Galicia. Examen PAU resuelto de Química. Junio 2018

3.      Se realiza una electrólisis de una disolución de cloruro de hierro (III) haciendo pasar una corriente de 10 amperios durante 3 horas. Calcular:

3.1.  Los gramos de hierro depositados en el cátodo.

3.2.  El tiempo que tendría que pasar la corriente para que en el ánodo se desprendan 20,5 L de Cl₂ gas medidos a 25 ⁰C de temperatura y 1 atm de presión.

 

3.1.  La sal de cloruro de hierro (III) estará disociada:

 

 

Al pasar la corriente eléctrica a través de la disolución los aniones cloruro migrarán hacia el ánodo y los cationes hierro hacia el cátodo. Nos interesa la reacción que ocurre en el cátodo, pues es donde se va a depositar el hierro. Sería:

 

Cátodo: 

 

Si tenemos una corriente de 10 A durante 3 horas, vamos a calcular la cantidad de carga que pasamos, teniendo en cuenta de que debemos poner el tiempo en segundos:

 

 

 

Ahora, pasando esta carga a moles de electrones con la constante de Faraday y sabiendo que se necesitan, según la reacción que ocurre en el cátodo 3 moles de electrones para depositar 1 mol de hierro metálico, podemos calcular los moles y los gramos de hierro que se depositan:

 

 

 

Si pasamos durante 3 horas una corriente de 10 A de intensidad a través de una celda en la que tenemos una disolución de cloruro de hierro (III), depositaremos en el cátodo aproximadamente 20,84 g de hierro metálico.

 

3.2.  Calculamos los moles de cloro que se desprenderán:

 

 

En el ánodo ocurrirá la siguiente reacción:

 

Ánodo: 

 

Sabiendo los moles de cloro que queremos que se desprendan en el ánodo y que por cada mol de cloro se liberan dos moles de electrones, podemos calcular la cantidad de carga que necesitamos pasar por la celda electrolítica:

 

 

 

  

Para depositar 20,5 L de cloro, en las condiciones de presión y temperatura que nos dicen, deberemos pasar por el ánodo una corriente de 10 A durante 4,5 horas.