Otras carreras Problema pila: "La barra se conecta al polo positivo de una fuente de corriente..."

[Pinucset]

Hola,

tengo un problema que dice:

"Se introduce una barra de cobre en un vaso de precipitados que contiene 200 ml de una disolución de ácido nítrico diluido. Esta barra se connecta immediatamente al polo positivo de una fuente de corriente y se hace circular por ella 0,02 Faradays".

Tengo el problema resuelto y veo que se produce la reacción $Cu_{(s)} -> Cu^{2+}_{(aq)} + 2e^-$. El problema es que no me imagino que significa esto de connectar la barra a una fuente de corriente.

Me he llegado a imaginar lo siguiente:



Pero ni me convence ni me parece correcto que se echen electrones en la disolución, dejaría de ser eléctricamente neutra! No sé, supongo que es porque lo único que he hecho de electricidad es la física general de primero pero no lo veo claro.

Muchas gracias de antemano!

[urelius68]

Re: Problema pila: "La barra se conecta al polo positivo de una fuente de corriente..."

En una reacción redox como la planteada los electrones no circulan por la disolución, sino por el circuito eléctrico. Es decir, los 2 e producidos en la oxidación del cobre van por el cable hasta el otro electrodo, donde, digámoslo así, esperan en su superficie al ión H+, uniéndose a él sobre ella dando la reacción 2 e + 2H+ --> H2. Recuerda, los electrones sólo van por el cable. El resto de iones sí circulan por la disolución. La disolución se mantiene eléctricamente neutra por que se han añadido por un lado 2 cargas positivas del Cu2+ pero han desaparecido en el otro 2H+.

[Pinucset]

Re: Problema pila: "La barra se conecta al polo positivo de una fuente de corriente..."

Urelius, en primer lugar gracias por responder.

Sin embargo creo que no entendiste bien mi duda, que es respecto al significado de:

"Se introduce una barra de cobre en un vaso de precipitados que contiene 200 ml de una disolución de ácido nítrico diluido. Esta barra se connecta immediatamente al polo positivo de una fuente de corriente y se hace circular por ella 0,02 Faradays".

Saludos.

[urelius68]

Re: Problema pila: "La barra se conecta al polo positivo de una fuente de corriente..."

Si se conecta un sistema de dos electrodos a una pila, esto obliga a que el sentido de la corriente venga dictado por la pila (siempre que el voltaje de la pila sea superior al potencial que se establece de modo natural entre los electrodos, y la pila no esté colocada a favor de los electrodos, que según veo en el dibujo no es el caso). Si en lugar de la pila colocamos un voltímetro observaríamos que la reacción que tendría lugar en el electrodo de cobre sería Cu+2 + 2e --> Cu y en el otro electrodo ocurriría esta H2--> 2H+ + 2e, por lo que necesitariamos el electrodo de hidrógeno en el otro lado. Esta pila tiene un potencial de +0.34V. Si queremos que la reacción que ocurra sea la contraria (nos proecupamos sólo del cobre) tenemos que colocar una pila con un voltaje > 0.34V y colocada en el sentido que haga que los electrones circulen al revés que si no estuviera. Con eso la reacción que ocurre en el electrodo de cobre es la contraria.
Lo de 0.02 Faradays es la carga que se hace circular, 1F es la carga de 1 mol de electrones (96500 Culombios). Este dato lo que permite es calcular la cantidad de Cu+2 producida, dado que por cada Cu+2 producido se producen 2 e, o sea que si hacemos circular 2 moles de electrones (2F) se produce 1 mol de Cu+2; una simple proporción nos dará los moles de Cu+2 producidos (0.01 mol).

Espero que sea esta la respuesta buena. Saludos