PAU Química 2007 · Juny · Sèrie 2 · Exercici 3

3. Disposem una làmina de zinc dins d’un vas de precipitats que conté una solució 1 M de sulfat de coure(II). Considerant els següents valors dels potencials estàndard de reducció a 25 °C: E°(Zn+2/Zn) = –0,76 V i E°(Cu+2/Cu) = 0,34 V, i que una solu- ció de sulfat de coure(II) és blava, mentre que una de sulfat de zinc és incolora: 3.1. Escriviu la reacció que té lloc en el vas de precipitats i raoneu l’aspecte que prendrà la làmina de zinc a mesura que avanci la reacció. De quin color que- darà la solució quan la reacció s’haurà completat? [0,4 punts] 3.2. Dibuixeu l’esquema de la pila que podem construir amb dues làmines de Zn i Cu, i dues solucions 1 M de sulfat de zinc i 1 M de sulfat de coure(II). Indiqueu sobre el vostre dibuix el sentit del corrent d’electrons de la pila i el moviment dels ions del pont salí. [0,8 punts] 3.3. Calculeu el valor de la força electromotriu estàndard d’aquesta pila a 25 °C i indiqueu raonadament l’elèctrode que actuarà de càtode en la pila. [0,8 punts]

3. Piles de concentració: 3.1 Observant els potencials estàndard de reducció deduïm que el Zn és un metall més fàcilment oxidable que el coure (E0 més petit). D’aquesta manera, la reacció redox que es produirà en el vas de precipitats serà: Zn(s) + Cu2+(aq) → Zn2+(aq) + Cu(s) cosa que farà que sobre el Zn es dipositi una pàtina vermellosa de Cu metàl·lic, a l’hora que la dissolució perdrà (de manera gradual) la seva coloració blava (es pot acceptar que es respongui que la dissolució quedarà pràcticament incolora). [0,2 punts + 0,2 punts] Zn(s)/Zn2+(1 M) // Cu2+(1 M)/Cu(s) 3.2 Esquema de la pila: sentit dels electrons esquema de la pila [0,4 punts] sentit del corrent d’electrons [0,2 punts] sentit del moviment dels ions [0,2 punts] Nota: En la pila presentada s’ha considerat un pont salí constituït per una solució de KCl 3.3 Càlcul de la força electromotriu estàndard (E0 PILA ) a 25 ºC de la pila i naturalesa del càtode: El càtode és l’elèctrode que presenta un valor més gran del potenc […]