Apartado 4 - Pregunta 4B · Química PAU Castilla y León Ordinaria 2025

Tema: Electroquímica: pilas, potenciales estándar y electrólisis · Del examen Ordinaria (2025)

Enunciado

4B

Dados los metales Pb\text{Pb}, Li\text{Li}, Ni\text{Ni}, Na\text{Na} y Ag\text{Ag} responda a las siguientes cuestiones:

DATOS DE POTENCIALES ESTÁNDAR:

E∘[Pb2+(ac)/Pb(s)]=−0,13 VE^\circ[\text{Pb}^{2+}(\text{ac})/\text{Pb}(\text{s})] = -0{,}13\text{ V};

E∘[Li+(ac)/Li(s)]=−3,05 VE^\circ[\text{Li}^{+}(\text{ac})/\text{Li}(\text{s})] = -3{,}05\text{ V};

E∘[Ni2+(ac)/Ni(s)]=−0,25 VE^\circ[\text{Ni}^{2+}(\text{ac})/\text{Ni}(\text{s})] = -0{,}25\text{ V};

E∘[Fe2+(ac)/Fe(s)]=−0,44 VE^\circ[\text{Fe}^{2+}(\text{ac})/\text{Fe}(\text{s})] = -0{,}44\text{ V};

E∘[Na+(ac)/Na(s)]=−2,71 VE^\circ[\text{Na}^{+}(\text{ac})/\text{Na}(\text{s})] = -2{,}71\text{ V};

E∘[Ag+(ac)/Ag(s)]=0,80 VE^\circ[\text{Ag}^{+}(\text{ac})/\text{Ag}(\text{s})] = 0{,}80\text{ V}

a.

¿Cuáles de esos metales se oxidan más fácilmente que el hierro? (Hasta 0,4 puntos)

b.

¿Cuál es el ion más fácil de reducir? ¿Cuál es el reductor más fuerte? ¿Cuál es el oxidante más fuerte? (Hasta 0,6 puntos)

c.

¿Qué dos electrodos de los posibles formarían la pila con mayor fuerza electromotriz (fem)? Dibuje un esquema de la pila con todos los elementos necesarios, indicando dicha fem y las semirreacciones que tienen lugar en el ánodo y en el cátodo. (Hasta 1,0 puntos)

Enunciado: Apartado 4 - Pregunta 4B · Química PAU Castilla y León Ordinaria 2025

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

a. ¿Cuáles de esos metales se oxidan más fácilmente que el hierro?

Solución: Li y Na

b. ¿Cuál es el ion más fácil de reducir?

Solución: Ag+\text{Ag}^+

b. ¿Cuál es el reductor más fuerte?

Solución: Li\text{Li}

b. ¿Cuál es el oxidante más fuerte?

Solución: Ag+\text{Ag}^+

c. ¿Qué dos electrodos de los posibles formarían la pila con mayor fem?

Solución: Electrodos de Li\text{Li} y Ag\text{Ag}

c. Fuerza electromotriz (fem) de la pila

Solución: 3,853{,}85 V

c. Semirreacciones que tienen lugar en el ánodo y en el cátodo

Solución: Ánodo: Li(s)→Li+(ac)+e−\text{Li}(\text{s}) \rightarrow \text{Li}^+(\text{ac}) + \text{e}^-; Cátodo: Ag+(ac)+e−→Ag(s)\text{Ag}^+(\text{ac}) + \text{e}^- \rightarrow \text{Ag}(\text{s})

c. Esquema de la pila con todos los elementos necesarios

Solución: Esquema de pila galvánica que incluya: - Cubeta anódica con electrodo de Li(s)\text{Li}(\text{s}) sumergido en disolución de sales de Li+\text{Li}^+ (polo negativo, ánodo). - Cubeta catódica con electrodo de Ag(s)\text{Ag}(\text{s}) sumergido en disolución de sales de Ag+\text{Ag}^+ (polo positivo, cátodo). - Circuito externo conductor con voltímetro que conecta ambos electrodos, indicando el sentido del flujo de electrones desde el ánodo (Li) hacia el cátodo (Ag). - Puente salino que conecta ambas disoluciones para mantener la neutralidad eléctrica.

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