Problema 5 de Química de la Selectivitat 2015

Juny 2015, Sèrie 4 · Proves d'accés a la universitat (PAU) de Catalunya.

Enunciat

5. Les bateries recarregables d'ió liti s'utilitzen en els dispositius mòbils i en els ordinadors. Contenen un elèctrode format pels materials LiCoO₂ (s) i CoO₂ (s), i un altre elèctrode format pels materials C(s) i LiC (s). La bateria té, a més, una substància entre els elèctrodes per a facilitar el moviment dels ions Lit. a) Quan aquesta bateria funciona com una pila, les semireaccions que es produeixen en els elèctrodes són: C(s) + CoO₂ + Lit+e →→ LiCoO₂ LiC →6C+Lit+e™ LiCoO₂CoO₂ + Li* + e 6C+ Li+eLiC • . DADES: Constant de Faraday: F= 9,65 x 10¹ C mol-¹. Masses atòmiques relatives: Li = 6,9; C = 12,0. . Li www Li Lit www. m .LiC6(s) CoO₂(s) Esquema del funcionament d'una bateria d'ió liti -> LiCoO₂ (s) Justifiqueu quina semireacció es produeix a l'ànode i quina es produeix al càtode, i escriviu la reacció global. Calculeu la força electromotriu de la bateria si sabem que la variació d'energia lliure de la reacció global és -357,1 kJ per mol de CoO₂. [1 punt] b) Quan carreguem la bateria, efectuem un procés electrolític i reg rem CoO₂ i LiC en els elèctrodes, segons les semireaccions següents: Calculeu la massa de LiC, que es formarà en un dels elèctrodes si carreguem la bateria durant 2,5 h i hi fem passar una intensitat de corrent de 0,50 A. [1 punt] 3

Les imatges de l'enunciat i la solució d'aquest problema són a la web.

Veure la solució del problema