ecuacion de reduccion seria asi:
![[tex] MnO_4^- + 8H^+ + 5e^- => Mn^{2+} + 4 H_2 O [/tex]](images/latex/7736bc9d2ddb90a69251c6394bb78446bf9cfec9_0.png "[tex] MnO_4^- + 8H^+ + 5e^- => Mn^{2+} + 4 H_2 O [/tex]")
La de oxidacion seria:
![[tex] Fe^{2+} => Fe^{3+} + e^-[/tex]](images/latex/fead1ac5732a5e7ca72c4f99adf190ddb9f9193d_0.png "[tex] Fe^{2+} => Fe^{3+} + e^-[/tex]")
Edit: falta equilibrarlas
El pH lo sacas planteando la FEM, porq sabes q la diferencia de potencial te tiene q dar 0,46V y vas a tener de incognita en la ecuacion del potencial del catodo la concentracion de H+.
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matthaus
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Uh gracias por la ec de reduccion no salia ni en pedo..
Ahora tngo un par de dudas, vos podes plantear la ecuacion de E para catodo y anodo por separado y tb para las dos juntas? es decir a partir de esas ecuaciones.
![[tex] E_{catodo}=E°_{MnO^{-}_4/Mn^{2+}} - \frac{0.059}{5} log \frac {[Mn^{2+}][H_2O]^4}{[MnO^{-}_4][H^+]^8} [/tex]](images/latex/3b75f68aec13d9a05689c8f512a44508adb0466e_0.png "[tex] E_{catodo}=E°_{MnO^{-}_4/Mn^{2+}} - \frac{0.059}{5} log \frac {[Mn^{2+}][H_2O]^4}{[MnO^{-}_4][H^+]^8} [/tex]")
De ahi me falta la concentracion del agua que la supongo 1M.
Dp planteo la misma pero con el hierro, pero me faltan las concentraciones para ![[tex]Fe^{2+}[/tex]](images/latex/7f73ad1af0d3205c6f2d8ccd925779f623344627_0.png "[tex]Fe^{2+}[/tex]") y ![[tex]Fe^{3+}[/tex]](images/latex/c9405a7d67910426e8c7978c0bcfe3feed17afb9_0.png "[tex]Fe^{3+}[/tex]") para usar el dato del FEM.
y sino la otra seria planteando una gral para todo, es decir
![[tex]\Delta E = \Delta E° - \frac {0.059}{n(e^{-})} log Q[/tex]](images/latex/cac8b0cec10b648c7a29d867a7523be33b9b7228_0.png "[tex]\Delta E = \Delta E° - \frac {0.059}{n(e^{-})} log Q[/tex]")
Ahora mi pregunta es, que numero de electrones uso? 1, 5 o la suma de toda la pila (es decir 6). Despues en Q, pongo catodo / anodo pero que concentraciones uso?
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CrisJ
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No me habia dado cuenta q faltaban las concentraciones de Fe, pero para mi se las olvidaron de poner...porq creo q la otro opcion q planteas no esta bien.
Capaz q alguno con mas luces se da cuenta de algo mas...
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CrisJ
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| Recien me di cuenta q sí te estaban dando las concentraciones de Fe cuando dice en el ejercicio que trabaja esa cuba en condiciones estandar, por consigueinte el potencial del anodo es el normal
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Bimba
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| matthaus escribió:
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Uh gracias por la ec de reduccion no salia ni en pedo..
Ahora tngo un par de dudas, vos podes plantear la ecuacion de E para catodo y anodo por separado y tb para las dos juntas? es decir a partir de esas ecuaciones.
De ahi me falta la concentracion del agua que la supongo 1M.
Dp planteo la misma pero con el hierro, pero me faltan las concentraciones para y para usar el dato del FEM.
y sino la otra seria planteando una gral para todo, es decir
Ahora mi pregunta es, que numero de electrones uso? 1, 5 o la suma de toda la pila (es decir 6). Despues en Q, pongo catodo / anodo pero que concentraciones uso?
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Varias cosas:
Empiezo por decirte que SÍ podés plantear tanto individualmente la ecuación de Nernst para ánodo y cátodo, como también la ecuación con el ![[tex]\Delta Eº[/tex]](images/latex/4a4d4d5ee6c44e5fabc3399336a08aaf20ded55d_0.png "[tex]\Delta Eº[/tex]") .
Pero hay un par de errores en lo que planteás.
Por empezar, NO tiene que aparecer el agua en la ![[tex]Q[/tex]](images/latex/c8eb04937fb64e00e48ea872a5cb960a791fcb3a_0.png "[tex]Q[/tex]") de la ecuación. Los sólidos y líquidos se considera que tienen lo que se llama "actividad"=1 (que no importa que es, de hecho no lo sé aun), cuando se plantean las ![[tex]K[/tex]](images/latex/3c31f3404a91311bb4be7cec9d49bb510d592d34_0.png "[tex]K[/tex]") y (a este nivel) se trabaja con molaridad, pero de todas formas se concidera 1. Entonces no tenés que poner el agua ni los sólidos que puedan aparecer en las ecuaciones quimicas, porque siempre valen 1.
Después, como dije podés plantear las ecuaciones por separado o la correspondiente a la ecuación final balanceada. Pero las cosas a considerar son:
Si tomás por separado ánodo y cátodo, siempre tenés que tomar las reacciones de reducción (y los potenciales también van a ser de reducción), y plantear la para esa reacción. Es decir, sin importar si la especie finalmente se reduce o se oxida, para plantear la ecuación tenés que tomar en el sentido de la reducción. En este caso el número de eléctrones que tomás es el que plantea la hemirreacción.
Si trabajás con la de , el número de electrones NO es la suma. Son los electrones que se hayan intercambiado en la reacción total. En tu caso serían 5, porque tenés que multiplicar por 5 la ecuacción del Fe para que "se te vayan" con los 5 electrones de la reducción del Mn, de modo que la reacción final balanceada te quede sin electrones (estos sólo aparecen en las hemirreacciones).
Por último lo de las concetraciones de iones Fe, es como dijo cristian_joaquin. Cuando te dicen Condiciones Estandar es: 25ºC, 1atm, 1M.
Creo que nada más.
Espero que sirva, y suerte!
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matthaus
Nivel 9
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Gracias, me aclaras bastante con esto.
Pero finalmente, si planteo la ecuacion de Nerst total, en Q que concentraciones pongo del anodo y el catodo? porq dentro del catodo tengo reactivos y productos mismo que en el anodo.
es decir : ![[tex]\Delta E=\Delta E° - \frac {0.059}{5} log \frac {(catodo)}{(anodo)}[/tex]](images/latex/336c1df45d4a235e9eedb8869194c03cc6a66ddf_0.png "[tex]\Delta E=\Delta E° - \frac {0.059}{5} log \frac {(catodo)}{(anodo)}[/tex]")
Y si se trabaja a condicion estandar, entonces fe2+ y fe3+ son 1M por lo tanto log 1 es 0 ?
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Jona.
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A ver, primero te paso mis resultados:
1) pH= 2.74
2)11316 cal/g = 5416.2 kJ/mol
3)6.25 mL
En el 1 yo lo plantee cada electrodo por separado.
![[tex]\Delta E= E_{cat} - E_{ano}[/tex]](images/latex/e065ae550fa26355183fd6cad898ee6702f000bc_0.png "[tex]\Delta E= E_{cat} - E_{ano}[/tex]")
![[tex]E_{ano}=Eº_{ano}=0.77V[/tex]](images/latex/1010792255aadb00807e2424ea50b75af0e1eb96_0.png "[tex]E_{ano}=Eº_{ano}=0.77V[/tex]") Por lo que dice de su estado estandar
![[tex]E_{cat}= \Delta E + E_{ano}= 0.77V + 0.49V=1.26V[/tex]](images/latex/c33cd83c2068ca32cdca16675c1041a7cbdc7a1d_0.png "[tex]E_{cat}= \Delta E + E_{ano}= 0.77V + 0.49V=1.26V[/tex]")
![[tex]1.26V= 1.52V - 5.13, 10^{-3}V ln \frac {[Mn^{2+}]} {[MnO^{-}_4][H^+]^8}[/tex]](images/latex/e64a0c8f0490c7e8298d8c15f14e1b7d90ce2481_0.png "[tex]1.26V= 1.52V - 5.13, 10^{-3}V ln \frac {[Mn^{2+}]} {[MnO^{-}_4][H^+]^8}[/tex]")
![[tex]50.65= ln \frac{1.4}{(1.19)[H^+]^8}[/tex]](images/latex/a30e8cad0b9979dd4a3f712a8bc18c4d2c68e8fd_0.png "[tex]50.65= ln \frac{1.4}{(1.19)[H^+]^8}[/tex]")
![[tex] [H^+]=1.8 ,10^{-3} \Rightarrow pH=2.74[/tex]](images/latex/b6f3a5989dbc2b04c56e55905be3bc7b47ef372d_0.png "[tex] [H^+]=1.8 ,10^{-3} \Rightarrow pH=2.74[/tex]")
Nose cuanto debe dar el resultado, fijate que capaz me confundi en algo.
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matthaus
Nivel 9
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Esta bien, entonces si es Estado estandar las concentraciones son 1M por lo que te queda ![[tex] E_{anod}=E°_{fe} [/tex]](images/latex/c155c2705339e25b12c6736c9b7de0e38f61cb23_0.png "[tex] E_{anod}=E°_{fe} [/tex]")
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Jona.
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Claro, el logaritmo te queda igual a cero.
| Bimba escribió:
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Cuando te dicen Condiciones Estandar es: 25ºC, 1atm, 1M.
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Ademas creo que no saldria sino el ejercicio.
PD: Te vas a presentar el viernes?
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Bimba
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| matthaus escribió:
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Gracias, me aclaras bastante con esto.
Pero finalmente, si planteo la ecuacion de Nerst total, en Q que concentraciones pongo del anodo y el catodo? porq dentro del catodo tengo reactivos y productos mismo que en el anodo.
es decir :
Y si se trabaja a condicion estandar, entonces fe2+ y fe3+ son 1M por lo tanto log 1 es 0 ?
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No es: ![[tex]Q=\frac {(catodo)}{(anodo)}[/tex]](images/latex/899e38fb4265127350d6511d8ca2891ee9fc8d90_0.png "[tex]Q=\frac {(catodo)}{(anodo)}[/tex]") , ni al reves tampoco. Sale de la reacción química total. Es así:
![[tex]Catodo \hspace{2cm} MnO_4^- + 8H^+ + 5e^- \longrightarrow Mn^{2+} + 4 H_2 O\\\vspace{3pt}Anodo \hspace{2cm} (Fe^{2+} \longrightarrow Fe^{3+} + e^-)\ .\ 5\\\rule{10cm}{1pt}\\\ \ \ MnO_4^- + 8H^+ + 5Fe^{2+} \longrightarrow Mn^{2+} + 5Fe^{3+} + 4 H_2 O[/tex]](images/latex/042173a2cb616a7006fadc594ccf8c475d9734e6_0.png "[tex]Catodo \hspace{2cm} MnO_4^- + 8H^+ + 5e^- \longrightarrow Mn^{2+} + 4 H_2 O\\\vspace{3pt}Anodo \hspace{2cm} (Fe^{2+} \longrightarrow Fe^{3+} + e^-)\ .\ 5\\\rule{10cm}{1pt}\\\ \ \ MnO_4^- + 8H^+ + 5Fe^{2+} \longrightarrow Mn^{2+} + 5Fe^{3+} + 4 H_2 O[/tex]")
Entonces la ecuación de Nernst te queda:
![[tex]\Delta E=\Delta E° - \frac {0.059}{5}\ .\ log \frac {[Mn^{2+}][Fe^{3+}]^5} {[MnO^{-}_4][H^+]^8[Fe^{2+}]^5}[/tex]](images/latex/5ce333df0f6a96d586d017f6a5ca137c3feda2cc_0.png "[tex]\Delta E=\Delta E° - \frac {0.059}{5}\ .\ log \frac {[Mn^{2+}][Fe^{3+}]^5} {[MnO^{-}_4][H^+]^8[Fe^{2+}]^5}[/tex]")
PD: acabo de ver lo de Jona, igual dejo esto. En todo caso comprobá que dé igual por los dos caminos.
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