Ejercicio 3B · Química PAU Murcia Ordinaria 2025

3B La contaminación por nitratos se ha señalado como una de las causas de la eutrofización del Mar Menor y, a nivel mundial, afecta a la calidad de las aguas superficiales y subterráneas. Uno de los métodos propuestos para su eliminación es la desnitrificación electroquímica, en la que se consigue su transformación en los gases inocuos $\text{N}_2$ y $\text{O}_2$. Aunque se trata de un proceso complejo, una versión global simplificada sería:

$$4\ \text{NaNO}_3 + 2\ \text{H}_2\text{O} \longrightarrow 2\ \text{N}_2 + 5\ \text{O}_2 + 4\ \text{NaOH}$$

a)

Indique qué compuesto se reduce, cómo varía su estado de oxidación y, por tanto, cuántos moles de electrones se intercambian tal y como está escrita la reacción (ya está ajustada). (0,50 p)

mol e⁻

b)

Según la Ley de Faraday, $I \cdot t = n_e \cdot F$, donde $I$ es la intensidad de corriente en amperios ($1\ \text{A} = 1\ \text{C}\cdot\text{s}^{-1}$) y $n_e$ son los moles de electrones que circulan en la celda electrolítica. Calcule $n_e$ si para eliminar $40\ \text{moles}$ de $\text{NaNO}_3$ se han necesitado $1{,}93\cdot 10^7\ \text{C}$, y explique si el resultado es coherente con el del apartado a). (0,50 p)

mol e⁻

c)

Calcule qué volumen conjunto de $\text{N}_2$ y $\text{O}_2$ se habrá formado en el apartado b), a $25\ ^\circ\text{C}$ y $1\ \text{atm}$. (0,50 p)

d)

Explique brevemente si durante el transcurso de la reacción el pH aumentará o disminuirá. (0,25 p)

e)

Indique cómo será el signo de $\Delta G^\circ$ y de $E^\circ$ para la reacción. (0,25 p)