PAU Química 2018 · Setembre · Sèrie 3 · Exercici 4

4. Un grup d’estudiants ha muntat tres piles al laboratori, i n’ha mesurat la força electromo­ triu, en condicions estàndard i a 298 K. Les dades experimentals que han obtingut són les següents: Parells redox* Pila Pol negatiu Pol positiu Força electromotriu (V) 1 Mg2+/Mg Zn2+/Zn +1,62 2 Zn2+/Zn Cu2+/Cu +1,10 3 H+/H2 Cu2+/Cu + 0,34 *  Els parells redox estan representats com a parells de reducció, inde­ pendentment de si en la semiceŀla es produeix una semireacció de reducció o d’oxidació. a) Expliqueu el procediment experimental que cal seguir per a construir la pila 2 al laboratori i mesurar-ne la força electromotriu, i indiqueu el material i els reactius que necessiteu. [1 punt] b) El potencial estàndard d’elèctrode (E°) mesura la tendència d’un elèctrode a generar un procés de reducció. Per conveni internacional, a l’elèctrode estàndard d’hidrogen a 298 K se li assigna un valor de zero i, per tant, E°(H+/H2) = 0,00 V. A partir de les dades experimentals obtingudes, calculeu el potencial estàndard de reducció de l’elèctrode de Mg, E°(Mg2+/Mg), a una temperatura de 298 K. [1 punt]

Pregunta 4a Muntatge experimental de la pila, material i reactius: - Agafem dos vasos de precipitats: en un hi posem la solució de Zn2+ 1 M i, en l’altre, la solució de Cu2+ 1 M. Hi col·loquem, respectivament, una làmina de Zn i una de Cu parcialment submergits (elèctrodes). [0,4 p] - Es connecten les làmines amb un fil conductor, i es col·loca un voltímetre (potenciòmetre) entre les dues làmines. [0,3 p] - El circuit es tanca col·locant un pont salí; tub que connecta els dos vasos i que conté una solució aquosa d’un electròlit (sal soluble). [0,3 p] Opcional (dibuix): voltímetre Zn Cu pont salí Zn2+ 1 M Cu2+ 1 M Pregunta 4b Potencial estàndard d’un pila: Eo = Eo càtode - Eo ànode Polaritats en una pila: Pol negatiu: ànode Pol positiu: càtode [0,1 p] Relacionem el potencial de cada pila amb els potencials d’elèctrode Pila 1: Eo = Eo (Zn2+/Zn) - Eo(Mg2+/Mg) 1,62 = Eo (Zn2+/Zn) - Eo(Mg2+/Mg) Pila 2: Eo = Eo (Cu2+/Cu) - Eo(Zn2+/Zn) 1,10 = Eo (Cu2+/Cu) - Eo(Zn2+/Zn) Pila 3: Eo = Eo (Cu2+/C […]