QuímicaFácilCuestión · 2 pts

Pilas galvánicas y potenciales

Andalucía · 2026 · Reserva 1 · Opción B

Enunciado

(2 puntos: 0,5 puntos cada apartado)

Se construye una pila con un electrodo de cinc metálico sumergido en una disolución de

\text{Zn(NO}_3)_2

y otro electrodo de plata metálica sumergido en una disolución de

\text{AgNO}_3

a) Identifique y escriba las semirreacciones de oxidación y reducción de la pila.

b) Escriba la notación de la pila.

c) Escriba la reacción global ajustada y calcule el potencial estándar de la pila.

d) Razone si se disolverá un trozo de plata metálica en una disolución de

\text{Zn(NO}_3)_2

Datos:

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

;

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

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Resultado

\boxed{\;\textbf{a) } \text{Ox: Zn} \to \text{Zn}^{2+} + 2e^- \quad \text{Red: Ag}^+ + e^- \to \text{Ag} \qquad \textbf{b) } \text{Zn}|\text{Zn}^{2+}\|\text{Ag}^+|\text{Ag}\;}

\boxed{\;\textbf{c) } \text{Zn} + 2\text{Ag}^+ \to \text{Zn}^{2+} + 2\text{Ag};\ E^\circ = 1{,}56\ \text{V} \qquad \textbf{d) No } (E^\circ = -1{,}56\ \text{V})\;}

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Estrategia

En una pila, el par con el potencial de reducción mayor es el que se reduce (cátodo) y el de potencial menor se oxida (ánodo). Aquí no hay duda: la plata (

+0{,}80\ \text{V}

) tiene mucha más tendencia a reducirse que el cinc (

-0{,}76\ \text{V}

).

Con eso se escriben las dos semirreacciones, se igualan los electrones (método del ion-electrón) y se suman. El potencial de la pila es

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

.

El apartado d) es la reacción al revés: plata metálica frente a iones

\text{Zn}^{2+}

. Calcula su potencial y mira el signo.

Desarrollo

a) Semirreacciones.

Como

E^\circ(\text{Ag}^+/\text{Ag}) > E^\circ(\text{Zn}^{2+}/\text{Zn})

, el

\text{Ag}^+

se reduce y el

\text{Zn}

se oxida:

\text{Oxidación (ánodo, polo } -\text{):}\quad \text{Zn}(s) \longrightarrow \text{Zn}^{2+}(aq) + 2\,e^-

\text{Reducción (cátodo, polo } +\text{):}\quad \text{Ag}^+(aq) + e^- \longrightarrow \text{Ag}(s)

El cinc es el reductor (se oxida) y el ion plata el oxidante (se reduce).

b) Notación de la pila.

Se escribe el ánodo a la izquierda y el cátodo a la derecha, separados por el puente salino (

\|

\text{Zn}(s)\,|\,\text{Zn}^{2+}(aq,\ 1\ \text{M})\;\|\;\text{Ag}^+(aq,\ 1\ \text{M})\,|\,\text{Ag}(s)

c) Reacción global y potencial estándar.

Para igualar los electrones intercambiados, la semirreacción de la plata se multiplica por 2:

\begin{aligned} \text{Zn} &\longrightarrow \text{Zn}^{2+} + 2\,e^- \\ 2\,\text{Ag}^+ + 2\,e^- &\longrightarrow 2\,\text{Ag} \end{aligned}

Sumando:

\text{Zn}(s) + 2\,\text{Ag}^+(aq) \longrightarrow \text{Zn}^{2+}(aq) + 2\,\text{Ag}(s)

o, en forma molecular,

\text{Zn} + 2\,\text{AgNO}_3 \longrightarrow \text{Zn(NO}_3)_2 + 2\,\text{Ag}

.

El potencial estándar (multiplicar una semirreacción por 2 no cambia su potencial):

E^\circ_\text{pila} = E^\circ_\text{cátodo} - E^\circ_\text{ánodo} = 0{,}80 - (-0{,}76) = \mathbf{1{,}56\ V}

Es positivo, como corresponde a una pila (reacción espontánea,

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

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

d) ¿Se disuelve la plata en $\text{Zn(NO}_3)_2$ ?

Para que la plata se "disolviera" tendría que oxidarse a

\text{Ag}^+

, y quien la oxidaría sería el

\text{Zn}^{2+}

, reduciéndose a cinc:

2\,\text{Ag}(s) + \text{Zn}^{2+}(aq) \longrightarrow 2\,\text{Ag}^+(aq) + \text{Zn}(s)

Ahora el cátodo sería el par

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

y el ánodo el

\text{Ag}^+/\text{Ag}

E^\circ = E^\circ_\text{cátodo} - E^\circ_\text{ánodo} = -0{,}76 - 0{,}80 = -1{,}56\ \text{V} < 0

Con

E^\circ < 0

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

: la reacción no es espontánea. El

\text{Zn}^{2+}

es un oxidante mucho más débil que el

\text{Ag}^+

y no puede arrancar electrones a la plata. El trozo de plata no se disuelve. (Es la reacción inversa de la pila: si una es espontánea, la contraria no lo es.)

Consejo

El error clásico en c) es multiplicar también el potencial de la plata por 2 y obtener $2(0{,}80) + 0{,}76 = 2{,}36\ \text{V}$ . El potencial es una propiedad intensiva: no depende de cuántas veces escribas la semirreacción.

En la notación, el ánodo va a la izquierda y la doble barra representa el puente salino. Y no olvides las unidades del potencial (V): sin ellas se pierde un 25 % del apartado.

En d) no basta con "no, porque la plata es menos reductora": escribe la reacción que tendría que ocurrir y calcula su potencial. El signo negativo es la justificación.

Paso 1 de 3

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