PAU Química 2011 · Juny · Sèrie 4 · Exercici 3

3. Coneixem els potencials estàndard de reducció, a 298K, del coure i del zinc: E°(Cu2+| Cu)=+0,34V E°(Zn2+| Zn)=–0,76V a) Expliqueu raonadament quina reacció espontània tindrà lloc en una pila for- mada per aquests dos elèctrodes, en condicions estàndard i a 298K. Calculeu la força electromotriu (FEM) de la pila en aquestes condicions. [1 punt] b) Volem comprovar experimentalment la força electromotriu d’aquesta pila en condicions estàndard i a 298K. Expliqueu com la muntaríeu al laboratori per a fer-ne la comprovació, i indiqueu el material i els reactius que utilitzaríeu. [1 punt]

Pregunta 3 a) La reacció que tindrà lloc espontàniament serà la que doni una FEM positiva (Eo> 0). [0,2 p] (opcional): Si Eo> 0 la variació d’energia lliure (ΔGo) serà negativa. Per tenir una FEM positiva cal que la diferència de potencials de reducció entre el càtode (reducció) i l’ànode (oxidació) sigui positiva. El coure s’ha de reduir (de Cu2+ a Cu) ja que té el potencial més alt (càtode) i el Zn s’ha d’oxidar (de Zn a Zn2+) ja que té el potencial més baix (ànode). [0,2 p] La reacció serà: Cu2+ (aq) + Zn(s) → Cu(s) + Zn2+(aq) [0,2 p] Per calcular la FEM: Eo = Eo CATODE - Eo ANODE = Eo(Cu2+/Cu) – Eo(Zn2+/Zn) [0,1 p] Eo = (0,34) – (–0,76) = + 1,10 V Eo = 1,10 V [0,3 p] b) Muntatge experimental de la pila, reactius i material: - Necessitem dos vasos de precipitats: un que contingui una solució de Cu2+ 1 M i un altra que contingui una solució de Zn2+ 1 M. [0,3 p] - Hi col·loquem, respectivament, una làmina de Cu i de Zn parcialment submergits (elèctrodes). [0,2 p] - Es connecten les là […]