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Pilas en Química PAU: cuatro retos de potencial y energía 2027
Cuatro retos originales sobre potencial y energía de pilas, con soluciones explicadas. Recibe el enlace a la hoja imprimible por email.
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1. Supuestos y primer reto
- Modelo y alcance
- Cuatro retos originales para estudiar, no preguntas oficiales ni predicciones. Escribe tu razonamiento antes de consultar las soluciones. No se asignan puntos oficiales. Metales hipotéticos X e Y: X²⁺ + 2e⁻ → X, E°=−0,25 V; Y⁺ + e⁻ → Y, E°=+0,15 V. Datos inventados, condiciones estándar, sólidos puros y pila ideal sin reacciones secundarias. F=96 500 C/mol. Energías por mol de reacción tal como se escribe.
- Reto 1
- Elige el sentido espontáneo estándar, identifica ánodo/cátodo y escribe la reacción global ajustada en masa y carga. Indica el recorrido de electrones por el circuito exterior.
- Tu razonamiento
- Dato decisivo: __________. Desarrollo: __________. Conclusión y límite: __________.
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Preguntas frecuentes
- ¿Puedo llevar este cuaderno al examen de la PAU?
- Depende de tu comunidad y de la materia: algunas facilitan un formulario con el propio examen y otras no permiten ninguno. Mira las instrucciones oficiales de tu convocatoria. La hoja está pensada para estudiar y repasar.
- ¿Qué bloques de Química incluye la hoja?
- 5 bloques: 1. supuestos y primer reto, 2. dos retos para resolver, 3. comprueba una afirmación, soluciones razonadas, autocorrección y siguiente intento.
- ¿Cómo la recibo?
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1. Supuestos y primer reto
- Modelo y alcance
- Cuatro retos originales para estudiar, no preguntas oficiales ni predicciones. Escribe tu razonamiento antes de consultar las soluciones. No se asignan puntos oficiales. Metales hipotéticos X e Y: X²⁺ + 2e⁻ → X, E°=−0,25 V; Y⁺ + e⁻ → Y, E°=+0,15 V. Datos inventados, condiciones estándar, sólidos puros y pila ideal sin reacciones secundarias. F=96 500 C/mol. Energías por mol de reacción tal como se escribe.
- Reto 1
- Elige el sentido espontáneo estándar, identifica ánodo/cátodo y escribe la reacción global ajustada en masa y carga. Indica el recorrido de electrones por el circuito exterior.
- Tu razonamiento
- Dato decisivo: __________. Desarrollo: __________. Conclusión y límite: __________.
2. Dos retos para resolver
- Reto 2
- Calcula E° de la pila y n para la reacción global. Una solución multiplica +0,15 V por dos al ajustar los electrones. Explica por qué es incorrecto.
- Reto 3
- Calcula ΔG° en J/mol y kJ/mol para tu reacción del reto 1. Relaciona ambos signos. No deduzcas rapidez de reacción del resultado.
- Tu desarrollo
- Reto 2: ____________________. Reto 3: ____________________.
3. Comprueba una afirmación
- Reto 4
- Invierte la reacción y después duplica la ecuación original. Da E°, n y ΔG° para cada caso. ¿Permite E° conocer la corriente de un montaje real?
- Tu respuesta
- Afirmación que corrijo: __________. Razón: __________.
Soluciones razonadas
- 1
- Y⁺ se reduce en el cátodo y X se oxida en el ánodo. Global: X + 2Y⁺ → X²⁺ + 2Y. Hay X y dos Y a cada lado; carga +2 en ambos. Los electrones circulan por el circuito exterior desde X hacia el electrodo de Y.
- 2
- E°=0,15−(−0,25)=+0,40 V. Se transfieren dos electrones por reacción escrita: n=2, no tres ni cuatro. Multiplicar una semirreacción ajusta cantidades, pero no multiplica su potencial. No se suman los electrones entregados y recibidos.
- 3
- ΔG°=−nFE°=−2·96 500·0,40=−77 200 J/mol=−77,2 kJ/mol. V equivale a J/C. Potencial positivo y energía libre negativa son coherentes con el sentido espontáneo estándar, sin determinar su velocidad.
- 4
- Inversa: E°=−0,40 V, n=2 y ΔG°=+77,2 kJ/mol. Ecuación original duplicada: E°=+0,40 V, n=4 y ΔG°=−154,4 kJ/mol de reacción duplicada. El potencial es intensivo; la energía escala con la cantidad de reacción. No conocemos la corriente real solo con E°.
Autocorrección y siguiente intento
- Comprueba
- ¿Usé potenciales de reducción sin invertir dos veces un signo? ¿Conservé masa/carga? ¿Conté electrones una sola vez? ¿Distinguí potencial y energía al duplicar?
- Repite
- Reto: ___. Error concreto: ___. Nueva respuesta sin consultar: ___. Próximo intento: ___.
- Referencias conceptuales
- OpenStax: comprobación conceptual · OpenStax: comprobación conceptual. Datos, preguntas y soluciones originales de redbachiller; sin rúbrica oficial.