T7: Equilibrios redox · Pilas galvánicas — QUIMICA PEvAU Andalucía 2022

Pilas galvánicas

Problema

2022 · Ordinaria · Suplente

Se construye una pila galvánica formada por un electrodo de plata metálica sumergido en una disolución $1 \text{ M}$ de iones $\ce{Ag+}$ y un electrodo de plomo sumergido en una disolución $1 \text{ M}$ de iones $\ce{Pb^2+}$ .

a) Escriba la reacción global ajustada de la pila.b) Determine el potencial de la pila.c) Escriba la notación de la pila.

Datos: $E^\circ(\ce{Ag+}/\ce{Ag}) = 0,80 \text{ V}; E^\circ(\ce{Pb^2+}/\ce{Pb}) = -0,13 \text{ V}$

potencial de pilanotación de pila

a) Para que la reacción sea espontánea en una pila galvánica, el par con el potencial de reducción más elevado actúa como cátodo (reducción) y el de menor potencial como ánodo (oxidación). Dado que

E^\circ(\ce{Ag+}/\ce{Ag}) = 0,80 \text{ V}

es mayor que

E^\circ(\ce{Pb^2+}/\ce{Pb}) = -0,13 \text{ V}

, la plata se reduce y el plomo se oxida.

\begin{aligned} &\text{Ánodo (oxidación): } \ce{Pb (s) -> Pb^2+ (aq) + 2e-} \\ &\text{Cátodo (reducción): } 2 \times (\ce{Ag+ (aq) + 1e- -> Ag (s)}) \end{aligned}

Sumando ambas semirreacciones para igualar el número de electrones intercambiados, obtenemos la reacción global ajustada:

\ce{Pb (s) + 2Ag+ (aq)} -> \ce{Pb^2+ (aq) + 2Ag (s)}

b) El potencial estándar de la pila se determina restando el potencial de reducción del ánodo al potencial de reducción del cátodo:

E^\circ_{\text{pila}} = E^\circ_{\text{cátodo}} - E^\circ_{\text{ánodo}} = 0,80 \text{ V} - (-0,13 \text{ V}) = 0,93 \text{ V}

c) Siguiendo el convenio de la IUPAC, la notación de la pila se escribe situando el ánodo a la izquierda y el cátodo a la derecha, separados por el puente salino (representado por la doble barra):

\ce{Pb (s) | Pb^2+ (1 M) || Ag+ (1 M) | Ag (s)}