PAU Química 2022 · Juny · Sèrie 5 · Exercici 1

1. En una activitat experimental realitzada a l’aula de ciències, un grup d’alumnes estu- dien la reacció redox següent: Zn(s) + CuSO4(aq) → ZnSO4(aq) + Cu(s) a) Expliqueu un procediment experimental que podrien seguir al laboratori per a mun­ tar una pila en què es produís la reacció anterior, i indiqueu els reactius i materials que necessitarien. [1,25 punts] b) Calculeu la variació d’energia de Gibbs estàndard d’aquesta reacció redox a 25 °C i raoneu si la reacció és espontània o no en aquestes condicions. [1,25 punts] Dades:  Potencials estàndard de reducció a 25 °C: E°(Cu2+/Cu) = 0,34 V; E°(Zn2+/Zn) = –0,76 V. Constant de Faraday: F = 9,65 × 104 C mol–1.

Pregunta 1a Procediment experimental per muntar una pila (indicant reactius i material) Reacció: Zn(s) + CuSO4(aq) → ZnSO4(aq) + Cu(s) Agafem dos vasos de precipitats: en un hi posem la solució de ZnSO4 i en l’altra la solució de CuSO4. Hi col·loquem, respectivament, una làmina de Zn i una làmina de Cu parcialment submergits (elèctrodes). [0,60 punts] Es connecten les làmines entre elles amb un fil conductor (opcionalment es pot col·locar un voltímetre). El circuit es tanca col·locant un pont salí (tub que connecta els dos vasos i que conté una solució d’un electròlit –sal soluble-) [0,65 punts]  Si enlloc de ZnSO4 indiquen solució de Zn2+ es penalitza 0,10 punts.  Si enlloc de CuSO4 indiquen solució de Cu2+ es penalitza 0,10 punts.  Si no indiquen (breument) en què consisteix el pont salí es penalitza 0,20 punts. Opcional: Esquema de la pila (dibuix): Pregunta 1b Expressió per calcular la variació de l’energia lliure estàndard de la reacció redox: Go = n · F · Eo [0,20 punts] On […]