Ejercicio B.4 · Química PAU Madrid Modelo 2024

Tema: Oxidación-reducción · Del examen Modelo (2024)

Enunciado

B.4 A partir de los valores de potenciales normales de reducción, responda razonadamente a las siguientes cuestiones:

a)

[0,75 puntos] Determine el potencial de una pila galvánica formada por un electrodo de platino sumergido en una disolución de permanganato de potasio en medio ácido sulfúrico y un electrodo de plomo sumergido en una disolución de nitrato de plomo(II). Ajuste las semirreacciones de oxidación y reducción, indicando el ánodo y el cátodo.

b)

[0,5 puntos] Ordene las especies MnO4−\text{MnO}_4^-, Pb2+\text{Pb}^{2+}, Cu+\text{Cu}^+ y Fe2+\text{Fe}^{2+} de menor a mayor poder oxidante.

c)

[0,75 puntos] Explique el proceso que tiene lugar si una pieza de hierro metálico se introduce en una disolución de cobre(I). Razone su espontaneidad.

Datos

E∘(V): Fe2+/Fe=−0,44; Pb2+/Pb=−0,13; Cu+/Cu=0,52; MnO4−/Mn2+=1,52E^\circ(\text{V}):\ \text{Fe}^{2+}/\text{Fe} = -0{,}44;\ \text{Pb}^{2+}/\text{Pb} = -0{,}13;\ \text{Cu}^+/\text{Cu} = 0{,}52;\ \text{MnO}_4^-/\text{Mn}^{2+} = 1{,}52.

Enunciado: Ejercicio B.4 · Química PAU Madrid Modelo 2024

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

a) Ajuste las semirreacciones de oxidación y reducción, indicando el ánodo y el cátodo: Semirreacción de oxidación (ánodo)

Solución: Pb -> Pb^2+ + 2 e^-

a) Ajuste las semirreacciones de oxidación y reducción, indicando el ánodo y el cátodo: Semirreacción de reducción (cátodo)

Solución: MnO4^- + 8 H^+ + 5 e^- -> Mn^2+ + 4 H2O

a) Determine el potencial de una pila galvánica

Solución: 1{,}65 V

b) Ordene las especies MnO4-, Pb2+, Cu+ y Fe2+ de menor a mayor poder oxidante

Solución: Fe2+ < Pb2+ < Cu+ < MnO4-

b) Justificación del orden de poder oxidante

Solución: La especie con un mayor poder oxidante es aquella que tiene una mayor tendencia a reducirse, es decir, aquella con un potencial de reducción más alto.

c) Potencial de la reacción

Solución: 0{,}96 V

c) Explique el proceso que tiene lugar si una pieza de hierro metálico se introduce en una disolución de cobre(I). Razone su espontaneidad

Solución: El Cu+ tiene mayor potencial de reducción, por lo que el Cu+ se reduce y el Fe se oxida. El potencial de la reacción es positivo, por tanto la variación de la energía de Gibbs es negativa y la reacción es espontánea.

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