T7: Equilibrios redox · Electroquímica — QUIMICA PEvAU Andalucía 2022

T7: Equilibrios redox

Electroquímica

Cuestión

2022 · Extraordinaria · Titular

La notación correspondiente a la pila Daniell es: $\ce{Zn(s) | Zn^{2+}(aq, 1 M) || Cu^{2+}(aq, 1 M) | Cu(s)}$ , $\Delta E^\circ = 1,10 \text{ V}$

a) Escriba la semirreacción que ocurre en el ánodo.b) Sabiendo que el potencial estándar de reducción del electrodo

\ce{Cu^{2+}/Cu}

0,34 \text{ V}

, determine el potencial estándar de reducción del electrodo

\ce{Zn^{2+}/Zn}

.c) Razone si al cambiar el electrodo de cinc por uno de plomo aumenta o disminuye el potencial de la pila.

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

Pila DaniellPotencial de reducciónÁnodo

a) En la notación de la pila, el ánodo se sitúa a la izquierda, por lo que la semirreacción de oxidación que ocurre en dicho electrodo es:

\ce{Zn(s)} -> \ce{Zn^{2+}(aq) + 2 e^{-}}

b) El potencial estándar de la pila se define como la diferencia entre el potencial de reducción del cátodo y el potencial de reducción del ánodo, según la expresión

E^{\circ}_{\text{pila}} = E^{\circ}_{\text{cátodo}} - E^{\circ}_{\text{ánodo}}

Sustituyendo los valores conocidos para despejar el potencial del par $\ce{Zn^{2+}/Zn}$ :

1,10 \text{ V} = 0,34 \text{ V} - E^{\circ}(\ce{Zn^{2+}/Zn})

E^{\circ}(\ce{Zn^{2+}/Zn}) = 0,34 \text{ V} - 1,10 \text{ V} = -0,76 \text{ V}

c) Al sustituir el electrodo de cinc por uno de plomo, el potencial de la nueva pila se calcula considerando que el cobre actúa como cátodo por presentar un potencial de reducción mayor que el del plomo (

0,34 \text{ V} > -0,13 \text{ V}

E^{\circ}_{\text{nueva}} = E^{\circ}(\ce{Cu^{2+}/Cu}) - E^{\circ}(\ce{Pb^{2+}/Pb})

E^{\circ}_{\text{nueva}} = 0,34 \text{ V} - (-0,13 \text{ V}) = 0,47 \text{ V}

Debido a que el nuevo potencial obtenido ( $0,47 \text{ V}$ ) es inferior al potencial original de la pila Daniell ( $1,10 \text{ V}$ ), el potencial de la pila disminuye.