Equilibrio electroquímico: Cálculo de potenciales de celda y diagramas de Pourbaix

Question 1

¿Qué información proporciona un diagrama de Pourbaix y cuál es su principal utilidad?

Accepted Answer

Estabilidad de especies químicas en función del pH y el potencial electroquímico, permitiendo predecir la corrosión de metales.

Answer

Potencial de electrodo de un metal

Answer

Constante de equilibrio de una reacción electroquímica

Question 2

En una celda electroquímica que representa la reacción de disolución de zinc, ¿qué proceso ocurre en el ánodo y en el cátodo?

Accepted Answer

Oxidación en el ánodo y reducción en el cátodo

Answer

Disolución en el ánodo y deposición en el cátodo

Answer

Deposición en el ánodo y disolución en el cátodo

Answer

Reducción en el ánodo y oxidación en el cátodo

Question 3

¿Cuál de las siguientes opciones NO es una aplicación de la electroquímica?

Accepted Answer

Impresoras 3D

Answer

Recubrimientos electroquímicos

Answer

Pilas de combustible

Answer

Electrorefinación de metales

Question 4

¿Cuál es la unidad SI del potencial electroquímico?

Accepted Answer

Voltios

Answer

Joules

Answer

Amperios

Answer

Coulombs

Question 5

Según la ecuación de Nernst, ¿cuál es el valor del potencial de celda cuando la reacción transcurre espontáneamente?

Accepted Answer

Positivo

Answer

Indeterminado

Answer

Negativo

Answer

Cero

Question 6

¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre la ecuación de Nernst es correcta?

Accepted Answer

Relaciona el potencial de celda con la concentración de los reactivos y productos a 25 ºC.

Answer

Es aplicable únicamente a celdas galvánicas.

Answer

Tiene en cuenta la variación de entropía durante la reacción.

Question 7

Un diagrama de Pourbaix representa:

Accepted Answer

Las zonas de estabilidad de las especies químicas en función del potencial de celda y el pH.

Answer

La variación del potencial de celda con la concentración de los reactivos.

Answer

El equilibrio entre dos semirreacciones.

Question 8

En una celda galvánica, el ánodo es el electrodo donde:

Accepted Answer

Ocurre la oxidación.

Answer

El potencial es positivo.

Answer

Ocurre la reducción.

Answer

El potencial es negativo.

Question 9

El proceso de electroforesis se emplea para:

Accepted Answer

Separar partículas cargadas eléctricamente en función de su tamaño y carga.

Answer

Purificar metales.

Answer

Producir energía eléctrica.

Question 10

La ecuación de Nernst se utiliza para calcular el potencial de una celda electroquímica en condiciones no estándar. ¿Cuál de las siguientes ecuaciones representa correctamente la ecuación de Nernst?

Accepted Answer

E = E° - (RT / nF) * ln(Q)

Answer

E = E° - (RT / nF) * Q

Answer

E = E° + (RT / nF) * Q

Answer

E = E° + (RT / nF) * ln(Q)

Question 11

Los diagramas de Pourbaix representan la estabilidad de las especies químicas en función del pH y el potencial electroquímico. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre los diagramas de Pourbaix es verdadera?

Accepted Answer

Muestran las regiones donde una especie química es estable, inestable o se produce una reacción electroquímica.

Answer

Solo muestran las regiones donde una especie química es estable.

Question 12

Una celda electroquímica tiene un potencial estándar de 1,00 V y un cociente de reacción de 0,1. Calcula el potencial de la celda a 25 °C.

Accepted Answer

0,92 V

Answer

1,92 V

Answer

0,10 V

Answer

1,08 V

Question 13

Una reacción electroquímica tiene un potencial estándar de celda de -1,20 V. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es verdadera?

Accepted Answer

La reacción no es espontánea en condiciones estándar.

Answer

La reacción es espontánea en condiciones estándar.

Answer

El potencial de la celda aumentará a medida que aumente el cociente de reacción.

Question 14

Un diagrama de Pourbaix muestra una región de inmunidad para una especie química. ¿Qué significa esto?

Accepted Answer

La especie química es estable en esta región independientemente de las condiciones electroquímicas.

Answer

La especie química se reducirá en esta región.

Answer

La especie química se oxidará en esta región.

Question 15

Una celda electroquímica utiliza la reacción: Zn + Cu2+ → Zn2+ + Cu. ¿Cuál de los siguientes es el ánodo?

Accepted Answer

Zn

Answer

Cu2+

Answer

Cu

Answer

Zn2+

Question 16

Según la ecuación de Nernst, ¿cuál es la relación entre el potencial de electrodo y la concentración de las especies químicas?

Accepted Answer

El potencial de electrodo es inversamente proporcional al logaritmo de la concentración de los reactantes y directamente proporcional al logaritmo de la concentración de los productos.

Answer

El potencial de electrodo es directamente proporcional a la concentración de los reactantes y los productos.

Answer

El potencial de electrodo es independiente de la concentración de las especies químicas.

Question 17

Los diagramas de Pourbaix muestran las regiones de:

Accepted Answer

Estabilidad termodinámica de las especies químicas en función del pH y el potencial electroquímico.

Answer

Cinética de las reacciones electroquímicas.

Answer

Concentraciones de las especies químicas.

Question 18

En una celda electroquímica, el cátodo es el electrodo donde:

Accepted Answer

Ocurre la reducción.

Answer

Se libera oxígeno.

Answer

Ocurre la oxidación.

Answer

Se consume oxígeno.

Question 19

Un electrodo de referencia es:

Accepted Answer

Un electrodo con un potencial conocido y estable que se utiliza para medir el potencial de otros electrodos.

Answer

Un electrodo que se utiliza como ánodo.

Answer

Un electrodo que se utiliza como cátodo.

Question 20

¿Qué unidad se utiliza para medir el potencial electroquímico?

Accepted Answer

Voltios (V)

Answer

Faradios (F)

Answer

Joules (J)

Answer

Coulombs (C)

Question 21

El equilibrio electroquímico se alcanza cuando:

Accepted Answer

La tasa de oxidación es igual a la tasa de reducción.

Answer

Las concentraciones de los reactantes y productos son iguales.

Answer

El potencial de celda es cero.

Question 22

Una celda electroquímica tiene un potencial estándar de celda de +1.10 V. Si la concentración del reactivo se aumenta diez veces, ¿cómo se afectará el potencial de celda?

Accepted Answer

El potencial de celda aumentará.

Answer

El potencial de celda permanecerá igual.

Answer

El potencial de celda se volverá negativo.

Answer

El potencial de celda disminuirá.

Question 23

Una celda galvánica se compone de un electrodo de cobre (Cu) en una solución de CuSO4 y un electrodo de plata (Ag) en una solución de AgNO3. ¿Cuál es la reacción que ocurre en el ánodo de esta celda?

Accepted Answer

Cu(s) → Cu2+(ac) + 2e-

Answer

O2(g) + 4H+(ac) + 4e- → 2H2O(l)

Answer

Ag+(ac) + e- → Ag(s)

Answer

2H+(ac) + 2e- → H2(g)

Question 24

Una celda electroquímica tiene un potencial estándar de celda de -0.76 V. ¿Qué se puede decir sobre la espontaneidad de la reacción en condiciones estándar?

Accepted Answer

La reacción no es espontánea en condiciones estándar.

Answer

La reacción es reversible en condiciones estándar.

Answer

La información proporcionada no es suficiente para determinar la espontaneidad de la reacción.

Answer

La reacción es espontánea en condiciones estándar.

Question 25

Una solución de sulfato de cobre (CuSO4) se electroliza con electrodos de platino. ¿Qué se forma principalmente en el cátodo?

Accepted Answer

Cobre metálico (Cu)

Answer

Sulfato de cobre (CuSO4)

Answer

Oxígeno gaseoso (O2)

Answer

Hidrógeno gaseoso (H2)

Question 26

Una celda de concentración se compone de dos electrodos del mismo metal sumergidos en soluciones del mismo electrolito pero con diferentes concentraciones. ¿Qué factor determina el potencial de celda en este caso?

Accepted Answer

La diferencia de concentración entre las dos soluciones.

Answer

La temperatura.

Answer

La presión atmosférica.

Answer

La naturaleza del metal.

Question 27

La corrosión electroquímica es un proceso que involucra la formación de una celda galvánica en la superficie de un metal. ¿Qué factor NO influye en la tasa de corrosión?

Accepted Answer

La presencia de un campo magnético externo.

Answer

La temperatura.

Answer

El pH del medio.

Answer

La presencia de oxígeno disuelto.

Question 28

La ecuación de Nernst se usa para calcular el potencial de celda en condiciones no estándar. ¿Qué variables se deben conocer para utilizar esta ecuación?

Accepted Answer

El potencial estándar de celda, las concentraciones de los reactivos y productos, la temperatura y la constante de Faraday.

Answer

El potencial estándar de celda, la constante de Faraday y la temperatura.

Answer

Las concentraciones de los reactivos y productos, la temperatura y la constante de Faraday.