Química · Redox · 3 apartados · dificultad fácil-media

🔋 Pila cobre-plata: ánodo, cátodo y E°pila

📜 Enunciado

Sabiendo que los potenciales estándar de reducción del cobre y de la plata son:

E°(Cu²⁺/Cu) = +0,52 V
E°(Ag⁺/Ag) = +0,80 V

a) Indica razonadamente cuál sería el ánodo y cuál el cátodo. Calcula el potencial estándar de la pila.

b) Escribe las reacciones en ánodo y cátodo, y la reacción global.

c) Escribe la notación de la pila.

💡 Conceptos clave que necesitas

⚡ Potencial de reducción 🔋 Pila galvánica

📊 Datos

Pareja redoxE° (V)
Cu²⁺ / Cu+0,52
Ag⁺ / Ag+0,80

🧠 Cómo pensar el problema antes de calcular

🧭
Solo hay que aplicar la regla de oro: la sustancia con E° más grande es la "más hambrienta de electrones" → se reduce → es el cátodo. La otra, sin remedio, se oxida → ánodo. Una vez identificado, los apartados (b) y (c) son consecuencias directas.

📍 Apartado a) Identificar electrodos y calcular E°pila

1Comparar los E°.

0,80 V (Ag) > 0,52 V (Cu). Por lo tanto la plata es la que tiene más ganas de coger electrones → la plata se reduce.

  • ➡ Cátodo = electrodo de plata (Ag⁺ → Ag).
  • ➡ Ánodo = electrodo de cobre (Cu → Cu²⁺).

2Calcular E°pila con la fórmula clave:

E°pila = E°cátodo − E°ánodo = 0,80 − 0,52 = +0,28 V
✅
Como E°pila es positivo, la reacción es espontánea y la pila funciona sola sin necesidad de meter energía.

📍 Apartado b) Reacciones de cada electrodo y reacción global

Cátodo (reducción), donde llegan los electrones:

Ag⁺ + 1 e⁻ → Ag

Ánodo (oxidación), donde se sueltan los electrones:

Cu → Cu²⁺ + 2 e⁻

Para sumarlas hay que igualar electrones. El cátodo solo tiene 1 e⁻ y el ánodo suelta 2. Multiplicamos la del cátodo por 2:

2 Ag⁺ + 2 e⁻ → 2 Ag
⚠️
Multiplicamos la semirreacción. El potencial NO se multiplica. Sigue siendo +0,80 V para la plata.

Sumamos y cancelamos los 2 e⁻ que están en lados opuestos:

Reacción global:
2 Ag⁺ + Cu → 2 Ag + Cu²⁺

📍 Apartado c) Notación de la pila

Convenio internacional: ánodo a la izquierda, cátodo a la derecha, una raya entre fases, doble raya para el puente salino.

Cu(s) | Cu²⁺(ac) || Ag⁺(ac) | Ag(s)
✓ Resumen del problema: pila con E°pila = +0,28 V. El cobre se consume (ánodo, lo vemos adelgazar con el tiempo) y la plata crece sobre el electrodo (cátodo, se va depositando).

🔍 Comprobación de coherencia

  • E°pila salió positivo → tiene sentido, los E° son cercanos pero distintos, la pila funciona pero da poco voltaje (~0,28 V).
  • El metal con E° mayor (plata) "atrae" electrones del metal con E° menor (cobre). El cobre se "sacrifica". Coherente con cómo se construyen pilas reales.
  • En la notación, comprobamos que escribimos Cu (ánodo) a la izquierda y Ag (cátodo) a la derecha. ✓

⚠️ Errores típicos en este problema

  • Sumar E° en vez de restar. 0,80 + 0,52 = 1,32 V está MAL. Es siempre cátodo MENOS ánodo.
  • Confundir ánodo y cátodo. Memorizar "Red Cat, An Ox": Reducción en Cátodo · Ánodo = Oxidación.
  • Multiplicar el potencial al multiplicar la semirreacción de la plata por 2 → no se hace nunca.
  • En la notación, escribir el cátodo a la izquierda. Siempre ánodo a la izquierda.
  • Olvidar las fases (s) y (ac) en la notación.
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