Ejercicio resuelto de Números de oxidación · Química · 2026

BLOQUE D (Consta de dos preguntas, debes responder a 1 de ellas)
D2. Considerar los potenciales de reducción estándar de los siguientes pares redox y justificar si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas:
$E^0(V)$: $\mathrm{Ag^+}/\mathrm{Ag}=+0{,}80$; $\mathrm{Zn^{2+}}/\mathrm{Zn}=-0{,}76$; $\mathrm{Cu^{2+}}/\mathrm{Cu}=+0{,}34$; $\mathrm{Pb^{2+}}/\mathrm{Pb}=-0{,}13$.

a) Una lámina de cobre se recubre de plata metálica al sumergirla en una disolución de $\mathrm{AgNO_3}$. (0,50)
b) La fuerza electromotriz de la pila construida con los electrodos $\mathrm{Ag^+}/\mathrm{Ag}$ y $\mathrm{Pb^{2+}}/\mathrm{Pb}$ es de 0,67 V. (0,50)
c) El Zn es el más noble (menor tendencia a la oxidación) de los cuatro metales mencionados, debido a que su potencial es el más negativo. (0,50)
d) En la pila construida con los electrodos $\mathrm{Ag^+}/\mathrm{Ag}$ y $\mathrm{Zn^{2+}}/\mathrm{Zn}$, el primero es el ánodo y el segundo el cátodo. (0,50)

El criterio que resuelve los cuatro apartados es el mismo: de dos pares redox, el de potencial de reducción más alto se reduce y actúa de cátodo, y el de potencial más bajo se oxida y actúa de ánodo. La fuerza electromotriz en condiciones estándar se calcula como la diferencia entre ambos potenciales de reducción, y el proceso es espontáneo cuando resulta positiva.

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

Conviene ordenar de antemano los cuatro pares de mayor a menor potencial, porque de ese orden se lee directamente casi todo lo que piden:

$E^0(\mathrm{Ag^+}/\mathrm{Ag})=+0{,}80>E^0(\mathrm{Cu^{2+}}/\mathrm{Cu})=+0{,}34>E^0(\mathrm{Pb^{2+}}/\mathrm{Pb})=-0{,}13>E^0(\mathrm{Zn^{2+}}/\mathrm{Zn})=-0{,}76$

$\textbf{a) Una lámina de cobre se recubre de plata metálica al sumergirla en una disolución de }\boldsymbol{\mathrm{AgNO_3}}\textbf{. (0,50)}$

Se plantea el proceso que tendría lugar y se comprueba el signo de su fuerza electromotriz. Para que la lámina se recubra de plata, los iones $\mathrm{Ag^+}$ de la disolución han de reducirse a plata metálica a costa de oxidar el cobre de la lámina.

$\text{Reducción (cátodo)}:\ \mathrm{Ag^+}+e^-\rightarrow \mathrm{Ag}\qquad E^0=+0{,}80\ \text{V}$

$\text{Oxidación (ánodo)}:\ \mathrm{Cu}\rightarrow \mathrm{Cu^{2+}}+2\,e^-\qquad E^0=+0{,}34\ \text{V}$

$E^0_{\text{pila}}=0{,}80-0{,}34=+0{,}46\ \text{V}>0$

$\text{Reacción global}:\ 2\,\mathrm{Ag^+}+\mathrm{Cu}\rightarrow 2\,\mathrm{Ag}+\mathrm{Cu^{2+}}$

Al ser la fuerza electromotriz positiva, la variación de energía libre es negativa y el proceso ocurre de forma espontánea.

La afirmación es verdadera: la lámina de cobre se recubre de plata y la disolución adquiere el color azulado de los iones $\mathrm{Cu^{2+}}$.

$\textbf{b) La fuerza electromotriz de la pila construida con los electrodos }\boldsymbol{\mathrm{Ag^+}/\mathrm{Ag}}\textbf{ y }\boldsymbol{\mathrm{Pb^{2+}}/\mathrm{Pb}}\textbf{ es de 0,67 V. (0,50)}$

Se identifica qué par hace de cátodo y qué par de ánodo, y se restan sus potenciales.

De los dos, la plata tiene el potencial más alto, así que se reduce y es el cátodo; el plomo se oxida y es el ánodo.

$E^0_{\text{pila}}=E^0(\mathrm{Ag^+}/\mathrm{Ag})-E^0(\mathrm{Pb^{2+}}/\mathrm{Pb})=0{,}80-(-0{,}13)=+0{,}93\ \text{V}$

El error de la afirmación está en restar mal el signo del potencial del plomo: $0{,}80-0{,}13$ daría en efecto 0,67 V, pero el potencial del par del plomo es negativo y al restarlo se suma.

La afirmación es falsa: la fuerza electromotriz de esa pila es de $0{,}93$ V y no de 0,67 V.

$\textbf{c) El Zn es el más noble (menor tendencia a la oxidación) de los cuatro metales mencionados, debido a que su potencial es el más negativo. (0,50)}$

Se relaciona el carácter noble de un metal con su potencial de reducción. Un metal es tanto más noble cuanto más le cuesta oxidarse, es decir, cuanto mayor es el potencial de reducción de su par.

$E^0(\mathrm{Zn^{2+}}/\mathrm{Zn})=-0{,}76\ \text{V}\ \text{es el más negativo de los cuatro}$

$\mathrm{Zn}\rightarrow \mathrm{Zn^{2+}}+2\,e^-\qquad E^0_{\text{oxidación}}=+0{,}76\ \text{V}$

Un potencial de reducción muy negativo significa justamente lo contrario de lo que afirma el enunciado: el par se reduce con dificultad y, en cambio, el metal se oxida con facilidad. El cinc es por tanto el más reductor y el menos noble de los cuatro; el más noble es la plata, que es la que tiene el potencial más alto.

La afirmación es falsa: el razonamiento invierte la conclusión. El cinc es el metal con mayor tendencia a la oxidación, y el más noble de los cuatro es la plata.

$\textbf{d) En la pila construida con los electrodos }\boldsymbol{\mathrm{Ag^+}/\mathrm{Ag}}\textbf{ y }\boldsymbol{\mathrm{Zn^{2+}}/\mathrm{Zn}}\textbf{, el primero es el ánodo y el segundo el cátodo. (0,50)}$

Se asignan los electrodos comparando de nuevo los dos potenciales.

$E^0(\mathrm{Ag^+}/\mathrm{Ag})=+0{,}80\ \text{V}>E^0(\mathrm{Zn^{2+}}/\mathrm{Zn})=-0{,}76\ \text{V}$

La plata, con el potencial más alto, es la que se reduce, y la reducción tiene lugar siempre en el cátodo. El cinc se oxida, y la oxidación ocurre en el ánodo.

$\text{Cátodo }(+):\ \mathrm{Ag^+}+e^-\rightarrow \mathrm{Ag}$

$\text{Ánodo }(-):\ \mathrm{Zn}\rightarrow \mathrm{Zn^{2+}}+2\,e^-$

$E^0_{\text{pila}}=0{,}80-(-0{,}76)=+1{,}56\ \text{V}$

$\mathrm{Zn}\,|\,\mathrm{Zn^{2+}}\,(1\ \text{M})\,||\,\mathrm{Ag^+}\,(1\ \text{M})\,|\,\mathrm{Ag}$

La afirmación es falsa: los papeles están intercambiados. El electrodo de plata es el cátodo y el polo positivo, y el de cinc el ánodo y el polo negativo; la pila así construida proporciona 1,56 V.