PAU Química 2017 · Setembre · Sèrie 2 · Exercici 2

2. En una activitat experimental, un grup d’alumnes disposen d’una làmina de níquel i una de plata per a muntar una pila en condicions estàndard. a) Digueu quins altres reactius i quins materials necessitaran. Dibuixeu un esquema de la pila, i escriviu les semireaccions de cada elèctrode i la reacció global. [1 punt] b) El voltatge de funcionament d’un LED va d’1,4 V a 2,2 V, aproximadament. A par­ tir dels valors de la taula, justifiqueu que el LED no podrà emetre llum si munten la pila amb níquel i plata, i indiqueu quin canvi haurien de fer en la pila perquè el LED en pugui emetre. [1 punt] Parell redox Ag+/Ag Pb2+/Pb Ni2+/Ni Zn2+/Zn Potencial estàndard de reducció, E° (V) +0,80 −0,13 −0,23 −0,76

Reactius i materials necessaris (a part de la làmina de Ni i d’Ag) [0,3 p] - Solució de Ni2+ 1 M - Solució d’Ag+ 1 M - Solució aquosa d’un electròlit (sal soluble) –per al pont salí– - Dos vasos de precipitats - Fil conductor - Tub que connecta els dos vasos – per introduir-hi el pont salí– Esquema de la pila (dibuix): [0,3 p] Ni Ag electròlit Ni2+ 1 M Ag+ 1 M Semireaccions: [0,2 p] Elèctrode d’Ag: Ag+ + e- → Ag (opcional: càtode) Elèctrode de Ni: Ni → Ni2+ + 2 e- (opcional: ànode) Reacció global: [0,2 p] Sumem les dues semireaccions, però multiplicant per dos la del càtode per igualar el nombre d’electrons intercanviats. 2 Ag+ + Ni → 2 Ag + Ni2+ Calculem el potencial de la pila formada pels elèctrodes Ag i Ni: Eo = Eo càtode - Eo ànode Eo = Eo (Ag+/Ag) - Eo (Ni2+/Ni) Eo = (0,80) – (-0,23) = 1,03 V [0,3 p] El potencial de la pila és 1,03 V; aquest valor és inferior al potencial necessari perquè el LED emeti llum (el valor mínim és 1,4 V). [0,2 p] Amb els valors de la taula, veiem que p […]