Ejercicio 1A · Química PAU Asturias Ordinaria 2022

Tema: Electroquímica: pilas y electrólisis · Del examen Ordinaria (2022)

Enunciado

Se construye una pila galvánica utilizando las siguientes semicélulas: a) una lámina de zinc sumergida en una disolución acuosa de Zn2+(ac)\text{Zn}^{2+}\text{(ac)}; b) un hilo de Ag sumergido en una disolución acuosa de iones Ag+(ac)\text{Ag}^+\text{(ac)}.

Datos: E∘(Ag+/Ag)=+0,80 VE^\circ(\text{Ag}^+/\text{Ag}) = +0,80\text{ V}; E∘(Zn2+/Zn)=−0,76 VE^\circ(\text{Zn}^{2+}/\text{Zn}) = -0,76\text{ V}; E∘(Fe2+/Fe)=−0,44 VE^\circ(\text{Fe}^{2+}/\text{Fe}) = -0,44\text{ V}

1A. (2,0 puntos)

Se construye una pila galvánica utilizando las siguientes semicélulas: a) una lámina de zinc sumergida en una disolución acuosa de Zn2+(ac)\text{Zn}^{2+}\text{(ac)}; b) un hilo de Ag\text{Ag} sumergido en una disolución acuosa de iones Ag+(ac)\text{Ag}^+\text{(ac)}.

i.

Escriba las semirreacciones de oxidación y de reducción y la reacción global que se producen, de forma espontánea, durante el funcionamiento de la pila, ajustadas por el método de ion-electrón en forma iónica. Indique la especie química que actúa como oxidante y la que actúa como reductora durante el funcionamiento espontáneo de la pila. [1,5 puntos]

ii.

Si el cátodo se sustituye por un electrodo de hierro sumergido en una disolución de iones Fe2+\text{Fe}^{2+} ¿funcionará espontáneamente la pila? [0,5 puntos]

Datos: E∘(Ag+/Ag)=+0,80 VE^\circ(\text{Ag}^+/\text{Ag}) = +0{,}80\text{ V}; E∘(Zn2+/Zn)=−0,76 VE^\circ(\text{Zn}^{2+}/\text{Zn}) = -0{,}76\text{ V}; E∘(Fe2+/Fe)=−0,44 VE^\circ(\text{Fe}^{2+}/\text{Fe}) = -0{,}44\text{ V}

Enunciado: Ejercicio 1A · Química PAU Asturias Ordinaria 2022

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

Semirreacción de oxidación:

Solución: Zn(s)→Zn2+(ac)+2 e−\text{Zn(s)} \rightarrow \text{Zn}^{2+}\text{(ac)} + 2\,\text{e}^-

Semirreacción de reducción:

Solución: Ag+(ac)+e−→Ag(s)\text{Ag}^+\text{(ac)} + \text{e}^- \rightarrow \text{Ag(s)} / 2 Ag+(ac)+2 e−→2 Ag(s)2\,\text{Ag}^+\text{(ac)} + 2\,\text{e}^- \rightarrow 2\,\text{Ag(s)}

Reacción global ajustada:

Solución: 2 Ag+(ac)+Zn(s)→2 Ag(s)+Zn2+(ac)2\,\text{Ag}^+\text{(ac)} + \text{Zn(s)} \rightarrow 2\,\text{Ag(s)} + \text{Zn}^{2+}\text{(ac)}

Especie que actúa como oxidante:

Solución: Ag+(ac)\text{Ag}^+\text{(ac)} / Ag+\text{Ag}^+

Especie que actúa como reductora:

Solución: Zn(s)\text{Zn(s)} / Zn\text{Zn}

Potencial estándar de la nueva pila (Epila∘E^\circ_{\text{pila}}):

Solución: 0,320{,}32 V

¿Funcionará espontáneamente la pila?

Solución: Sí

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