EBAU Andalucía Química junio 2018: opción A ejercicio 3 (resuelto)

, por F_y_Q

Los electrodos de aluminio y cobre de una pila galvánica se encuentran en contacto con una disolución de Al^{3+} y Cu^{2+} en una concentración 1 M.
a) Escribe e identifica las semirreacciones que se producen en el ánodo y en el cátodo.
b) Calcula la f.e.m de la pila y escribe su notación simplificada.
c) Razona si alguno de los dos metales produciría H_2\ (g) al ponerlo en contacto con ácido sulfúrico (H_2SO_4).
Datos: E^\circ (Al^{3+}/Al) = -1,67\ V ; E^\circ (Cu^{2+}/Cu) = 0,34\ V ; E^\circ (H^+/H_2) = 0,00\ V


SOLUCIÓN:

a) En el ánodo se produce la oxidación y corresponde al elemento con menor potencial estándar de reducción:
\bf Al(s)\ \to\ Al^{3+}(ac) + 3e^-
En el cátodo se produce la reducción y corresponde al elemento con mayor potencial de reducción estándar:
\bf Cu^{2+}(ac) + 2e^-\ \to\ Cu(s)
b) La f.e.m de la pila se obtiene a partir de la ecuación:

\epsilon^0_{pila} = E^0_{cat} - E^0_{an} = [0,34 - (-1,67)]\ V = \bf 2,10\ V

La notación de la pila es:

\bf Al(s)|Al^{3+}(ac)||Cu^{2+}(ac)|Cu(s)

c) Para producir hidrógeno tendría que ser capaz de provocar la reducción de los protones del ácido. Esto sólo es posible si el potencial del reducción del metal es menor que el del hidrógeno. El metal que cumple con esa condición es el aluminio, cuyo potencial de reducción es negativo.