PAU Química 2010 · Juny · Sèrie 1 · Exercici 4

4. de Cu2+ 1,0 M i de ferro i alumini sòlids. a) Quina reacció faríeu per a obtenir zinc sòlid? Justifiqueu la resposta. [1 punt] b) Escriviu l’equació de la reacció entre la solució aquosa de Cu2+ i l’alumini sòlid i calculeu l’energia lliure estàndard d’aquesta reacció. [1 punt] Considereu que les reaccions es produeixen a 25 °C. / F= 9,65·104C·mol–1. DADES: Temperatura = 25 °C Cu2+/Cu Fe2+/Fe Zn2+/Zn Al3+/Al E° (V) +0,34 –0,44 –0,76 –1,68

a) Per obtenir Zn sòlid cal fer reaccionar la solució de Zn2+ amb Fe o Al sòlids. Reaccions possibles: Zn2+ + Al(s) → Zn(s) + Al3+ (reacció no igualada) Zn2+ + Fe(s) → Zn(s) + Fe2+ [0,2 p] Cal saber el signe de Eo. Si Eo > 0 ⇒ ΔG < 0 (reacció espontània) [0,2 p] Possibilitat 1: Calcular els valor de Eo per les dues reaccions Per la primera reacció: Eo = Eo CATODE - Eo ANODE = E0(Zn2+/Zn) - E0(Al3+/Al) Eo = (-0,76) - (-1,68) = 0,92 V > 0 Si calculem el valor de Eo per la segona reacció (amb Fe) trobem Eo < 0. Cal afegir alumini sòlid [0,6 p] Possibilitat 2: Perquè Eo sigui positiu cal que l’espècie que es redueix (Zn) tingui un potencial més alt que la que s’oxida (Fe o Al). Això succeeix amb l’alumini: Eo(Zn2+/Zn) < Eo(Fe3+/Fe) ⇒ reacció no espontània Eo(Zn2+/Zn) > Eo(Al3+/Al) ⇒ reacció espontània Cal afegir alumini sòlid [0,6 p] b) Semireaccions: Reducció Cu2+ + 2 e- → Cu(s) Oxidació Al(s) → Al3+ + 3 e- Cal multiplicar la primera reacció per 3 i la segona per 2 per poder igualar els e […]