Problema 9 · Química PAU Castilla y León Extraordinaria 2021

a) Razone cuál será la reacción espontánea que tendrá lugar en una pila formada por estos dos electrodos

Solución: Como $E^\circ(\text{Ag}^+/\text{Ag}) = +0{,}80\text{ V} > E^\circ(\text{Cu}^{2+}/\text{Cu}) = +0{,}34\text{ V}$, el ion $\text{Ag}^+$ tiene mayor tendencia a reducirse que el $\text{Cu}^{2+}$. Por tanto, la reacción espontánea implica la reducción de $\text{Ag}^+$ y la oxidación del $\text{Cu}$, obteniéndose un potencial de pila positivo: $E^\circ_{\text{pila}} = 0{,}80 - 0{,}34 = +0{,}46\text{ V} > 0$.

b) Electrodo que actúa como ánodo

Solución: Cu / Cobre / $\text{Cu}/\text{Cu}^{2+}$

b) Electrodo que actúa como cátodo

Solución: Ag / Plata / $\text{Ag}^+/\text{Ag}$

b) Semirreacción de oxidación (ánodo)

Solución: $\text{Cu} \rightarrow \text{Cu}^{2+} + 2 \text{e}^-$

b) Semirreacción de reducción (cátodo)

Solución: $\text{Ag}^+ + \text{e}^- \rightarrow \text{Ag}$ / $2 \text{Ag}^+ + 2 \text{e}^- \rightarrow 2 \text{Ag}$

b) Reacción global

Solución: $\text{Cu} + 2 \text{Ag}^+ \rightarrow \text{Cu}^{2+} + 2 \text{Ag}$

c) Fuerza electromotriz estándar de la pila

Solución: $0{,}46$ V

c) Notación de la pila

Solución: $\text{Cu(s)} \mid \text{Cu}^{2+}\text{(aq)} \parallel \text{Ag}^+\text{(aq)} \mid \text{Ag(s)}$ / $\text{Cu} \mid \text{Cu}^{2+} \parallel \text{Ag}^+ \mid \text{Ag}$