Elettrochimica

[Erich]

Salve a tutti, 
sto affrontando un esame di chimica molto impegnativo, il quale comprende anche l'elettrochimica , argomento, a mio avviso, molto ostico.
Nel risolvere svariati quiz, ne ho trovati 3 che mi instaurano molti dubbi.

1. Una certa quantità di elettricità corrispondente ad 1 faraday di carica passa attraverso una cella elettrolitica contenente un soluzione acquosa di AgNO3 (1M) e Cu(NO3)2 (1M). 
Cosa accade?
A) Si depositano una mole di Ag e due moli di Cu
B) Si depositano una mole di Ag e mezza mole di Cu
C) Si deposita mezza mole di Cu
D) Si depositano due moli di Cu
E) Si depositano una mole di Ag

TENTATIVO DI RISOLVERE IL PRIMO QUESITO:
Scrivendo e bilanciando la reazione vien fuori:
2AgNO3 + Cu = Cu(NO3)2 + 2Ag
Dunque penso che la risposta esatta sia la A, considerando le moli della reazione


2. Quale affermazione riguardante la pila Daniell con setto poroso è corretta?
A) Sono presenti degli ioni solfuro in soluzione
B) Tutte le altre affermazioni sono sbagliate
C) Gli ioni zinco attraversano il setto poroso
D) Gli ioni Cu+ attraversano il setto poroso
E) La massa dell'elettrodo all'anodo diminuisce in fase di scarica

TENTATIVO DI RISOLVERE IL SECONDO QUESITO:
Il setto poroso permette di mantenere l'elettroneutralità in una cella elettrochimica, dunque
La A la scarterei perché sono presenti ioni SO4(2-) e non S(2-)
La C e la D le scarterei perché attraverso il setto poroso passano SO4(2-) e Na+
Ora non riesco a capire se la E sia corretta ed eventualmente il perché


3. A parità di quantità di carica fluita, in quale di queste celle elettrolitiche si osserva la deposizione di una massa maggiore al catodo?
A) Cella con cloruro di potassio fuso
B) Cella per processo Hall (produzione di alluminio)
C) Cella con cloruro di calcio fuso
D) Cella con soluzione di NaCl
E) Cella con cloruro di sodio fuso

A questa domanda non so veramente cosa rispondere, ho provato a vedere su internet, sul libro e sui vari appunti ma non riesco proprio a capire il ragionamento per rispondere.

Grazie mille in anticipo a chiunque abbia voglia di aiutarmi,
cordiali saluti

[LuiCap]

1. In una cella elettrolitica, al passaggio di 96485 Coulomb di carica elettrica, viene scaricata agli elettrodi una quantità di sostanza pari alla sua massa equivalente. 1F corrisponde alla quantità di carica trasportata da una mole di elettroni.

Una mole di elettroni riducono quindi le seguenti moli di ioni Ag+ e Cu2+:

Ag+ + 1 e- Ag(s)

1/2 Cu2+ + 1 e- 1/2 Cu(s)

ovvero 1 mol di Ag e mezza mol di Cu.
La risposta corretta è la B.

2. All'anodo avviene la seguente semireazione di ossidazione:
Zn(s) Zn2+ + 2 e-
Di conseguenza durante il funzionamento della pila parte della lamina (elettrodo) di Zn(s) passa in soluzione come Zn2+, quindi la sua massa diminuisce.
La risposta corretta è la E.
La C è sbagliata perché gli ioni Zn2+ restano nel recipiente in cui è immersa la lamina di Zn(s).
La D è sbagliata perché al catodo gli ioni Cu2+ si riducono e si depositano sulla lamina di Cu(s); di ioni Cu+ in circolo non ce ne sono.
Nel setto poroso passano ioni Na+ solo se l'elettrolita in esso contenuto è un sale di sodio.

3. Per prima cosa devi capire quale specie si deposita al catodo per ognuna delle elettrolisi elencate.
Provaci, poi vediamo come si deve ragionare.

[Erich]

Grazie mille per il tempo speso e per le chiare indicazioni.
Avrei un dubbio sul quesito 1.
Se fosse passato 1/2 faraday di carica attraverso una cella elettrolitica, si sarebbero depositate 1/2 mole di Ag e 1/4 di mole di Cu?

Per quanto riguarda la 3.
Le risposte D e E sono uguali e quindi errate.
Io presuppongo sia la A perché è posizionata nel quarto periodo al contrario del sodio e dell'alluminio che stanno nel terzo periodo.
Ho cercato su più libri, ma non ho trovato risposte soddisfacenti.

Avrei un'ultima domanda (non so se il regolamento permette di formularla qui oppure se devo aprire una nuova 'discussione')

4. Una certa quantità di elettricità passa attraverso una cella elettrolitica contenente una soluzione acquosa di KOH. Cosa accade?
A) Precipita K
B) Nessuna della altre risposte è corretta
C) Non accade nulla
D) Si ottiene l'elettrolisi dell'acqua
E) Precipita K20

TENTATIVO DI SOLUZIONE:
Io direi la D, in quanto è vera la seguente reazione KOH (aq) + H2O = O2 (g) + H2 (g) + KOH (aq)
La A e la E le scarterei subito perché il potassio e l'ossido di potassio non precipitano in quanto la soluzione in cui vengono immersi gli elettrodi è l'acqua
La C la escluderei perché in una cella elettrolitica è presente un generatore di corrente che mette in moto le particelle, dunque non è possibile che non avvenga nulla

Grazie mille per la disponibilità e per la pazienza

[LuiCap]

Se fosse passato 1/2 faraday di carica attraverso una cella elettrolitica, si sarebbero depositate 1/2 mole di Ag e 1/4 di mole di Cu?
Sì.

Le risposte D e E sono uguali e quindi errate.
No, non sono uguali:
D) Cella con soluzione di NaCl: si deposita H2(g)
E) Cella con cloruro di sodio fuso: si deposita Na(s)

A) K+ + e- K(s)................................m K = 1 mol · 39,10 g/mol = 39,10 g
B) 1/3 Al3+ + e- 1/3 Al(s)..................m Al = 1/3 mol · 26,98 g/mol = 8,99 g
C) 1/2 Ca2+ + e- 1/2 Ca(s)................m Ca = 1/2 mol · 40,08 mol = 20,04 g
D) H2O + e- 1/2 H2(g) + OH-.............m H2 = 1/2 mol · 2,016 g/mol = 1,01 g
E) Na+ + e- Na(s).............................m Na = 1 mol · 22,99 g/mol = 22,99 g

4. Sì, la risposta corretta è la D) in quanto avviene la seguente reazione:
semi-red, catodo, polo negativo......2 x (2 H2O(l) + 2 e- H2(g) + 2 OH-)
semi-ox, anodo, polo positivo..........1 x (4 OH- O2(g) + 2 H2O(l) + 4 e-)
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redox semplificata..........................2 H2O(l) 2 H2(g) + O2(g)

[Erich]

Grazie mille veramente