CUESTIÓN 3.- Se desea construir una pila en la que el cátodo está constituido por el electrodo Cu2+/Cu.
Para el ánodo se dispone de los electrodos Al3+/Al y I2/I–
a) Razona cuál de los dos electrodos se podrá utilizar como ánodo.
b) Identifica las reacciones de oxidación y reducción de la pila.
c) Calcula el potencial estándar de la pila.
DATOS: Eº (Cu2+/Cu) = 0,34 V; Eº (Al3+/Al) = – 1,67 V; Eº (I2/I–) = 0,54 V.
Prueba de Selectividad, Comunidad de Andalucia, Junio 2016, QUIMICA
Respuestas
a) En una pila electroquímica,
para conocer cuál de los electrodos es utilizable como ánodo, hay que observar
cual es el más oxidante, pues el potencial de reducción alto indica un mayor
carácter oxidante. Los elementos que conforman la pila ordenados de menos
oxidante al más oxidante son:
aluminio (Al) < Cobre (Cu) < Yodo (I)
La reacción que ocurre entre el Cu⁺² y el I⁻ no es espontanea, esto debido a que
el yodo es más oxidante que el cobre. Por otra parte, si analizamos bien
la reacción entre Cu⁺² y el aluminio si puede ocurrir
porque el cobre es naturalmente más oxidante.
Por lo tanto el ánodo que debe escogerse es el
del Al³⁺
b) Identificamos cuales
son las semirreacciones de oxidación y reducción de la pila:
Para el cátodo:
Cu²⁺ + 2e⁻ →
Cu
Para el ánodo:
Al - 3e⁻ →
Al³⁺
c) Calculamos el potencial
estándar de la pila con el diferencial de potencial que existe entre los dos
electrodos usando los potenciales que ya están tabulados y son de reducción,
por lo que para el ánodo (el cual sufre un proceso inverso) se debe colocar el
signo contrario de la siguiente forma:
Epila = Ecatodo - Eanodo = 0,34 - (-1,67) = 0,34
+ 1,67 = 2,01 V