Ejercicio resuelto de Varios · Química · 2024

Indique si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas, justificando su respuesta:

a) Cuanto mayor sea el $E^o$ de una sustancia, mayor será su carácter oxidante. [0,5 puntos]

b) La reacción de una pila en condiciones estándar transcurre sin necesidad de una fuente de energía externa (proceso espontáneo), generando corriente eléctrica, si $\Delta G^o$ es mayor que cero. [0,5 puntos]

$\textbf{a) Cuanto mayor sea el E° de una sustancia, mayor será su carácter oxidante. [0,5 puntos]}$

$\textbf{Verdadera.}$

El potencial estándar que aparece en las tablas es un potencial de $\textbf{reducción}$: mide la tendencia de la especie a captar electrones, medida frente al electrodo de hidrógeno.

$\mathrm{Ox} + n\,e^- \rightarrow \mathrm{Red} \qquad E^0$

Cuanto mayor es $E^0$, más fácilmente ocurre esa reducción, y una especie que se reduce con facilidad es la que oxida a las demás. Por eso el flúor, con $E^0 = +2{,}87$ V, es el oxidante más potente de la tabla, mientras que el litio, con $E^0 = -3{,}04$ V, no oxida a nada y es en cambio el mejor reductor.

$\textbf{b) La reacción de una pila en condiciones estándar transcurre sin necesidad de una fuente de energía externa (proceso espontáneo), generando corriente eléctrica, si ΔG° es mayor que cero. [0,5 puntos]}$

$\textbf{Falsa.}$ Un proceso es espontáneo cuando su energía libre $\textbf{disminuye}$, es decir, cuando $\Delta G^0 < 0$.

La relación entre las dos magnitudes es:

$\Delta G^0 = -n\,F\,E^0_{\text{pila}}$

Como $n$ y $F$ son positivos, el signo de $\Delta G^0$ es el contrario del de $E^0_{\text{pila}}$. Una pila galvánica funciona sola precisamente porque su fem sale positiva, y entonces $\Delta G^0$ es negativa.

Si $\Delta G^0$ fuese mayor que cero, la fem sería negativa y la reacción no ocurriría por sí sola: habría que forzarla con una fuente exterior, que es justo lo que se hace en una celda electrolítica.