PAU Química 2019 · Juny · Sèrie 4 · Exercici 2

2. Uns estudiants que fan un experiment al laboratori han volgut comprovar si el magnesi i el coure poden generar hidrogen quan cadascun d’aquests metalls reacciona separa­ dament amb una solució aquosa d’àcid clorhídric diluït. Els experiments que han dut a terme demostren que només un dels dos metalls reacciona amb l’àcid. a) Justifiqueu els resultats experimentals, identifiqueu el metall que reacciona amb l’àcid i escriviu la reacció. [1 punt] b) En un altre experiment construeixen, en condicions estàndard i a 25 °C, una pila formada pels parells redox Mg2+/Mg i Cu2+/Cu. Escriviu les reaccions que tenen lloc a l’ànode i al càtode, i la reacció iònica global de la pila. Calculeu també la força elec­ tromotriu (FEM) d’aquesta pila. [1 punt] Dades:  Potencials estàndard de reducció a 25 °C: E°(Mg2+/Mg) = –2,37 V; E°(H+/H2) = 0,00 V; E°(Cu2+/Cu) = 0,34 V.

Possibles reaccions de cada metall amb HCl: Mg(s) + 2 HCl(aq) → MgCl2(aq) + H2(g) Cu(s) + 2 HCl(aq) → CuCl2(aq) + H2(g) O també es poden posar: Mg(s) + 2 H+(aq) → Mg2+(aq) + H2(g) Cu(s) + 2 H+(aq) → Cu2+(aq) + H2(g) Justificació de si alguna de de les dues reaccions són espontànies Per saber si la 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. El càtode és H+/H2 (reducció). L’ànode és o el parell Mg2+/Mg o el parell Cu2+/Cu (oxidació) Reacció del Mg amb HCl: Eo = EoCATODE - EoANODE = E0(H+/H2) – E0(Mg2+/Mg) = (0,00) – (–2,37) = + 2,37 V Eo > 0  La reacció del Mg amb HCl és espontània [0,3 p] Reacció del Cu amb HCl: Eo = EoCATODE - EoANODE = E0(H+/H2) – E0(Cu2+/Cu) = (0,00) – (0,34) = - 0,34 V Eo < 0  La reacció del Cu amb HCl no és espontània [0,3 p]  N […]