PAU Química 2012 · Juny · Sèrie 3 · Exercici 6

6. Al laboratori disposem de les substàncies següents: Metalls Sn(s) Cu(s) Ni(s) Solucions KNO3(aq) 3 M CuSO4(aq) 1 M NiSO4(aq) 1 M a) Quina reacció faríeu al laboratori per aconseguir tenir una solució aquosa que contingués ions Sn2+? Justifiqueu la resposta. [1 punt] b) Emprant només les substàncies de la taula anterior, expliqueu el procediment experimental per a construir al laboratori una pila en condicions estàndard i a 25°C, tot indicant el material necessari. Digueu el nom i la polaritat de cada elèc- trode. [1 punt] DADES: Potencial estàndard de reducció, E°, a 25°C: E°(Cu2+/Cu)=+0,34V; E°(Sn2+/Sn)=−0,14V; E°(Ni2+/Ni)=−0,25V

a) Per obtenir una solució que contingui ions Sn2+ cal oxidar l’estany sòlid, Sn(s). Caldrà emprar, amb les substàncies que tenim a la taula: − o l’ió Cu2+: del sulfat de coure(II) − o l’ió Ni2+: del sulfat de níquel(II) [0,2 p] Possibles reaccions: Sn(s) + Cu2+(aq) → Sn2+(aq) + Cu(s) Sn(s) + Ni2+(aq) → Sn2+(aq) + Ni(s) Cal justificar quina de les dues reaccions redox és “espontània. Raonament 1: Per saber si una reacció redox és espontània es pot calcular la força electromotriu de la pila on tingués lloc aquesta reacció en condicions estàndard (Eo). Tenim: Si Eo > 0 ⇒ reacció redox espontània [0,2 p] (opcionalment: Si Eo > 0 ⇒ ΔGo < 0 ⇒ reacció redox espontània ) Calculem el valor de Eo emprant el Cu: Eo = Eo CATODE - Eo ANODE = E0(Cu2+/Cu) – E0(Sn2+/Sn) Eo = (0,34) – (–0,14) = + 0,48 V > 0 ⇒ reacció redox espontània [0,3 p] La reacció que cal fer per formar ions Sn2+ seria: estany sòlid amb la solució aquosa de sulfat de coure(II): Sn(s) + Cu2+(aq) → Sn2+(aq) + Cu(s) [0,3 p] No és ne […]