Pregunta 7 · Química PAU Galicia Ordinaria 2023

Tema: Electroquímica: pilas y electrólisis · Del examen Ordinaria (2023)

Enunciado

7.1. Justifique qué reacción tendrá lugar en una pila galvánica formada por un electrodo de cobre y otro de cadmio en condiciones estándar, indicando las reacciones que tienen lugar en el ánodo y en el cátodo. Calcule la fuerza electromotriz de la pila en estas condiciones.

Datos: E∘(Cu2+/Cu)=+0,34 VE^\circ(\text{Cu}^{2+}/\text{Cu}) = +0{,}34\text{ V}, E∘(Cd2+/Cd)=−0,40 VE^\circ(\text{Cd}^{2+}/\text{Cd}) = -0{,}40\text{ V}

7.2.

Haga un esquema del montaje de la pila en el laboratorio, detallando el material y los reactivos necesarios y señalando el sentido de circulación de los electrones.

Enunciado: Pregunta 7 · Química PAU Galicia Ordinaria 2023

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

Reacción en el ánodo (oxidación):

Solución: Cd(s)→Cd(ac)2++2e−\text{Cd}_{(\text{s})} \rightarrow \text{Cd}^{2+}_{(\text{ac})} + 2\text{e}^-

Reacción en el cátodo (reducción):

Solución: Cu(ac)2++2e−→Cu(s)\text{Cu}^{2+}_{(\text{ac})} + 2\text{e}^- \rightarrow \text{Cu}_{(\text{s})}

Reacción global de la pila:

Solución: Cu(ac)2++Cd(s)→Cu(s)+Cd(ac)2+\text{Cu}^{2+}_{(\text{ac})} + \text{Cd}_{(\text{s})} \rightarrow \text{Cu}_{(\text{s})} + \text{Cd}^{2+}_{(\text{ac})}

Fuerza electromotriz de la pila:

Solución: +0,74 V+0{,}74\text{ V} / 0,74 V0{,}74\text{ V}

7.2. Material y reactivos necesarios:

Solución: Reactivos: electrodos de Cd y Cu, disoluciones de Cd2+ y Cu2+, disolución de electrólito inerte para el puente salino. Material: dos vasos de precipitados, hilo conductor, tubo de vidrio en U y algodón, pinzas de cocodrilo y amperímetro/voltímetro.

7.2. Haga un esquema del montaje de la pila en el laboratorio, detallando el material y los reactivos necesarios y señalando el sentido de circulación de los electrones.

Solución: Esquema de la pila galvánica: - Vaso 1 (ánodo, polo negativo): lámina de Cd sumergida en disolución de Cd2+\text{Cd}^{2+}. - Vaso 2 (cátodo, polo positivo): lámina de Cu sumergida en disolución de Cu2+\text{Cu}^{2+}. - Puente salino: tubo en U invertido con electrólito inerte conectando ambas disoluciones. - Circuito externo: cable conductor conectando ambos electrodos a través de un voltímetro. - Sentido de los electrones: fluyen desde el ánodo (Cd) hacia el cátodo (Cu) a través del circuito externo.

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