PAU y EBAU, Química

Química PAU 2026 bloque 3: equilibrio, ácido-base, solubilidad, redox, pilas y electrólisis

Estudiante preparando Química para PAU y EBAU en un escritorio moderno y luminoso

Química PAU 2026 bloque 3: equilibrio, ácido-base, solubilidad, redox, pilas y electrólisis

Este tercer bloque es el bloque más decisivo de Química PAU. Reúne equilibrio químico, equilibrio ácido-base, solubilidad, producto de solubilidad, reacciones redox, pilas galvánicas y electrólisis. Son temas muy recurrentes porque permiten plantear problemas completos con cálculo, interpretación, equilibrio, unidades y razonamiento químico.

La dificultad no está solo en saber fórmulas. La dificultad está en leer el enunciado, elegir el modelo correcto, no mezclar unidades, plantear bien la tabla de equilibrio, distinguir un ácido fuerte de uno débil, saber cuándo precipita una sal, ajustar correctamente una reacción redox y no confundir ánodo con cátodo.

Este recurso funciona como bloque XL de preparación para Química PAU 2026. Si necesitas repasar la base previa, puedes volver al bloque 1 de cálculo químico, estequiometría y termodinámica o al bloque 2 de estructura atómica, enlace químico y orgánica. Este bloque 3 completa la trilogía de preparación de Química PAU.

Material elaborado para Marlu Educativa como recurso de alto impacto para alumnos que preparan Química PAU y necesitan dominar los problemas que más suelen marcar la diferencia en el examen.

Equilibrio químico

Kc, Kp, Qc, tabla ICE, grado de disociación, Le Chatelier y presiones parciales.

Ácido-base y solubilidad

pH, Ka, Kb, neutralización, valoraciones, hidrólisis, Kps, ion común y precipitación.

Redox y electroquímica

Ajuste ion-electrón, oxidantes y reductores, pilas, potenciales, notación y electrólisis.

El bloque más rentable para subir en Química PAU

Equilibrio, pH, solubilidad y redox son bloques donde el método importa muchísimo. Un alumno que aprende a plantear estos problemas gana seguridad y evita errores repetidos de signos, unidades y fórmulas. En Marlu Educativa trabajamos estos ejercicios con pizarra digital, planteamiento completo y corrección de errores. Puede solicitarse información desde la prematrícula de clases particulares, consultar las clases online o revisar la opción de clases online por la mañana.

Parte 1. Teoría esencial de equilibrio químico

Un equilibrio químico es un estado dinámico. La reacción directa y la reacción inversa siguen ocurriendo, pero sus velocidades son iguales. Por eso las concentraciones permanecen constantes.

Conceptos clave de equilibrio

  • La constante de equilibrio depende de la temperatura.
  • Los sólidos y líquidos puros no se incluyen en la expresión de equilibrio.
  • Si K es muy grande, predominan los productos.
  • Si K es muy pequeña, predominan los reactivos.
  • Qc permite saber hacia dónde evoluciona el sistema antes de alcanzar el equilibrio.
  • El principio de Le Chatelier permite razonar cómo responde el equilibrio ante cambios de concentración, presión o temperatura.

Fórmulas fundamentales

\[ aA+bB \rightleftharpoons cC+dD \]
\[ K_c=\frac{[C]^c[D]^d}{[A]^a[B]^b} \]
\[ K_p=K_c(RT)^{\Delta n} \]

En la relación entre \(K_p\) y \(K_c\), \(\Delta n\) es la diferencia entre moles gaseosos de productos y moles gaseosos de reactivos.

Ejercicio 1. Kc a partir de concentraciones de equilibrio

Para el equilibrio \(N_2O_4(g)\rightleftharpoons2NO_2(g)\), en equilibrio se tiene \([NO_2]=0,40\) mol/L y \([N_2O_4]=0,20\) mol/L. Calcula \(K_c\).

Resolución

\[ K_c=\frac{[NO_2]^2}{[N_2O_4]} \]
\[ K_c=\frac{0,40^2}{0,20}=0,80 \]

Resultado. \(K_c=0,80\).

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Ejercicio 2. Tabla ICE con formación de HI

En un recipiente de \(1\) L se introducen \(1,0\) mol de \(H_2\) y \(1,0\) mol de \(I_2\). En el equilibrio hay \(1,6\) mol de \(HI\). Calcula \(K_c\) para \(H_2+I_2\rightleftharpoons2HI\).

Resolución

Si se forman \(1,6\) moles de \(HI\), han reaccionado \(0,8\) moles de \(H_2\) y \(0,8\) moles de \(I_2\), porque el coeficiente de \(HI\) es \(2\).

\[ [H_2]=1,0-0,8=0,2 \]
\[ [I_2]=1,0-0,8=0,2 \]
\[ [HI]=1,6 \]
\[ K_c=\frac{[HI]^2}{[H_2][I_2]}=\frac{1,6^2}{0,2\cdot0,2}=64 \]

Resultado. \(K_c=64\).

Este es uno de los esquemas más importantes de equilibrio: dato inicial, cambio y equilibrio. Si se domina esta tabla, muchos problemas de PAU se vuelven mecánicos.

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Ejercicio 3. Equilibrio con grado de disociación

El \(N_2O_4\) se disocia según \(N_2O_4(g)\rightleftharpoons2NO_2(g)\). Si inicialmente hay \(1,0\) mol/L de \(N_2O_4\) y el grado de disociación es \(\alpha=0,20\), calcula las concentraciones de equilibrio y \(K_c\).

Resolución

La cantidad disociada es:

\[ 1,0\cdot0,20=0,20 \]

Queda de \(N_2O_4\):

\[ [N_2O_4]=1,0-0,20=0,80 \]

Se forma de \(NO_2\):

\[ [NO_2]=2\cdot0,20=0,40 \]

Calculamos \(K_c\):

\[ K_c=\frac{0,40^2}{0,80}=0,20 \]

Resultado. \([N_2O_4]=0,80\) mol/L, \([NO_2]=0,40\) mol/L y \(K_c=0,20\).

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Ejercicio 4. Relación entre Kp y Kc

Para \(N_2(g)+3H_2(g)\rightleftharpoons2NH_3(g)\), escribe la relación entre \(K_p\) y \(K_c\).

Resolución

\[ K_p=K_c(RT)^{\Delta n} \]

Moles gaseosos de productos: \(2\). Moles gaseosos de reactivos: \(1+3=4\).

\[ \Delta n=2-4=-2 \]
\[ K_p=K_c(RT)^{-2} \]

Resultado. \(K_p=K_c/(RT)^2\).

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Ejercicio 5. Presiones parciales y Kp

Para el equilibrio \(2SO_2(g)+O_2(g)\rightleftharpoons2SO_3(g)\), en equilibrio se tienen \(P(SO_2)=0,20\) atm, \(P(O_2)=0,50\) atm y \(P(SO_3)=0,80\) atm. Calcula \(K_p\).

Resolución

\[ K_p=\frac{P(SO_3)^2}{P(SO_2)^2\cdot P(O_2)} \]
\[ K_p=\frac{0,80^2}{0,20^2\cdot0,50}=\frac{0,64}{0,020}=32 \]

Resultado. \(K_p=32\).

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Ejercicio 6. Cociente de reacción Qc

Para \(H_2(g)+I_2(g)\rightleftharpoons2HI(g)\), se sabe que \(K_c=50\). En un momento dado \([HI]=1,0\), \([H_2]=0,20\) y \([I_2]=0,20\). Indica hacia dónde evoluciona el sistema.

Resolución

\[ Q_c=\frac{[HI]^2}{[H_2][I_2]}=\frac{1,0^2}{0,20\cdot0,20}=25 \]

Como \(Q_c

Resultado. Evoluciona hacia productos, formando más \(HI\).

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Ejercicio 7. Principio de Le Chatelier

En el equilibrio \(N_2(g)+3H_2(g)\rightleftharpoons2NH_3(g)\), la reacción directa es exotérmica. Razona qué ocurre al aumentar la presión, aumentar la temperatura y retirar \(NH_3\).

Resolución

Al aumentar la presión, el sistema se desplaza hacia el lado con menor número de moles gaseosos. Reactivos: \(4\) moles. Productos: \(2\) moles. Se desplaza hacia la derecha.

Al aumentar la temperatura, como la reacción directa es exotérmica, el sistema se desplaza hacia la izquierda para consumir el exceso de calor.

Al retirar \(NH_3\), el sistema intenta formar más producto, por lo que se desplaza hacia la derecha.

Resultado. Más presión favorece \(NH_3\). Más temperatura desfavorece \(NH_3\). Retirar \(NH_3\) favorece su formación.

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Ejercicio 8. Equilibrio heterogéneo

Escribe la expresión de \(K_c\) para \(CaCO_3(s)\rightleftharpoons CaO(s)+CO_2(g)\).

Resolución

En la expresión de equilibrio no se incluyen sólidos puros ni líquidos puros. En este equilibrio, \(CaCO_3\) y \(CaO\) son sólidos. Solo aparece el gas \(CO_2\).

\[ K_c=[CO_2] \]

Resultado. \(K_c=[CO_2]\).

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Equilibrio químico es un bloque de método. Muchos errores no son de fórmula, sino de planteamiento: olvidar coeficientes, meter sólidos en \(K_c\), calcular mal \(\Delta n\) o no interpretar \(Q_c\). En Marlu Educativa se trabaja con tabla de equilibrio y razonamiento paso a paso en las clases online de Química.

Parte 2. Teoría esencial de ácido-base

Ácido-base es uno de los bloques más buscados por alumnos de segundo de Bachillerato. Es muy frecuente en PAU porque permite combinar pH, concentración, equilibrio, neutralización y valoraciones.

Fórmulas fundamentales

\[ pH=-\log[H_3O^+] \]
\[ pOH=-\log[OH^-] \]
\[ pH+pOH=14 \]
\[ K_a=\frac{[H_3O^+][A^-]}{[HA]} \]
\[ K_b=\frac{[BH^+][OH^-]}{[B]} \]

Ejercicio 9. pH de ácido fuerte

Calcula el pH de una disolución \(0,010\) mol/L de \(HCl\).

Resolución

El \(HCl\) es un ácido fuerte. Se disocia completamente.

\[ [H_3O^+]=0,010=10^{-2} \]
\[ pH=-\log(10^{-2})=2 \]

Resultado. \(pH=2\).

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Ejercicio 10. pH de base fuerte

Calcula el pH de una disolución \(0,001\) mol/L de \(NaOH\).

Resolución

El \(NaOH\) es una base fuerte. Se disocia completamente.

\[ [OH^-]=0,001=10^{-3} \]
\[ pOH=3 \]
\[ pH=14-3=11 \]

Resultado. \(pH=11\).

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Ejercicio 11. Ácido débil con Ka

Calcula el pH aproximado de un ácido débil \(HA\) de concentración \(0,10\) mol/L, con \(K_a=1,8\cdot10^{-5}\).

Resolución

\[ HA+H_2O\rightleftharpoons A^-+H_3O^+ \]
\[ K_a=\frac{x^2}{0,10-x} \]

Como \(K_a\) es pequeño, aproximamos \(0,10-x\approx0,10\).

\[ 1,8\cdot10^{-5}=\frac{x^2}{0,10} \]
\[ x=1,34\cdot10^{-3} \]
\[ pH=-\log(1,34\cdot10^{-3})=2,87 \]

Resultado. \(pH\approx2,87\).

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Ejercicio 12. Base débil con Kb

Calcula el pH aproximado de una base débil \(B\) de concentración \(0,20\) mol/L, con \(K_b=1,6\cdot10^{-5}\).

Resolución

\[ B+H_2O\rightleftharpoons BH^+ + OH^- \]
\[ K_b=\frac{x^2}{0,20-x} \]

Aproximamos \(0,20-x\approx0,20\).

\[ 1,6\cdot10^{-5}=\frac{x^2}{0,20} \]
\[ x=1,79\cdot10^{-3} \]
\[ pOH=-\log(1,79\cdot10^{-3})=2,75 \]
\[ pH=14-2,75=11,25 \]

Resultado. \(pH\approx11,25\).

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Ejercicio 13. Grado de ionización de ácido débil

Un ácido débil \(HA\) de concentración \(0,10\) mol/L tiene \([H_3O^+]=1,34\cdot10^{-3}\) mol/L en equilibrio. Calcula el grado de ionización.

Resolución

El grado de ionización es la fracción de ácido que se ioniza.

\[ \alpha=\frac{x}{C_0} \]
\[ \alpha=\frac{1,34\cdot10^{-3}}{0,10}=1,34\cdot10^{-2} \]

En porcentaje:

\[ \alpha=1,34\% \]

Resultado. El grado de ionización es \(1,34\%\).

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Ejercicio 14. Neutralización ácido fuerte base fuerte

Calcula el volumen de \(NaOH\) \(0,20\) mol/L necesario para neutralizar \(25,0\) mL de \(HCl\) \(0,10\) mol/L.

Resolución

\[ HCl+NaOH\rightarrow NaCl+H_2O \]

La proporción es \(1:1\).

\[ n(HCl)=0,10\cdot0,0250=0,00250 \]

Se necesitan \(0,00250\) moles de \(NaOH\).

\[ V=\frac{0,00250}{0,20}=0,0125\ L \]
\[ 0,0125\ L=12,5\ mL \]

Resultado. Se necesitan \(12,5\) mL de \(NaOH\).

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Ejercicio 15. Valoración ácido-base

Se valoran \(20,0\) mL de ácido acético con \(NaOH\) \(0,100\) mol/L. Se gastan \(18,5\) mL de base. Calcula la concentración del ácido.

Resolución

La reacción entre ácido acético y \(NaOH\) es \(1:1\).

\[ n(NaOH)=0,100\cdot0,0185=0,00185 \]

Por la proporción \(1:1\):

\[ n(acido)=0,00185 \]

El volumen del ácido es \(20,0\) mL, es decir, \(0,0200\) L.

\[ M=\frac{0,00185}{0,0200}=0,0925 \]

Resultado. La concentración del ácido acético es \(0,0925\) mol/L.

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Ejercicio 16. Hidrólisis de sales

Razona si una disolución de \(NH_4Cl\) será ácida, básica o neutra.

Resolución

El \(NH_4Cl\) procede de \(NH_3\), que es una base débil, y de \(HCl\), que es un ácido fuerte.

El ion \(Cl^-\) no se hidroliza apreciablemente, porque procede de un ácido fuerte.

El ion \(NH_4^+\) sí se comporta como ácido conjugado de una base débil y puede ceder protones al agua.

\[ NH_4^+ + H_2O \rightleftharpoons NH_3+H_3O^+ \]

Como se forma \(H_3O^+\), la disolución será ácida.

Resultado. Una disolución de \(NH_4Cl\) es ácida.

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Ejercicio 17. Disolución reguladora sencilla

Explica por qué una mezcla de ácido acético \(CH_3COOH\) y acetato sódico \(CH_3COONa\) actúa como disolución reguladora.

Resolución

Una disolución reguladora contiene un ácido débil y su base conjugada, o una base débil y su ácido conjugado.

En este caso, el ácido débil es \(CH_3COOH\) y la base conjugada es \(CH_3COO^-\), procedente del acetato sódico.

Si se añade un poco de ácido, el ion acetato puede consumir \(H_3O^+\). Si se añade un poco de base, el ácido acético puede consumir \(OH^-\).

Resultado. La mezcla actúa como tampón porque contiene un ácido débil y su base conjugada.

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Ácido-base suele decidir mucha nota. El alumno debe distinguir ácido fuerte, ácido débil, base fuerte, base débil, hidrólisis y valoración. Si se mezclan esos casos, los errores se acumulan. En Marlu Educativa este bloque se puede preparar con seguimiento personalizado desde la prematrícula de clases particulares.

Parte 3. Teoría esencial de solubilidad

La solubilidad conecta equilibrio químico con precipitación. La clave es distinguir solubilidad molar, producto de solubilidad, efecto ion común y cociente iónico.

Ideas clave de solubilidad

  • \(K_{ps}\) es la constante de equilibrio de disolución de una sal poco soluble.
  • La solubilidad molar \(s\) indica los moles que se disuelven por litro.
  • El efecto ion común disminuye la solubilidad.
  • Hay precipitación si el producto iónico supera \(K_{ps}\).
  • No todas las sales tienen la misma relación entre \(K_{ps}\) y \(s\). Hay que mirar la estequiometría.

Ejercicio 18. Kps y solubilidad molar de AgCl

Calcula la solubilidad molar de \(AgCl\), sabiendo que \(K_{ps}=1,8\cdot10^{-10}\).

Resolución

\[ AgCl(s)\rightleftharpoons Ag^+ + Cl^- \]

Si la solubilidad molar es \(s\):

\[ [Ag^+]=s, \quad [Cl^-]=s \]
\[ K_{ps}=s^2 \]
\[ s=\sqrt{1,8\cdot10^{-10}}=1,34\cdot10^{-5} \]

Resultado. \(s=1,34\cdot10^{-5}\) mol/L.

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Ejercicio 19. Kps y solubilidad molar de CaF2

Calcula la solubilidad molar de \(CaF_2\), sabiendo que \(K_{ps}=3,2\cdot10^{-11}\).

Resolución

\[ CaF_2(s)\rightleftharpoons Ca^{2+}+2F^- \]

Si la solubilidad es \(s\):

\[ [Ca^{2+}]=s \]
\[ [F^-]=2s \]
\[ K_{ps}=[Ca^{2+}][F^-]^2 \]
\[ K_{ps}=s(2s)^2=4s^3 \]
\[ s=\sqrt[3]{\frac{3,2\cdot10^{-11}}{4}} \]
\[ s=2,0\cdot10^{-4} \]

Resultado. La solubilidad molar es \(2,0\cdot10^{-4}\) mol/L.

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Ejercicio 20. Efecto ion común

Explica qué ocurre con la solubilidad de \(AgCl\) si se añade \(NaCl\).

Resolución

\[ AgCl(s)\rightleftharpoons Ag^+ + Cl^- \]

Al añadir \(NaCl\), aumenta la concentración de \(Cl^-\), que es un ion común.

Según Le Chatelier, el equilibrio se desplaza hacia la izquierda para consumir parte del ion añadido. Por tanto, precipita más sólido y disminuye la solubilidad.

Resultado. La solubilidad de \(AgCl\) disminuye al añadir \(NaCl\).

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Ejercicio 21. Predicción de precipitación

Se mezclan disoluciones de manera que \([Ag^+]=1,0\cdot10^{-5}\) mol/L y \([Cl^-]=1,0\cdot10^{-4}\) mol/L. Sabiendo que \(K_{ps}(AgCl)=1,8\cdot10^{-10}\), indica si precipita.

Resolución

Calculamos el producto iónico.

\[ Q_{ps}=[Ag^+][Cl^-] \]
\[ Q_{ps}=1,0\cdot10^{-5}\cdot1,0\cdot10^{-4}=1,0\cdot10^{-9} \]

Comparamos con \(K_{ps}\).

\[ Q_{ps}>K_{ps} \]

Resultado. Sí precipita \(AgCl\), porque el producto iónico supera el producto de solubilidad.

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Ejercicio 22. Precipitación selectiva

Una disolución contiene \(Cl^-\) y \(I^-\). Se añade lentamente \(Ag^+\). Razona qué sal precipitará primero si \(K_{ps}(AgCl)=1,8\cdot10^{-10}\) y \(K_{ps}(AgI)=8,3\cdot10^{-17}\), suponiendo concentraciones comparables de los aniones.

Resolución

Precipita primero la sal que necesita menor concentración de \(Ag^+\) para alcanzar su \(K_{ps}\).

Como \(AgI\) tiene un \(K_{ps}\) mucho menor que \(AgCl\), es mucho menos soluble.

Por tanto, se alcanza antes la condición de precipitación para \(AgI\).

Resultado. Precipita primero \(AgI\).

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Solubilidad es un bloque corto pero muy rentable. En PAU suele bastar con entender bien \(K_{ps}\), solubilidad molar, ion común y precipitación. Es un bloque perfecto para subir puntos si se practica con método.

Parte 4. Teoría esencial de redox y electroquímica

Redox combina ajuste, transferencia de electrones y electroquímica. En PAU suele aparecer como ajuste ion-electrón, pila galvánica o electrólisis con leyes de Faraday.

Ideas clave de redox

  • Oxidación es pérdida de electrones.
  • Reducción es ganancia de electrones.
  • El oxidante se reduce.
  • El reductor se oxida.
  • En una pila, la reacción espontánea produce corriente eléctrica.
  • En electrólisis, una corriente eléctrica fuerza una reacción no espontánea.
  • En una pila galvánica, el ánodo es donde ocurre la oxidación y el cátodo donde ocurre la reducción.

Ejercicio 23. Números de oxidación

Determina el número de oxidación del manganeso en \(KMnO_4\).

Resolución

El potasio tiene número de oxidación \(+1\). El oxígeno suele tener \(-2\). La suma total debe ser cero.

\[ +1+x+4(-2)=0 \]
\[ 1+x-8=0 \]
\[ x=+7 \]

Resultado. El manganeso tiene número de oxidación \(+7\).

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Ejercicio 24. Oxidante y reductor

En la reacción \(Zn+Cu^{2+}\rightarrow Zn^{2+}+Cu\), indica qué especie se oxida, cuál se reduce, cuál es el oxidante y cuál es el reductor.

Resolución

El zinc pasa de \(Zn\) a \(Zn^{2+}\). Pierde electrones.

\[ Zn\rightarrow Zn^{2+}+2e^- \]

Por tanto, el zinc se oxida y actúa como reductor.

El cobre pasa de \(Cu^{2+}\) a \(Cu\). Gana electrones.

\[ Cu^{2+}+2e^-\rightarrow Cu \]

Por tanto, \(Cu^{2+}\) se reduce y actúa como oxidante.

Resultado. Se oxida \(Zn\), se reduce \(Cu^{2+}\), el reductor es \(Zn\) y el oxidante es \(Cu^{2+}\).

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Ejercicio 25. Ajuste redox en medio ácido

Ajusta en medio ácido:

\[ MnO_4^-+Fe^{2+}\rightarrow Mn^{2+}+Fe^{3+} \]

Resolución

Semirreacción de reducción:

\[ MnO_4^-\rightarrow Mn^{2+} \]

Ajustamos oxígeno con agua e hidrógeno con \(H^+\):

\[ MnO_4^-+8H^+\rightarrow Mn^{2+}+4H_2O \]

Ajustamos carga con electrones:

\[ MnO_4^-+8H^+ +5e^-\rightarrow Mn^{2+}+4H_2O \]

Semirreacción de oxidación:

\[ Fe^{2+}\rightarrow Fe^{3+}+e^- \]

Multiplicamos por \(5\) y sumamos.

\[ MnO_4^-+8H^+ +5Fe^{2+}\rightarrow Mn^{2+}+4H_2O+5Fe^{3+} \]

Resultado. \(MnO_4^-+8H^+ +5Fe^{2+}\rightarrow Mn^{2+}+4H_2O+5Fe^{3+}\).

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Ejercicio 26. Ajuste redox en medio básico

Ajusta en medio básico la reducción de \(MnO_4^-\) a \(MnO_2\).

Resolución

Primero ajustamos como si fuera medio ácido:

\[ MnO_4^-+4H^+ +3e^-\rightarrow MnO_2+2H_2O \]

Para pasar a medio básico, añadimos \(4OH^-\) a ambos lados.

\[ MnO_4^-+4H_2O+3e^-\rightarrow MnO_2+2H_2O+4OH^- \]

Simplificamos agua:

\[ MnO_4^-+2H_2O+3e^-\rightarrow MnO_2+4OH^- \]

Resultado. \(MnO_4^-+2H_2O+3e^-\rightarrow MnO_2+4OH^-\).

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Ejercicio 27. Pila Zn-Cu y potencial estándar

Dados \(E^0(Cu^{2+}/Cu)=+0,34\) V y \(E^0(Zn^{2+}/Zn)=-0,76\) V, calcula el potencial estándar de la pila Zn-Cu.

Resolución

La especie con mayor potencial de reducción se reduce. Se reduce \(Cu^{2+}\) y se oxida \(Zn\).

\[ E^0_{pila}=E^0_{catodo}-E^0_{anodo} \]
\[ E^0_{pila}=0,34-(-0,76)=1,10 \]

Resultado. \(E^0_{pila}=1,10\) V. La reacción es espontánea.

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Ejercicio 28. Notación de pila

Escribe la notación de la pila formada por \(Zn/Zn^{2+}\) y \(Cu^{2+}/Cu\).

Resolución

En el ánodo ocurre la oxidación:

\[ Zn\rightarrow Zn^{2+}+2e^- \]

En el cátodo ocurre la reducción:

\[ Cu^{2+}+2e^-\rightarrow Cu \]

La notación coloca el ánodo a la izquierda y el cátodo a la derecha.

\[ Zn(s)|Zn^{2+}(aq)||Cu^{2+}(aq)|Cu(s) \]

Resultado. \(Zn(s)|Zn^{2+}(aq)||Cu^{2+}(aq)|Cu(s)\).

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Ejercicio 29. Espontaneidad con potenciales

Razona si la reacción \(Cu+2Ag^+\rightarrow Cu^{2+}+2Ag\) es espontánea. Datos: \(E^0(Ag^+/Ag)=+0,80\) V y \(E^0(Cu^{2+}/Cu)=+0,34\) V.

Resolución

Se reduce \(Ag^+\) a \(Ag\), porque su potencial de reducción es mayor. El cobre se oxida.

\[ E^0_{pila}=E^0_{catodo}-E^0_{anodo} \]
\[ E^0_{pila}=0,80-0,34=0,46 \]

Como \(E^0_{pila}>0\), la reacción es espontánea en condiciones estándar.

Resultado. La reacción es espontánea y \(E^0=0,46\) V.

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Ejercicio 30. Electrólisis y masa depositada

Calcula la masa de cobre depositada al pasar una corriente de \(2,0\) A durante \(30\) min por una disolución de \(Cu^{2+}\). Datos: \(M(Cu)=63,5\) g/mol, \(F=96500\) C/mol.

Resolución

La reducción es:

\[ Cu^{2+}+2e^-\rightarrow Cu \]

Calculamos la carga:

\[ 30\ min=1800\ s \]
\[ Q=I\cdot t=2,0\cdot1800=3600\ C \]

Moles de electrones:

\[ n(e^-)=\frac{3600}{96500}=0,0373 \]

Como hacen falta \(2\) moles de electrones para depositar \(1\) mol de cobre:

\[ n(Cu)=\frac{0,0373}{2}=0,01865 \]
\[ m=0,01865\cdot63,5=1,18 \]

Resultado. Se depositan aproximadamente \(1,18\) g de cobre.

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Ejercicio 31. Electrólisis con tiempo, intensidad y rendimiento

Se realiza la electrólisis de una disolución de \(Ag^+\) con una corriente de \(1,5\) A durante \(20\) min. Si el rendimiento es del \(90\%\), calcula la masa de plata depositada. Datos: \(M(Ag)=108\) g/mol, \(F=96500\) C/mol.

Resolución

La reducción es:

\[ Ag^+ + e^-\rightarrow Ag \]

Tiempo en segundos:

\[ 20\ min=1200\ s \]

Carga eléctrica:

\[ Q=1,5\cdot1200=1800\ C \]

Moles de electrones:

\[ n(e^-)=\frac{1800}{96500}=0,01865 \]

Como la plata necesita un electrón por ion, los moles teóricos de plata son:

\[ n(Ag)=0,01865 \]

Masa teórica:

\[ m=0,01865\cdot108=2,014 \]

Aplicamos el rendimiento del \(90\%\):

\[ m_{real}=2,014\cdot0,90=1,81 \]

Resultado. Se depositan aproximadamente \(1,81\) g de plata.

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Ejercicio 32. Problema completo tipo PAU

Se prepara una pila con \(Zn/Zn^{2+}\) y \(Cu^{2+}/Cu\). Además, se hace pasar corriente por una disolución de \(Cu^{2+}\). Responde:

  • Identifica ánodo y cátodo en la pila.
  • Calcula \(E^0\) de la pila con \(E^0(Cu^{2+}/Cu)=+0,34\) V y \(E^0(Zn^{2+}/Zn)=-0,76\) V.
  • Escribe la reacción global.
  • Calcula la masa de cobre depositada por electrólisis con \(I=1,5\) A durante \(20\) min.

Resolución

En la pila se reduce la especie con mayor potencial: \(Cu^{2+}\). Por tanto, el cobre es el cátodo. El zinc se oxida y es el ánodo.

\[ E^0=0,34-(-0,76)=1,10\ V \]

Semirreacciones:

\[ Zn\rightarrow Zn^{2+}+2e^- \]
\[ Cu^{2+}+2e^-\rightarrow Cu \]

Reacción global:

\[ Zn+Cu^{2+}\rightarrow Zn^{2+}+Cu \]

Para la electrólisis:

\[ 20\ min=1200\ s \]
\[ Q=1,5\cdot1200=1800\ C \]
\[ n(e^-)=\frac{1800}{96500}=0,01865 \]
\[ n(Cu)=\frac{0,01865}{2}=0,00933 \]
\[ m=0,00933\cdot63,5=0,592 \]

Resultado. Ánodo: zinc. Cátodo: cobre. \(E^0=1,10\) V. Reacción global: \(Zn+Cu^{2+}\rightarrow Zn^{2+}+Cu\). En la electrólisis se depositan \(0,592\) g de cobre.

Ejercicio de integración PAU. Este tipo de ejercicio combina pilas, potenciales, reacción global y electrólisis. Es muy útil para comprobar si el alumno domina la electroquímica de forma completa. Si necesita ayuda para prepararlo, puede solicitar información en la prematrícula de clases particulares.

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Práctica final sin resolver

Estos ejercicios sirven para comprobar si el alumno domina equilibrio, ácido-base, solubilidad y redox antes de enfrentarse a problemas completos de Química PAU.

Ejercicios para practicar

  1. Calcula \(K_c\) para \(N_2O_4\rightleftharpoons2NO_2\) si \([NO_2]=0,30\) y \([N_2O_4]=0,15\).
  2. Relaciona \(K_p\) y \(K_c\) para \(2SO_2+O_2\rightleftharpoons2SO_3\).
  3. Calcula \(Q_c\) para \(H_2+I_2\rightleftharpoons2HI\) si \([HI]=0,80\), \([H_2]=0,20\), \([I_2]=0,10\).
  4. Razona el efecto de aumentar la presión en \(N_2+3H_2\rightleftharpoons2NH_3\).
  5. Calcula el pH de \(HNO_3\) \(0,001\) mol/L.
  6. Calcula el pH de \(KOH\) \(0,010\) mol/L.
  7. Calcula el pH aproximado de un ácido débil \(0,10\) mol/L con \(K_a=1,0\cdot10^{-5}\).
  8. Calcula el volumen de \(NaOH\) \(0,10\) mol/L para neutralizar \(25\) mL de \(HCl\) \(0,20\) mol/L.
  9. Razona si \(NH_4Cl\) da disolución ácida, básica o neutra.
  10. Calcula la solubilidad de \(AgCl\) si \(K_{ps}=1,8\cdot10^{-10}\).
  11. Indica si precipita \(AgCl\) cuando \([Ag^+]=10^{-4}\) y \([Cl^-]=10^{-5}\).
  12. Explica el efecto ion común sobre \(AgCl\) al añadir \(NaCl\).
  13. Calcula el número de oxidación del cromo en \(Cr_2O_7^{2-}\).
  14. Ajusta \(MnO_4^-+Fe^{2+}\rightarrow Mn^{2+}+Fe^{3+}\) en medio ácido.
  15. Identifica oxidante y reductor en \(Zn+Cu^{2+}\rightarrow Zn^{2+}+Cu\).
  16. Calcula \(E^0\) para una pila \(Zn/Cu\).
  17. Escribe la notación de la pila \(Zn/Cu\).
  18. Calcula la masa de plata depositada por \(1,0\) A durante \(965\) s. Dato: \(Ag=108\).
  19. Explica la diferencia entre pila galvánica y electrólisis.
  20. Explica por qué en electrólisis hay que pasar el tiempo a segundos.
Ver soluciones finales
  1. \(K_c=0,60\)
  2. \(K_p=K_c(RT)^{-1}\)
  3. \(Q_c=32\)
  4. Se desplaza hacia la derecha
  5. \(pH=3\)
  6. \(pH=12\)
  7. \(pH\approx3\)
  8. \(50\) mL
  9. Ácida
  10. \(1,34\cdot10^{-5}\) mol/L
  11. Sí, porque \(Q_{ps}>K_{ps}\)
  12. Disminuye la solubilidad
  13. \(+6\)
  14. \(MnO_4^-+8H^+ +5Fe^{2+}\rightarrow Mn^{2+}+4H_2O+5Fe^{3+}\)
  15. Oxidante \(Cu^{2+}\), reductor \(Zn\)
  16. \(1,10\) V
  17. \(Zn|Zn^{2+}||Cu^{2+}|Cu\)
  18. \(1,08\) g
  19. La pila produce corriente espontáneamente; la electrólisis consume corriente para forzar una reacción
  20. Porque \(Q=I\cdot t\) usa el tiempo en segundos

Errores frecuentes del bloque 3

  • Meter sólidos o líquidos puros en la expresión de \(K_c\).
  • Confundir \(K_c\) con \(Q_c\).
  • No elevar concentraciones o presiones a los coeficientes estequiométricos.
  • Calcular mal \(\Delta n\) en la relación \(K_p=K_c(RT)^{\Delta n}\).
  • No cambiar mL a L en problemas de ácido-base.
  • Usar fórmula de ácido fuerte para ácido débil.
  • Olvidar que \(pH+pOH=14\) a \(25\) °C.
  • Confundir neutralización con valoración.
  • Confundir solubilidad con \(K_{ps}\).
  • No comparar \(Q_{ps}\) con \(K_{ps}\).
  • Ajustar redox sin compensar carga con electrones.
  • Confundir oxidante y reductor.
  • Confundir ánodo y cátodo.
  • Olvidar pasar minutos a segundos en electrólisis.
  • No aplicar el rendimiento cuando el enunciado lo proporciona.

Preparar el bloque más exigente de Química PAU

Equilibrio, pH, solubilidad y redox son bloques donde un alumno puede subir mucho si aprende un método. En Marlu Educativa se trabajan con ejercicios guiados, pizarra digital y corrección de errores. Puedes solicitar información desde la prematrícula de clases particulares, consultar las clases online o ver las clases online por la mañana.

Este bloque completa la preparación junto con el bloque 1 de estequiometría, disoluciones, cinética y termodinámica y el bloque 2 de estructura atómica, enlace químico y orgánica.

También puede ayudarte

Bloque 3 elaborado para Marlu Educativa como recurso de apoyo para alumnos que preparan Química PAU 2026 con problemas resueltos de equilibrio, ácido-base, solubilidad, redox, pilas y electrólisis.

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