QuímicaFácilCuestión · 2 pts

Pilas galvánicas y potenciales

Comunidad de Madrid · 2019 · Junio · Opción B

Enunciado

Se forma una pila galvánica con un electrodo de hierro y otro de plata. Teniendo en cuenta los potenciales de reducción estándar que se adjuntan:

a) (0,5 puntos) Escriba las semirreacciones que tienen lugar en el ánodo y en el cátodo de la pila galvánica e indique el sentido del movimiento de los iones metálicos de las disoluciones con respecto a los electrodos metálicos.

b) (0,5 puntos) Calcule el potencial de la pila formada.

c) (0,5 puntos) Dibuje un esquema de la pila indicando sus componentes.

d) (0,5 puntos) Razone qué ocurriría si introdujéramos una cuchara de plata en una disolución de

\text{Fe}^{2+}

.

Datos:

E^0

(V):

\text{Ag}^+/\text{Ag} = 0{,}80

;

\text{Fe}^{2+}/\text{Fe} = -0{,}44

Comprobar el resultadocompara con lo que te ha salido

Resultado

a) Ánodo: $\text{Fe} \to \text{Fe}^{2+} + 2e^-$ (los $\text{Fe}^{2+}$ pasan a la disolución); cátodo: $\text{Ag}^+ + e^- \to \text{Ag}$ (los $\text{Ag}^+$ se depositan en el electrodo).
b) $E^0_{\text{pila}} = 1{,}24$ V.
c) $\text{Fe}\,|\,\text{Fe}^{2+}\,\|\,\text{Ag}^+\,|\,\text{Ag}$ , con puente salino y voltímetro.
d) $E^0 = -1{,}24$ V: no reacciona.

Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo

Estrategia

En una pila, el electrodo de mayor potencial de reducción actúa como cátodo (allí se reduce) y el de menor potencial como ánodo (allí se oxida). Aquí el cátodo es la plata (0,80 V) y el ánodo el hierro (

-0{,}44

V).

La fem es

E^0_{\text{pila}} = E^0_{\text{cátodo}} - E^0_{\text{ánodo}}

. En d) se plantea la reacción que tendría que ocurrir y se mira el signo de su potencial: si es negativo, no es espontánea.

Desarrollo

a) Semirreacciones y movimiento de los iones.

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

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

Multiplicando la del cátodo por 2 para igualar los electrones, la reacción global es:

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

Movimiento de los iones metálicos:

En el ánodo, los átomos de hierro de la lámina se oxidan y pasan a la disolución como $\text{Fe}^{2+}$ : los iones $\text{Fe}^{2+}$ se alejan del electrodo de hierro hacia la disolución, y la lámina de hierro se va desgastando.
En el cátodo, los iones $\text{Ag}^+$ de la disolución se acercan al electrodo de plata, captan un electrón y se depositan como plata metálica: la lámina de plata gana masa.

b) Potencial de la pila.

E^0_{\text{pila}} = E^0_{\text{cátodo}} - E^0_{\text{ánodo}} = 0{,}80 - (-0{,}44) = 1{,}24\ \text{V}

Es positivo, como debe ser en una pila: la reacción global es espontánea (

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

). El potencial no se multiplica por 2 al ajustar los electrones: es una propiedad intensiva.

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

c) Esquema de la pila.

Componente	Descripción
Vaso 1 (ánodo, polo $-$ )	Lámina de $\text{Fe}$ sumergida en una disolución de $\text{Fe}^{2+}$ 1 M (por ejemplo, $\text{FeSO}_4$ ); el hierro se disuelve
Vaso 2 (cátodo, polo $+$ )	Lámina de $\text{Ag}$ sumergida en una disolución de $\text{Ag}^+$ 1 M ( $\text{AgNO}_3$ ); se deposita plata
Puente salino	Tubo con una disolución de un electrolito inerte ( $\text{KNO}_3$ ); cierra el circuito y mantiene la neutralidad de cada vaso: los aniones $\text{NO}_3^-$ van hacia el ánodo y los cationes $\text{K}^+$ hacia el cátodo
Circuito externo	Hilo conductor con un voltímetro; los electrones circulan por él del hierro a la plata (del ánodo al cátodo)

En notación abreviada:

\text{Fe}(s)\,|\,\text{Fe}^{2+}(1\ \text{M})\,\|\,\text{Ag}^+(1\ \text{M})\,|\,\text{Ag}(s)

d) Cuchara de plata en una disolución de $\text{Fe}^{2+}$ .

Para que la cuchara se alterase, la plata tendría que oxidarse y el

\text{Fe}^{2+}

reducirse:

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

Esta reacción es la inversa de la de la pila. Su potencial sería:

E^0 = E^0_{\text{Fe}^{2+}/\text{Fe}} - E^0_{\text{Ag}^+/\text{Ag}} = -0{,}44 - 0{,}80 = -1{,}24\ \text{V} < 0

Como

E^0 < 0

\Delta G^0 > 0

: la reacción no es espontánea. El

\text{Fe}^{2+}

no es capaz de oxidar a la plata, que es mucho menos reductora que el hierro. No ocurriría nada: la cuchara de plata no se altera y no se deposita hierro sobre ella.

Consejo

El cátodo es siempre el de mayor potencial de reducción. Para no liarte: «ánodo-oxidación» empiezan por vocal; «cátodo-reducción», por consonante.

En el esquema, el corrector busca cinco cosas: los dos electrodos con sus disoluciones, quién es ánodo y cátodo (con su signo), el puente salino, el hilo con el voltímetro y el sentido de los electrones. Si falta alguna, se pierde puntuación aunque el dibujo sea bonito.

Paso 1 de 3

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

¿Te atascas?Pregunta a otros estudiantes y profesores en la comunidad.

Sigue practicando

Pilas galvánicas y potenciales

(2 puntos: 0,5 puntos cada apartado) Cuando se introduce una tira de magnesio en una disolución de ácido clorhídrico…

Química · Andalucía · 2026 · Reserva 3 Pilas galvánicas y potenciales

(2 puntos: 0,5 puntos cada apartado) Dados los siguientes potenciales de reducción:

E^\circ(\text{Fe}^{2+}/\text{Fe}) = -0{,}44\ \text{V}

…

Química · Andalucía · 2026 · Reserva 4 Pilas galvánicas y potenciales

(2 puntos: 0,5 puntos cada apartado) Se construye una pila con un electrodo de cinc metálico sumergido en una…

Química · Andalucía · 2026 · Reserva 1 Pilas galvánicas y potenciales

Conteste a las siguientes cuestiones: a) (1 punto) Se construye una pila utilizando dos semiceldas: una con…

Química · Comunidad de Madrid · 2026 · Reserva 1

Apuntes y todos los problemas de Reacciones redox y electroquímica →