Galicia. Examen PAU resuelto de Química. Junio 2026
El examen consta de 4 preguntas de respuesta obligatoria, puntuadas cada una con 2,5 puntos: la primera sin apartados optativos y las tres siguientes con posibilidad de elección entre apartados. Cuando una pregunta incluya la posibilidad de elegir entre varios apartados, solamente se corregirá la primera opción que se responda y no aparezca totalmente tachada. Al final del examen se dispone de una tabla con datos.
PREGUNTA 1. DESTREZAS BÁSICAS DE LA QUÍMICA/REACCIONES QUÍMICAS (2,5 puntos)
Una de las posibles soluciones para luchar contra el calentamiento global, causado en gran medida por la emisión de CO2 procedente de la quema de combustibles fósiles, es sustituir dichos combustibles por hidrógeno, dado que su combustión solo produce agua. Sin embargo, el hidrógeno apenas existe libre en la naturaleza y debe obtenerse mediante la electrólisis del agua, empleando idealmente energía de fuentes renovables con el fin de evitar la emisión de CO2.
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1.1. Sabiendo que para el proceso de electrólisis del agua el valor de la entalpía es .png)
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j/mol·K, analice razonadamente si a temperatura ambiente (250 C) el proceso será espontáneo y, en caso de no serlo, determine la temperatura mínima a partir de la cual la reacción se vuelve espontánea, indicando claramente el razonamiento seguido. (0,5 puntos)
J/mol y el de la entropía j/mol·K, analice razonadamente si a temperatura ambiente (250 C) el proceso será espontáneo y, en caso de no serlo, determine la temperatura mínima a partir de la cual la reacción se vuelve espontánea, indicando claramente el razonamiento seguido. (0,5 puntos)
1.2. Sabiendo que el potencial estándar E0 de la electrólisis del agua
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, diseñe una pila (celda galvánica) que pudiera proporcionar la energía necesaria para llevar a cabo este proceso, escogiendo para este fin los materiales y reactivos que considere necesarios de entre los que se indican a continuación. Puede bien describir el diseño de la pila o bien hacer un dibujo de la misma indicando claramente los componentes. Escriba las semirreacciones implicadas, el sentido del flujo de los electrones y la justificación termodinámica del funcionamiento de la pila. (2 puntos)
es , diseñe una pila (celda galvánica) que pudiera proporcionar la energía necesaria para llevar a cabo este proceso, escogiendo para este fin los materiales y reactivos que considere necesarios de entre los que se indican a continuación. Puede bien describir el diseño de la pila o bien hacer un dibujo de la misma indicando claramente los componentes. Escriba las semirreacciones implicadas, el sentido del flujo de los electrones y la justificación termodinámica del funcionamiento de la pila. (2 puntos)
Material: Dos vasos de precipitados, dos matraces aforados, una lámpara, un voltímetro, un tubo de vidrio em forma de U, pinzas de cocodrilo, cable conductor, algodón, un embudo cónico y una bureta.
Reactivos: Placas de cobre y de manganeso, disolución de NaCl, disolución de sulfato de cobre (II), disolución de sulfato de manganeso (II), hexano y acetona.
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1.1. La energía de Gibbs, .png)
, es la función de estado que nos dice si un proceso es o no espontáneo. Se calcula a partir de la entalpía, de la entropía y de la temperatura absoluta:
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Como esta energía es positiva, el proceso de electrólisis del agua no es espontáneo, es decir, para que se produzca debemos, o bien aportar energía con una pila como nos dicen en el siguiente apartado, o bien elevar la temperatura. En este último caso, aumentamos el término entrópico, .png)
, lo que hace que a partir de una determinada temperatura la energía de Gibbs será negativa:
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A partir de 1 475,47 0C la electrólisis del agua es espontánea, se produciría sin necesidad de aportar energía.
1.2. Ahora nos dicen el potencial de la electrólisis del agua, lo que confirma lo que calculamos en el apartado anterior, que es un proceso no espontáneo. Al ser negativo el potencial, la energía de Gibbs es positiva, ya que:.png)
. Si diseñamos una pila que tenga un potencial igual o mayor a 1,23 V, aportaría la energía suficiente para descomponer el agua en hidrógeno y oxígeno. La pila, para que aporte energía, debe de tener un potencial positivo. Así entonces en el electrodo de manganeso debe producirse la reacción de oxidación, que se produce en el ánodo, y en el de cobre la de reducción, que se produce en el cátodo:
. Si diseñamos una pila que tenga un potencial igual o mayor a 1,23 V, aportaría la energía suficiente para descomponer el agua en hidrógeno y oxígeno. La pila, para que aporte energía, debe de tener un potencial positivo. Así entonces en el electrodo de manganeso debe producirse la reacción de oxidación, que se produce en el ánodo, y en el de cobre la de reducción, que se produce en el cátodo:.png)
La energía de Gibbs para la pila sería:
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Como se puede comprobar la pila tiene, en valor absoluto, un valor de energía de Gibbs mayor que la hidrólisis del agua, por lo que aportaría energía suficiente para que ese proceso que no era espontáneo ocurra.
Para construir la pila, en un vaso de precipitados introducimos la disolución de sulfato de manganeso (II) y la placa de manganeso. En el otro vaso la disolución de sulfato de cobre (II) y la lámina de cobre. De esta manera tenemos los dos electrodos. Después unimos las dos láminas con las pinzas de cocodrilo y el cable conductor. En medio conectamos el voltímetro para comprobar el voltaje de la pila. Por último, en el tubo de vidrio en forma de U introducimos la disolución de cloruro de sodio y tapamos los extremos con dos trozos de algodón. Lo invertimos y metemos cada uno de los extremos en uno de los vasos de precipitados. Los electrones circularán desde el ánodo (electrodo de manganeso) al cátodo (electrodo de cobre). El esquema sería el siguiente:
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