PAU Química 2012 · Setembre · Sèrie 4 · Exercici 1

1. Amb l’ajut de les figures, que representen experiències dutes a terme al laboratori, contesteu les qüestions següents i justifiqueu les respostes. Experiències realitzades al laboratori, a 25°C a) En l’experiència de la figura A, introduïm una peça de ferro en una solució aquosa de ZnSO4. La peça de ferro quedarà recoberta d’una capa de zinc sòlid? [1 punt] b) En l’experiència de la figura B, es connecten les solucions aquoses de CuSO4 i ZnSO4 amb un pont salí de NaNO3. Què marcarà el potenciòmetre? Cap a on es mouran els ions Na+ i NO3 –? [1 punt] DADES: Parell redox Zn2+| Zn Fe2+| Fe Cu2+| Cu E°(V), a 25 °C –0,76 –0,44 0,34

a) Si això succeís, voldria dir que la reacció de formació de zinc sòlid a partir d’una solució de Zn2+ seria espontània en presència de Fe(s): Fe(s) + Zn2+(aq) → Fe2+(aq) + Zn(s) [0,2 p] Raonament 1: Per saber si la reacció redox és espontània cal calcular la força electromotriu de la pila en què tingués lloc aquesta reacció en condicions estàndard (Eo). Tenim: Eo > 0 ⇒ reacció redox espontània [0,4 p] (opcional: espontani ⇒ ΔG < 0) Calculem el valor de Eo. El càtode és Zn2+/Zn (reducció) i l’ànode és el Fe2+/Fe (oxidació). Eo = Eo CATODE - Eo ANODE = E0(Zn2+/Zn) - E0(Fe2+/Fe) Eo = (–0,76) – (–0,44) = –0,32 V < 0 Eo < 0 Reacció no espontània. El ferro no es recobreix de zinc sòlid. [0,4 p] Raonament 2: També es pot raonar indicant que el potencial de reducció del parell que es redueix (Zn2+/Zn, càtode) hauria de ser més gran que el que s’oxida (Fe2+/Fe, ànode) perquè la reacció sigui espontània. [0,4 p] Tenim: E0(Zn2+/Zn) < E0(Fe2+/Fe) ó E0 càtode < E0 ànode Reacció no espontània. El […]