QuímicaFácilCuestión · 1,5 pts

Pilas galvánicas y potenciales

Andalucía · 2018 · Reserva 1 · Opción A

Enunciado

Opción A · Cuestión 4. Los potenciales normales de reducción de

\text{Sn}^{2+}/\text{Sn}

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

son

-0{,}14\ \text{V}

0{,}34\ \text{V}

, respectivamente. Si con ambos electrodos se construye una pila:

a) Escriba e identifique las semirreacciones que se producen en el ánodo y en el cátodo.

b) Dibuje un esquema de la misma, señalando el sentido en el que se mueven los electrones.

c) Calcule la f.e.m. de la pila.

Comprobar el resultadocompara con lo que te ha salido

Resultado

\boxed{\;\textbf{a) Ánodo: } \text{Sn} \to \text{Sn}^{2+} + 2e^-; \quad \text{Cátodo: } \text{Cu}^{2+} + 2e^- \to \text{Cu}\;}

\boxed{\;\textbf{b) Los } e^- \text{ van del Sn (ánodo) al Cu (cátodo) por el circuito externo}\;}

\boxed{\;\textbf{c) } E^\circ_{\text{pila}} = 0{,}48\ \text{V}\;}

Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo

Estrategia

Una sola regla decide todo: el par con mayor $E^\circ$ se reduce (cátodo) y el de menor $E^\circ$ se oxida (ánodo).

E^\circ(\text{Cu}^{2+}/\text{Cu}) = +0{,}34 \; > \; E^\circ(\text{Sn}^{2+}/\text{Sn}) = -0{,}14

Luego el cobre se reduce y el estaño se oxida. La f.e.m. sale de

E^\circ_{\text{pila}} = E^\circ_{\text{cátodo}} - E^\circ_{\text{ánodo}}

y debe salir positiva: si sale negativa, has intercambiado los electrodos.

Desarrollo

a) Semirreacciones.

\textbf{Ánodo } (\text{oxidación}, \text{ polo } -): \quad \text{Sn}(s) \longrightarrow \text{Sn}^{2+}(ac) + 2\,e^-

\textbf{Cátodo } (\text{reducción}, \text{ polo } +): \quad \text{Cu}^{2+}(ac) + 2\,e^- \longrightarrow \text{Cu}(s)

Como ambas implican 2 electrones, se suman directamente:

\textbf{Reacción global}: \quad \text{Sn}(s) + \text{Cu}^{2+}(ac) \longrightarrow \text{Sn}^{2+}(ac) + \text{Cu}(s)

b) Esquema de la pila y sentido de los electrones.

Elemento	Descripción
Vaso 1 (ánodo, polo $-$ )	Lámina de $\text{Sn}$ en disolución de $\text{Sn}^{2+}$ ; se corroe y su masa disminuye
Vaso 2 (cátodo, polo $+$ )	Lámina de $\text{Cu}$ en disolución de $\text{Cu}^{2+}$ ; se deposita cobre y su masa aumenta
Puente salino	Disolución de $\text{KNO}_3$ o $\text{KCl}$ ; cierra el circuito y mantiene la neutralidad
Circuito externo	Hilo conductor con un voltímetro

Sentido de los electrones: circulan por el hilo del estaño al cobre, es decir, del ánodo al cátodo. (La corriente convencional, por definición, va en sentido contrario.) En el puente salino, los aniones migran hacia el ánodo y los cationes hacia el cátodo, compensando las cargas que se generan en cada vaso.

\text{Sn}(s) \,|\, \text{Sn}^{2+}(1\ \text{M}) \,\|\, \text{Cu}^{2+}(1\ \text{M}) \,|\, \text{Cu}(s)

Simulación interactivaVisualiza este problema en una simulación (se abre en una nueva pestaña)

c) Fuerza electromotriz.

E^\circ_{\text{pila}} = E^\circ_{\text{cátodo}} - E^\circ_{\text{ánodo}} = 0{,}34 - (-0{,}14) = \mathbf{0{,}48\ V}

El valor positivo confirma que la asignación de electrodos es correcta y que la reacción global es espontánea (

\Delta G^\circ = -nFE^\circ < 0

Consejo

Usa siempre $E^\circ_{\text{pila}} = E^\circ_{\text{cátodo}} - E^\circ_{\text{ánodo}}$ con los potenciales tal como vienen tabulados (todos de reducción). Cambiar el signo del ánodo y además restarlo es el error más frecuente del bloque, y convierte un $0{,}48$ en un $0{,}20$ .

Al describir el esquema, no olvides el puente salino: sin él las disoluciones se cargarían eléctricamente y la pila dejaría de funcionar en cuestión de segundos. Mencionar su función suma puntos.

Y distingue el sentido de los electrones (ánodo $\to$ cátodo) del de la corriente convencional (al revés). El enunciado pregunta por los electrones, pero indicar ambos demuestra que dominas el convenio.

Paso 1 de 3

¿Lo has intentado? Con una cuenta marcas hasta dónde llegaste y te proponemos qué repasar después.

Sigue practicando

Pilas galvánicas y potenciales

Se ha montado una pila basada en la siguiente reacción:

\text{Ni}(s) + 2\,\text{Ag}^+(ac) \longrightarrow \text{Ni}^{2+}(ac) + 2\,\text{Ag}(s)

…

Química · Andalucía · 2025 · Reserva 4 Pilas galvánicas y potenciales

NEW YORK, NEW YORK La estatua de la Libertad está hecha con láminas de cobre, aunque el color verde que tiene…

Química · Andalucía · 2025 · Reserva 4 Pilas galvánicas y potenciales

Dados los siguientes potenciales normales de reducción:

E^\circ(\text{Cu}^{2+}/\text{Cu}) = +0{,}34\ \text{V}

…

Química · Andalucía · 2025 · Reserva 2 Pilas galvánicas y potenciales

Bloque B · B5. Se construye una pila galvánica con un electrodo de cobre, un electrodo de plata, una disolución…

Química · Andalucía · 2024 · Reserva 3

Apuntes y todos los problemas de Reacciones redox y electroquímica →