PAU Química 2013 · Juny · Sèrie 3 · Exercici 7

7. Volem separar la plata d’un aliatge format per plata i estany. Per a aconseguir-ho, podem escollir entre afegir a l’aliatge una solució aquosa d’àcid sulfúric 1 m o una d’àcid nítric 1 m, i, posteriorment, obtenir la plata sòlida per filtració. a) Justifiqueu, des d’un punt de vista electroquímic, si escolliríeu afegir àcid sulfúric o àcid nítric. [1 punt] b) Escriviu la reacció de l’àcid nítric en aigua, segons el model àcid-base de Brönsted- Lowry. Si tenim una solució d’àcid nítric i una altra d’àcid sulfúric de la mateixa con- centració molar, quina de les dues solucions té un pH més alt? Expliqueu-ho raonada- ment. [1 punt] Dades: Potencial estàndard de reducció, a 298 K: E°(NO3 –/NO) = +0,96 V; E°(SO4 2–/SO3 2–) = +0,17 V; E°(Ag+/Ag) = +0,80 V; E°(Sn2+/Sn) = −0,14 V

a) Formulació: HNO3 (àcid nítric) [– 0,5 p si no formulen bé] H2SO4 (àcid sulfúric) [– 0,5 p si no formulen bé] Volem que reaccioni l’estany (Sn) amb un dels àcids per formar Sn2+, però que no s’oxidi la plata, tot reduint-se els ions nitrat o sulfat que provenen dels àcids. [0,3 p] Raonament 1 El nitrat o el sulfat s’ha de reduir (càtode), mentre que l’estany s’ha de oxidar (ànode), i no s’ha d’oxidar la plata. Perquè la reacció sigui espontània el potencial d’aquestes reaccions quan es produïssin en una pila hauria de ser positiu (E > 0). Opcional: E > 0 ⇒ ∆G < 0 Calculem els potencials: E = Ecatode - Eànode - / NO) – E (Sn2+ /Sn) Sn amb àcid nítric: ESn,n = E (NO3 ESn,n = (+0,96) – (−0,14) > 0 - / NO) – E (Ag+ /Ag) Ag amb àcid nítric: EAg,n = E (NO3 EAg,n = (+0,96) – (+0,80) > 0 L’àcid nítric oxidaria els dos metalls: Ag i Sn no es podrien separar. 2- / SO3 2-) – E (Sn2+ /Sn) Sn amb àcid sulfúric: ESn,s = E (SO4 ESn,s = (+0,17) – (−0,14) > 0 2- / SO3 2-) - E (Ag+ /Ag) Ag amb àcid su […]