Chimica 03 Elementi Galvanici o Pile

8/4/2019 Chimica 03 Elementi Galvanici o Pile

1/21

1

Fr. Natalino Prof. Dott. Cesare De Rossi

CHIMICA 3ELEMENTI GALVANICI O PILE

***ESERCITAZIONI SULLE PILE

TEORIAPILE REVERSIBILI E POTENZIALI

NORMALI1)- Cosa succede immergendo un metallo in acqua?

Un metallo formato da cationi ed elettroni delocalizzati; pochissimi cationi superficiali tendono a

passare in soluzione cosicch il metallo acquista una certa carica negativa. Si crea cos una differen-

za di potenziale tra il metallo e lacqua, anche se la quantit di metallo che passa in soluzione tras-

curabile.

2- Cosa avviene immergendo un metallo nella soluzione acquosa di un suo sale?

Immergendo un metallo nella soluzione di un suo sale, si stabilisce una differenza di potenziale.

a)- Se tuttavia due metalli diversi (Zn e Cu ad esempio) ciascuno immerso nella soluzione

di un suo sale(ZnSO4 e CuSO4) vengono collegati fra di loro mediante una resistenza e le due

soluzioni anchesse collegate con un setto poroso o un ponte salino (a KCl) si nota che attraverso

il circuito esterno fluisce una corrente elettrica e fra i due elettrodi metallici pu essere misurata

una certa differenza di potenziale.

b)- Questa differenza dipende dalla differente tendenza ad ossidarsi dei due metallie

dalla concentrazione delle soluzioni dei due sali.

3)- Cosa il potenziale assoluto di un metallo?

E la differenza di potenziale che si manifesta quando il metallo immerso nella soluzione di un

suo sale. Questa differenza non misurabile.

4- Cosa un elemento galvanico o Pila?

Un elemento galvanico, o Pila, un dispositivo in cui si produce corrente elettrica continua

mediante reazioni di ossidoriduzione. Nella Pila, a differenza che nel voltametro, il polo negativo

denominato anodo e il polo positivo catodo.

5-Cos una Pila reversibile.

Si dice reversibile una pila che collegata in opposizione ad una sorgente di forza-elettro-motrice

(f.e.m) di un infinitesimo superiore alla f.e.m fornita dalla pila stessa, ripercorrendo gli strati gi

attraversati nel processo di scarica.


2/21

2

6-Cosa avviene durante la scarica di una Pila?Durante la scarica della pila si verificano processi elettro-chimici esattamente contrari a quelli che

si hanno durante lelettrolisi e cio al catodo una ossidazione ed allanodo una riduzione.

7- Come funziona laPila Daniel?Per la Pila Daniel

Zn | ZnSO4 || CuSO4 | Cu

nella quale lo Zn ha una tendenza pi spiccata del Cu ad ossidarsi, si verificano i seguenti processi:

Cu2+ +2e ---- Cu

Zn ------------- Zn2+ +2e

Lo Zn metallico passa in soluzione e lelettrodo di Zn si carica negativamenteper leccesso di

elettroni ceduti dagli ioni positivi formatisi; questi elettroni fluiscono attraverso il circuito esterno

e giungono al polo positivo, costituito dallelettrodo di Cu dove avviene la scarica degli ioni

rameici che dalla soluzione si depositano allo stato di rame metallico sullelettrodo.

8- Cos laForza elettromotrice di una Pila?La f.e.m. di una Pila data, in generale, dallequazione:

E = (RT/nF).(ln P2xP1/2x1)Nella quale P1 e P2 = tensioni di soluzione dei due metalli.

1 e 2 = pressioni osmotiche dei due cationi (Zn+2 e Cu+2)

Rimaneggiando matematicamente tale equazione si ottiene:

E=(RT/nF)lnP2-(RT/nF)lnP1+(RT/nF)ln(1/2)Poich le tensioni di soluzione dei metalli sono costanti, potremo scrivere:

E=E1-E2+(RT/nF)ln(1/2)

Essendo il rapporto 1/2 un numero puro, alle pressioni osmotiche potranno essere sostituite le

concentrazioni comunque espresse purch in modo omogeneo e pi in generale, per una semipila, sipotr scrivere:

E=E+(RT/nF)ln[Men+

]

Il rapporto RT/nF nel quale R=8,309(costante universale dei gas espressa in volt-coulomb-gradi-1;

T=273+25K (temperatura assoluta a 25: F=96500 coulomb (Faradey); ln=2,303 log per

cui:

E=E(RT/nF)ln[Men+

] = E+([8,309x(273+25)]/96500)x2,303log[Mnn+

] =

= E+(0.05909/n)log[Mnn+1

]

Nella Pila Daniel | Zn | ZnSO4 || CuSO4 | Cu la f.e.m uguale a 1,11 volt. Infatti dato che

[[Zn+2

]=Cu+2

] avremo:

E(Zn+2/Zn+2)=ECu+2/Cu)+(0,05909/2)log[(Cu+2

)/(Cu)]=E(Zn+2/Zn)+((0,05909)/2)log [Zn+2

]/[Zn] =

E(Cu+2/Zn2+) =E(Cu+2/Cu)+(0,05909/2)log 1-E(Zn+2/Zn)log1= E(Cu+2/Cu)-E(Zn+2/Zn)+(0.05909/2log1E(Cu2+/Cu) E(Zn+2/Zn) = +0,35 (-0,76) = 0,35 + 0,76 = 1,11 volt.

9- Cosa sono lePile elettrochimiche

91) Definizione : Pila elettrochimica un sistema chimico ottenuto collegando due elettrodi

mediante un setto poroso o un ponte salinoper mezzo del quale lenergia chimica liberata da una

reazione spontanea viene trasformata in energia elettrica.

92- Elettrodi : Gli elettrodipiusati sono di due specie: Elettrodi di riferimento ed Elettrodi di

misura

a)- Elettrodi di riferimento: hanno la grande caratteristica di facile reperibilit e di potenziale

elettrico noto e costante.

Sono elettrodi di riferimento : lelettrodo standard di idrogeno (S. H. E), lelettrodo acalomelano (Hg2Cl2) e lelettrodo a cloruro di argento AgCl


3/21

3

b)- Elettrodi di misura: hanno la caratteristica che il loro potenziale, a temperatura costante,

dipende dalla concentrazione di uno solo dei sistemi redoxpresenti nella soluzione.

Appartengono agli elettrodi di misurapi comuni: lelettrodo a chinidrone, lelettrodo a vetro e

anche lelettrodo a cloruro di argento AgCl.

93- Descrizione dei vari tipi di elettrodi :

931- Elettrodo standard di idrogeno:E un elettrodo a gas formato da una lamina di platino a

forma quadrata (con 1 cm di lato) la cui superficie ricoperta da platino spugnoso (nero di platino)

che ha una elevata superficie di sviluppo. La lamina immersa per i 2/3 in una soluzione acquosa

di ioni H+ (H3O+)

la cui concentrazione (Zn+2

/Zn) 1M.

Sulla superficie della lamina gorgoglia idrogeno gassoso alla pressione di una atmosfera.

931a - Schematizzazione: lelettrodo viene cos schematizzato:

Pt / He (1 atmosfera) / H+ (1M)

Funzionamento: Sulla superficie non immersa della Lamina vengono adsorbite molecole di

idrogeno gassoso che diffondono nellintorno della superficie, immersa, con la qual cosa

nellinterfase lamina-soluzione si stabilisce lequilibrio elettro elettronico:2H+ + 2e ---- H2 gas

931b-Calcolo del potenziale di riduzione dellelettrodo a 25C:

Applicando la formula di Nernst si ha:

E=Pt(H2 satur.)/2H+1M)=E(2H+/H2)(RT/nF)ln([H+]2/[PH2J)=E(2H+/H2)+(0,05909/2xlog[H+]

2/1=

E(2H+/H2)+(0,05909/2xlog(1/2)= E(2H+/H2)=0,00

Cio il potenziale E dellelettrodo a idrogeno quello standard E il cui valore per conven-

zione uguale a 0 a tutte le temperature cio: E(2H+/H2)=0,00.

In questo caso particolare, cio quando la pressione dellidrogeno gassoso uguale ad 1 atmosfera

e quando la concentrazione degli ioni H+= 1 atmosfera lelettrodo funziona come elettrodo di

riferimento.

Se la lamina introdotta in una soluzione nella quale la [H+] non uguale a 1M ma con la

pressione dellidrogeno gassoso sempre uguale a 1 atm., il potenziale dellelettrodo si calcola con la

formula:

E=E(2H+/H2)+(0,05909/2)log[H+]

2= E(2H+/H2)+(0,05909/2)2log[H

+]= 0,05909log[H

+]

Ma dato che , per definizione, -log[H+]=pH avremo E=-0,05909xpH.

In questo caso, poich il potenziale dellelettrodo didrogeno dipende dalla concentrazione degli

ioni H+contenuti nella semicella esso pu essere impiegato come elettrodo di misura.

932- Elettrodo di riferimento a calomelano.

E un semielemento di riferimento assai usato e preferito a quello ad idrogeno perch pi

maneggevole, pi semplice e con valore di potenziale meno soggetto a variazioni,Lelettrodo a calomelano basato sullquilibrio soluzione/elettrodo:

Hg2+2

+ 2e ---- 2HgN.B.- Ricordo che il mercurio mercuroso Hg

+, non pu mai lavorare isolato ma sempre

doppio cio 2Hg+

oppure Hg2+2

9.33- Elettrodo di vetro.

Per la descrizione dellelettrodo di vetro rimando ad un testo qualificato.

Per specifico che questo elettrodo serve specialmente per la misura del pH (= logaritmo negativo

della concentrazione idrogenionica). Tale metodo basato sulla propriet di certe membrane di

vetro (Si tratta di vetri speciali le cui composizioni oscillano attorno al 72% di SiO2, al 20% si

Na2O, ed all8% di CaO.

10- Cos il polo relativo di un metallo?


4/21

4

E la differenza di potenziale misurabile in una Pila, in cui il metallo immerso nella soluzione di un

suo sale costituisce un semielemento; laltro semielemento la coppia redox standard:

2H+ + 2e


5/21

5

a)- Polo negativo (-) Zn ----- Zn2+ + 2e (ossidazione) E(Zn2+/Zn) = -0,76b)- Polo positivo (+) Cu2+ + 2e ----- Cu (riduzione) E(Cu2+/Cu) = +0,34Calcolare teoricamente a 25C, il potenziale di riduzione dellelettrodo di zinco e di rame.

Soluzione

a)-Calcolo il Potenziale di Riduzione a 25C, dellelettrodo di zinco applicando la reazione di

Nernst:E(Zn2+/Zn)=E(Zn2+/Zn)+(RT/nF)ln[Ox]

a/[Red]b sapendo che:

R=8,309xK-1xmoli=8,309VxCvK-1xmoli-1=8,309

T=(273+25)=298K

F=96500C/eq=96500

N=eq./mole=2

[Zn.]=1 (per convenzione)=1

[Zn2+]=concentrazione della forma ossidata

Applicando alla formula di Nernst i dati, cui sopra, ho:

E(Zn2+/Zn)=E(Zn2+/Zn)+(RT/nF)ln[Ox]a/[Red]b=

= -0,76+(8,309x298/2x96500)x2x3log[Zn2+]/[Zn]=

= -0,76+(0,059/2)xlog[Zn2+]/1== -0.76+(0,059/2) xlog[Zn2+]

b)- Determino il potenziale di riduzione a 25C dellelettrodo di rame applicando la reazione

di Nernst:

E(Cu2+/Cu)=E(Cu2+/Cu)+(RT/nF)xln[Ox]a/[Red]b

= +0,34+(8,309x298/2x96500)x2x3log[Cu2+]/[Cu]=

= +0,34+(0,059/2)xlog[Cu2+]/1=

= +0.34+(0,059/2) xlog[Cu2+]

c- Pertanto, allequilibrio, essendo E(Zn2+/Zn)= E(Cu2+/Cu) si possono eguagliare:

-0.76+(0,059/2) xlog[Zn2+] = +0.34+(0,059/2) xlog[Cu2+] cio anche:

log (aZn2+xCu)/ ZnxCu2+) = (0,34+0,76)/0,059 18,64logK= 10 19

c)- Risposte teoriche:

Le risposte teoriche per calcolare a 25C il potenziale di riduzione dellelettrodo di zinco e

rame sono:

a)- E(Zn2+/Zn)= -0.76+(0,059/2) xlog[Zn2+

]

b)- E(Cu2+/Cu)= +0.34+(0,059/2) xlog[Cu2+

]

logK=18,64 da cui ho K= 1019

Pila n 2

Nel Pila Daniel, a circuito chiuso, avvengono le due reazioni elettroniche.a)- Polo negativo In ---- Zn2+ + 2e (Ossidaz.) E(Zn/Zn2+)= -0,76b)- Polo positiva Cu

2++2e ---- Cu (Riduz.) E(Cu2+/Cu) = +0,34

Calcolare teoricamente a 25C, il potenziale di ossidazione dellelettrodo di zinco e di rame.

Soluzione

a)- Calcolo il potenziale di riduzione, a 25C, dellelettrodo di zinco, applicando lequazione di

Nernst:

E(Zn

/Zn2+) = Zn(Zn/Zn2+) (RxT/nxF)xln ([Ox]a/[Rid]b

= -0,76 (0,059/2)xlog[Zn2+]/[Zn]

= -0,76 (0,059/2)xlog[Zn2+]

b)- Calcolo il potenziale di ossidazione, a 25C, dellalettrodo di rame, applicando lequazionedi Nernst:

E(Cu/Cu2+) = E(Cu/Cu2+) (RxT/nF)xlog[Ox]a/[Rid.]b


6/21


7/21

7

Fe3+ + e ---- Fe2+

c)- Calcolo il Potenziale di Riduzione dellelettrodo a 25C, applicando lequazione di Nernst:

E(Fe3+/Fe2+) = E(Fe3+/Fe2+)x+(RT/nF)ln]Ox]a/[Rid]b

= +0,77+(0,059/1)*log[Fe3+]/[Fe2+]

= +0,77+0,059*log[10-]/[10-2]

= +0,77+0,059*log10= +0,77+0,059*1

= +0,829 +0,83 VRisposta

E dimostrato che il Potenziale di Riduzione a 25C dato 0,83 Volt

Pila n 5

Il Potenziale di riduzione a 25C di un elettrodo di prima specie, formato da una lamina di

Alluminio immersa parzialmente in una soluzione acquosa contenente ioni Al3+

in concen-

trazione 0,1 M E(Al3+/Al) = -1,68 Volt. Dimostralo:

Soluzionea)- Simboleggiatura dellelettrodo dato:

Al / Al3+

b)- Reazione elettronica di Riduzione:

Al3+ +3e ---- Al

c)- Potenziale di Riduzione dellelettrodo a 25C. Applicando lequazione di Nernst, ho:

E(Al3+/Al) = E(Al3+/Al)+(RT/nF)*ln[Ox]a/[Rid]b

= E(Al3+/Al)+(0,059/n)*log[Al3+]/[Al]

Essendo E(Al3+/Al)= -1,66 V ho = -1,66+(0,059/3)*log[10-1]/1

= -1,66+(0,059/3*jog[10-1]

= -1,66+0,02*(-1)

= -1,66-0,02

= -1,68V (come dovevo dimostrare)

Risposta

Il Potenziale di Riduzione dellelettrodo dato 1,68 Volt, come dovevo dimostrare.

Pila n 6

In base ai dati tabulati (= reperibili in Tabella) dei potenziali standard di Riduzione a 25C

dei due seguenti sistemi:

Fe2+

+2e ---- Fe E(Fe2+/Fe) = -0,44 VAl

3+

3e ----

Al E(Al

3+

/Al) = -1,66 VPrevedere se il sistema Fe2+

/Fe, il cui Potenziale Standard di Riduzione meno negativo (= pi

positivo) di quello del sistema Al3+

/Al, ossider questultimo sottraendogli elettroni.

Schematizzare inoltre la Pila formata dal collegamento dei due sistemi e determinare le due

semireazioni spontanee che si verificano.

Soluzione

a)- Determino se lossidoriduzione possibile e ne verifico landamento:

E(Fe2+/Al3+) = E(Fe2+/Fe) - E(Al3+/Al) = (-0,44)-(-1,66)

= -0.64+1,66 = +1.22b)-Dato che la reazione avviene perch 1,22 V > 0 V, ne determino landamento:

3* | Fe2+

+ 2e ---- Fe

2* | Al ------------ Al3+

+ 3e3Fe2+ + 6e ----- 3Fe

2Al ---- 2Al3+ + 6e


8/21

8

3Fe2+ + 2Al ----3Fe + 2Al3+

c)- Schematizzo la Pila formata dal collegamento dei due sistemi e ne determino landamento:

(-) Al | Al3+ || Fe2+ | Fe (+)

catodo (+) 3 | Fe2+ + 2e ---- Fe (Riducente)

anodo (-) 2 | Al ---- Al3+ + 6e (Ossidante)

3Fe2+

+ 6e ---- 3Fe2Al ---- 2Al3+ 6e

Totale 3Fe2+ + 2Al ----- 2Fe + 2Al3+

Risposte

1- Il sistema Fe2+/Fe avendo un sistema pi negativo del sistema Al3+/Al ossiderquestultimo sottraendogli elettroni.

2- Schematizzo la Pila formata dal collegamento dei due sistemi e ne determinolandamento:

a)- Al | Al3+

|| Fe2+

| Fe

b)- 3Fe2+

+ 2Al ----- 2Fe + 2Al3+

Pila n 7

Calcolare a 35C il Potenziale di Riduzione del sistema formato da una lamina di rame

immersa in una soluzione 1,00*10-2

N di CuSO4.

Soluzione

1-Determino la soluzione elettronica di riduzione:

Cu2+ + 2e ----Cu E(Cu2+/Cu) = +0,34 Volt

2-Applico lequazione di Nernst:

E(Cu2+/Cu) = E(Cu2+/Cu) + 0,059/2*log[Cu2+]

3 Dovendo esprimere [Cu2+

] in moli/litro, avendolo in equivalenti litro, effettuo la

trasformazione:

M = N / V = (1,00*10-2

/2) = 5,00*10-3

4- Calcolo il Potenziale richiesto:

E(Cu2+/Cu) = E(Cu2+/Cu) + 0,059/2*log[Cu2+]

= E(Cu2+/Cu) + 0,059/2*log 5,00*10-3

= +0,34 + q,050/2*log 5,00*10-3

= +0,27202 0,27 Volt.Risposta

Il potenziale richiesto : E(Cu2+/Cu) = 0,27 Volt.

Pila n 8

A ml. 50 di una soluzione 0,1N di ioni ferrosi Fe2+

vengono addizionati ml. 10 di una soluzione

di KMnO4 0.01N che ossida una parte degli ioni ferrosi a ioni ferrici (Fe2+

/Fe3+

).

Calcolare a 25C il Potenziale di Riduzione assunto da una lamina di platino immersa

nella soluzione risultante sapendo che il Potenziale Standardt a 25C del sistema Fe3+

/Fe2+

uguale a 0,77 Volt.

Soluzione

1- Determino il Potenziale della semicoppia: Fe3+/Fe2+:La lamina di platino in contatto con gli ioni Fe3+ e ioni di Fe2+ costituisce un elettrodo

Redox il cui Potenziale a 25C espresso dalla relazione

E(Fe3+/Fe2+) =E(Fe3+/Fe2+) +(RTn/nF)*ln[Fe3+

]/[Fe2+

]= E(Fe3+/Fe2+) +(8,309*(273+25))*2,303log[Fe3+]/[Fe2+]

= E(Fe3+/Fe2+) + (0,059/1)*log[Rfe3+]/[Fe2+]


9/21


10/21

10

Pila n 10

Scrivere le semireazioni elettroniche e calcolare a 25C la f.e.m. standard (E(cella)) della

Pila cos schematizzata:

Zn | Zn2+

(1M) || Fe2+

(!M) | Fe3+

(1M) | Pt+

Soluzione

1- Scrivo le reazioni di semicoppia:Fe3+ + e ---- Fe2+ E(Fe3+/ Fe2+) = +0,77 VZn ---- Zn2+ + 2e E(Zn2+/ Zn ) = -0,76 V

2- Determino la f.e.m. cio Potenziale Standard corrispettivo:E(cella) = E(+) E(-)

|

= +0,77 (-0,76)

|

= +0,77 + 0,76

|

= +1,53 Volt

3- Scrivo la reazione che ne deriva:In base ai rispettivi Potenziali Standard la reazione deve essere scritta nel seguente modo:

2 | Fe3+ + e ---- Fe2+.

1 | Zn ---- Zn2+ + 2e

2Fe3+ 2e ---- 2Fe2+

Zn ---- Zn2+ + 2e

2Fe3+ + Zn---- Fe2+ + Zn2+

Risposte

1- La reazione di cella : 2Fe3+ + Zn---- Fe2+ + Zn2+2- La f.e.n. di cella (Standard) : 1, 53 Volt

Pila n 11

Calcolare a 25C la Costante di Equilibrio della reazione:

MnO4-+ 5Fe

3++8H

+----Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O

Essendo noto che:

E(MnO4-/ Mn2+) = +1,51 V. E(Fe3+ / Fe2+) = +0,77 V.

Soluzione

1- Determino la reazione di ossidoriduzione:1 |MnO4

- + 5e + 8H+ ----Mn2+ + 4H2O

5| Fe+2 -------------------- Fe3+ + e

MnO4-

+ 5e + 8H

+

---

Mn

2+

+ 4H2O5Fe+2 ----------------- 5Fe3+ + 5e

MnO4- + 5Fe2+ 8H+ ----Mn2+ + 5Fe3+ 4H2O

2- Determino la Costante di Equilibrio:logKeq.=n(E1-E2)/0,059 dato che: E(MnO4-/ Mn2+) = +1,51 V. e

=5(1,51-0,77)/0,059 dato che: E(Fe3+ / Fe2+) = +0,77 V.

= 3,70/0,059 = 62,62

3- Determino il valore di Keq. :aloglogKeq. = alog 62,62

= 4,13*10 62

Risposta

La Costante di Equilibrio richiesta : Keq. 4,13*1062


11/21

11

Pila n12

Calcolare a 25C, la Costante di Equilibriodella seguente reazione:

2Cu2+

+ 4I-


12/21

12

posso scrivere:

nEF=nExF + (-nE2F) e sostituendo i dati ho:

-8*1,4*F = -2E*F + (-6*1,08*F) dividendo tutto per F ho:

-8*1,4 = -2Ex 6*1,08

-11,2 = -2Ex-6,48 da cui:

2Ex = (11,2-6,48)/2Ex = 4,72/2 = 3,36 Volt

Risposta

Il Potenziale Standard cercato : E(IO4-/IO3-) = 2,36 Volt

Pila n 14

Calcolare, con laiuto della Tabella dei Potenziali Normali, il Potenziale di un

semielemento costituito da zinco Zn immerso in una soluzione di ZnSO4 0.2 M.

Soluzione

1- Lo ZnSO4 in soluzione, essendo un sale, completamente dissociato.Si consideri [Zn2+] 0,1 g. ioni /litro.

2- Dalla Tabella dei Potenziali Normali ho:Zn2+ + 2e----- Zn E(Zn2+/Zn) = -0,763 V.

3- Applicando la formula di Nernst ho:E(Zn2+/Zn) = E(Zn2+/Zn) +(R*T/nF)*ln[Zn2+]/[Zn]

= -0,763+(8,309*298/2*96500*2,203*log0,1/1

= -0.763+ 0.05909/2*log0,1

= -0,763+0,02955*log0,1

= -0,79255 -0,793 Volt.N.B.- Per lo zinco metallico [Zn] consideriamo lattivit unitaria (e costante)

Risposta

Il Potenziale richiesto : E(Zn2+/Zn) = -0,793 V.

Pila n 15

Calcolare il Potenziale di un elettrodo a idrogeno con H2(gas), a 1 atmosfera e con

[H+] =0.01 g.ioni/litro.

Soluzione

1- La soluzione elettronica :H+ + e------1/2 H2 o meglio

2H+ +2e---- H2 E(2H+/H2)=0,00

2-

Applicando la formula di Nernst ho:E(2H+/H2)= E(2H+/H2)+(RT/nF)*ln[H

+]2/PH2

N.B.- Ponendo uguale a 1 la pressione dellidrogeno gassoso,PH2 = 1 e quinsi:

E(2H+/H2)= E(2H+/H2) +(RT/nF)*ln[H+]2/PH2

= 0,00+(8,309*298/2*95600)*2,303log(1,00*10-2)2/1

= 0,00+(0,05909/2)*log(1,00*10-2)2

= 0,00+0,02955*log(1,00*10-4)

= 0,00+0,02955*(-4)

= -0,1182 -0,118 Volt.Risposta

Il Potenziale dellelettrodo dato : E(2H+/H2)= -0,118 Volt.

Pila n 16


13/21

13

Calcolare il Potenziale di un elettrodo ad ossigeno alla pressione parziale dellossigeno di

0,2 atmosfere e con pH=6.

Soluzione

1- Dalla Tabella dei Potenziali Normali abbiamo:O2 + 4e + 4H

+ ----- 2H2O E(O2/2H20)=1,229 V

2- Applicando la formula di Nerst ho:E(O2/2H20)= E(O2/2H20)+(RT/nF)*ln[H+]2*PO2/[H2O]= 1,229+(8,309*298/4*96500)*2,303og(I1,00*10-6)4*0,2

= 1,229+(0,05909/4)*log(1,pp*10-24*0,2

= 1,229+0,01477*[-24)-0,69897

= 1,229-0,36

= 0,869 0,87 VoltRisposta

Il Potenziale dellelettrodo ad ossigeno nelle condizioni date : E(O2/2H20) = 0,86 V.

Pila n 17Calcolare il Potenziale di un Elettrodo dargento immerso in una soluzione 0,01M di HBr

e in presanza di HBr precipitato, sapendo che per AgBr il Prodotto di solubilit Ks(AgBr)=

=3,5*10-13

.

Soluzione

1. Dalla Tabella dei Potenziali Normali, ho:Ag+ + e-------Ag E(Ag+/Ag) = 0,799 Volt.

2. Applicando la formula di Nernst, ho:E(Ag+/Ag) = E(Ag+/Ag) +(RT/nF)*ln[Ag+]/[Ag]

3. Calcolo la concentrazione di [Ag+] servendomi de Ks(AgBr) e della molarit di HBr presente insoluzione:

essendo Ks(AgBr)=[Ag+][Br-] avr:

[Ag+]=Ks(AgBr)/[Br-] essendo HBr=0,01 M sar [Br-]=1,00*10-1M

=(3,5*10-13/1,00*10-2)= 3,5*10-13+2=3,5*10-11

4. Ed ora richiamando la formula di Nernst, calcolo il Potenziale E (AgBr) dellelettrodo dargentonelle condizioni date:

E(Ag+/Ag)= E(Ag+/Ag)+(RT/nF)*ln[Ag+]/[Sg] essendo [Ag]=1 ho

= +0,799+(8,309*298/1*96500)*2,303*log(3,5*10-11)

= +0,799+0,05909*(-10,45593)

= +0,799-0,61784

= +0,18116 +0,181 Volt

RispostaIl Potenziale dellelettrodo dargento nelle condizioni date E(Ag+/Ag)= +0,181 Volt.

Pila n 18

Calcolare il Potenziale di un elettrodo costituito da argento immerso in una soluzione 0,1

M rispetto a AgNO3 e 1,0 M rispetto a NH3. Per il complesso Ag(NH3)2+

si ha Ki=+6,8*10-8

.

Soluzione

1- Dalla Tabella dei Potenziali Normali ho:Ag+ + e------ Ag E(Ag+/Ag)= +0,799V

2- Applicando le formule di Nernst ho:E(Ag+/Ag)= E(Ag+/Ag)+(RT/nF)*ln[Ag

+

]/[Ag] essendo [Ag]=1 ho= E(Ag+/Ag)+(RT/nF)*ln[Ag

+]


14/21

14

3 Per calcolare la concentrazione di [Ag+] considero la reazione di formazione del complessoe la relativa equazione di equilibrio:

Ag+ + NH3-----Ag(NH3)2+ dalla quale ne calcolo il Ki:

Ki(Ag(NH3)2+)=([Ag+][NH3]/[Ag(NH3)3

+]= 6,8*10-8

Con notevole approssimazione si pu considerare che tutto lAg+ sia impegnato nella

formazione di 0,1 g/moli per litro di soluzione di NH3. Si pu quindi calcolare con una certaprecisione la effettiva concentrazione di Ag+ nel seguente modo:

[Ag+]=Ki[Ag(NH3)2+]/[NH3]2= (6,8*10-8*0,1/0,22= 1,70*10-7

3- Richiamo la formula di Nernst ed ho:E(Ag+/Ag)= E(Ag+/Ag)+(RT/nF)*ln[Ag

+]

= 0,799+(8,309*298/1*96500)*2,303*log(1,70*10-7

= 0,799+(0,05909*(-6,76996)

= 0,39899 0,399 VoltRisposta

_Il Potenziale dellelettrodo nelle condizioni date : E(Ag+/Ag)= +0,399 Volt

Pila n 19

Calcolare la forza elettromotrice di una Pila (f.e.m.) , costituita da un elettrodo di zinco

(Zn) immerso in una soluzione 0,1 M di ZnSO4 e da un elettrodo immerso in una soluzione

0,01 M di KMnSO4, contenente 0,01 moli per litro di MnSO4 con pH=1.

Soluzione

1- Dalla Tabella dei Potenziali Normali ho:Zn+2 + 2e------ Zn E(Zn2+/Zn)= -0,763 V.

MnSO4- + 5e + 8H+----Mn2+ + 4H2O E(MnO4-/Mn2+)= 1,51 V.

2- Determino il Potenziale dellelettrodo di ossidazione: (MnO4-/Mn2+)E(MnO4-/Mn2+)= E(MnO4-/Mn2+)+(RT/nF)*ln[MnO4

-][H+]8/[Mn2+]

= +1,51+(8,309*298/5*96500)*2,303*log(1,00*10-2)*(1,00*10-1)8/(1,00*10-2)

= +1,51+(0,05909/5)*log(1,00*10-1)8

= +1,51+0,0118*(-8)

= +1,51*(-0,00454

= +1,41546 +1,415 V.3- Determino il Potenziale dellelettrodo di Riduzione: (Zn2+/Zn):E(Zn2+/Zn) = E(Zn2+/Zn)+(RT/nF)*ln[Zn

+2]/[Zn]

= -0,763+(8,329*298/2*96500)*2,303*log[Zn+2]/[Zn]

= -0,763+(0,5909/2)*log(1,00*10-1)/1

= -0,763+0,02955*log(10-1)

= -0,763-0,02855= -0,79255 -0793 v.

4- Determino la forza elettromotrice della Pila, facendo la differenza dei Potenziali dei dueelettrodi:

E(MnO4-/Zn2+) = E(MnO4-/Zn2+)=(f.m.) = E(MnO4-/Zn2+)= E(MnO4-/Zn2+)= -E(Zn2+/In)= +1,41546-(-0,79255)

= +1,41546+0,79255

= +2,2080 +2,21 Volt.Risposta

La forza elettromotrice (f.e.m.) della pila : E(MnO4-/Mn2+)= +2,21 Volt

Pila n 20

E stata realizzata una Pila con un elettrodo a calomelano saturo, avente un Potenziale di


15/21

15

0,246 V. e con un elettrodo a idrogeno funzionante alla pressione dellidrogeno di 1 atmos-

fera. Si determinata una forza elettro motrice (f.e.m.) di 0,440 Volt.

Calcolare il pH della soluzione nellelettrodo a idrogeno.

Soluzione

1- Dalla Tabella dei Potenziali Normali ho:2H

+

+ 2e +---- H2 E(2H+/H2) = 0,00 V.2- Determino il Potenziale dellelettrodo a idrogeno:E(2H+/H2) = E(2H+/H2) + (RT/nF) * ln[H

+]2/[H2]

= 0,00 + (8,309*298/2*96500)* 2,303log[H+]2/1

= 0,00 + (0,05909/2) * log[H+]

= 0,00 + (-0,05909/2)*2*log[H+]

= 0.00 o,o5909* pH

= -0,05909 * pH

3- Determino il Potenziale dellidrogeno ricavandolo dalla f.e.m. e il pH:E(Hg

2+/H2) = f.e.m.= E(2Hg

2+/Hg2) - E(2H

+/H2) da cui ho

= E(2Hg2+

/Hg2) - E(2H+

/H2) = +0.44000 0,24000 = 0,20000 dalla quale ho

= 0,05909*pH = 0,20000 da cui hopH = (0,20000/9.95909 = 3,384667

3,38Risposta

Il pH della soluzione nellelettrodo a idrogeno nelle condizioni date : pH=3,38.

Pila n 21

Calcolare il Potenziale di un Elettrodo a Idrogeno immerso in una soluzione con pH = 7 e

con una pressione dellidrogeno gassoso di 1 atmosfera.

Soluzione

1- Dalla Tabella dei Potenziali Normali ho:2H+ + 2e---- H2 E(2H+/H2) = 0,00 V.

2- Determino il Potenziale dellElettrodo a Idrogeno applicando la formula di Nernst:E(2H+/H2) = E(2H+/H2) + (RT/nF)*ln[H

+]/[H2] dato che pH = 7

= 0,00 + (8,309*298/2*96500)*2,303*log[H+]2/1 [H+] = 10-pH = 1,00*10-7

= 0,00 + (0,05909/2) * log(1,00*10-7)2

= 0,00 + 0,029545 * (-14) = -0,41363

= -0,414 Volt

Risposta

Il Potenziale dellElettrodo a Idrogeno immerso in una soluzione con pH = 7 :

E(2H+/H2) = 0,414 Volt.

Pila n 22

Calcolare il pH di un Elettrodo a idrogeno il cui Potenziale : E(2H+/H2) = -0,02 V., con una

pressione dellidrogeno gassoso di 1 atmosfera.

Soluzione

1- Dalla Tabella dei Potenziali Normali ho:2JH+ + 2e---- H2 E(2H+/H2) = 0,00 V.

2- Determino il Potenziale dellElettrodo a Idrogeno applicando la formula di Nernst:E(2H+/H2) = E(2H+/H2) + (RT/nF)*ln[H

+]2/[H2] dato che [H+] = 1

= E(2H+/H2) + (RT/nF)*ln[H+]2

= 0,00 + (0,05909/2)*log[H+

]2

3- Dalla formula sopra ottenuta calcolo il pH:

E(2H+/H2) = (0,05909/2)*log[H+]2


16/21

16

= 0,02966*log[H+]2

log[H+]2 = (E(2H+/H2) / 0,02955) = (-0,02 / 0,02955) = -0,67693

[H+] = 0,67693 = 0,45870 pH = -log[H+] = -log 0,45870 = -(-0,33847 = +0,33847

0,34

RispostaIl pH dellElettrodo a Idrogeno : pH = 0,34

Pila n 23

Calcolare il Potenziale di un elettrodo di zinco (Zn) immerso in una soluzione di ZnSO4

0,015 M.

Per Zn2+

+2e------ Zn si ha E(Zn2+/Zn) = -0,763Soluzione

1- Applicando la formula di Nernst per il calcolo del Potenziale richiesto, ho:E(Zn2+/Zn) = E(Zn2+/Zn) + (RT/nF)*ln[Zn

+2]/[Zn] Essendo [Zn] = 1 ho:

= E(Zn2+/Zn) + (RT/nF)*ln[Zn+2]= -0,763 + (8,309*298 / 2*96500) * 2,303 * log(1,50*10-2)

= -0,763 + (0,05909 / 2) * (-1,82381)

= -0,763 + (-0,05389)

= -0,763 0,05389 = -0,81688

-0,817 Volt.Risposta

Il Potenziale richiesto : E(Zn2+/Zn) = -0,817 V.

Pila n 24Calcolare, con laiuto della Tabella dei Potenziali Normali, il Potenziale di un elettrodo

costituito da mercurio immerso in una soluzione di KCl 0,1 M in presenza di Hg2Cl2solido.

Soluzione

1- Dalla Tabella dei Potenziali Normali ho:Hg2

2+ + 2e ------- 2Hg E(Hg22+

/2Hg) = +0,798

2- Determino la concentrazione dello ione Hg22+ dipendente ovviamente dal prodotto disolubilit del calomelano (= bel nero) Hg2Cl2:

Ks(Hg22+

/2Hg) = [Hg22+][Cl-]2 = 2,00*10-18.

La concentrazione dello ione cloridrico dipende pressoch esclusivamente dalla concen-

trazione del cloruro di potassio KCl .Ora dal Problema so che:

KCl = 0,1 M cio [K+] = [Cl-] = 0,1 M = 1,00*10-1.

Pertanto avr:

Ks(Hg22+

/2Hg) = [Hg22+][Cl-] da cui [Hg2

2+] = (Ks(Hg22+

/2Hg) / [Cl-])

= (2.00*10-18/ (1,00*10-1)2 = 2,00*10-16

3- Calcolo il Potenziale richiesto, con la formula di Nernst:E(Hg2

2+/2Hg) = E(Hg2

2+/2Hg) + (RT/nF)ln[Hg2

2+]

= +0,798 + (8,309*298/2*96500)*2,303*log(2,00*10-16

= +0,798+(0,05909/2)*log2,00*10-16.

= +0,798 0,56384 = +0,33416

+334 VoltRisposta

Il Potenziale dellelettrodo richiesto : E(Hg22+

/2Hg) = 0,334 V.


17/21

17

Pila n 25

Per il permanganato in ambiente non eccessivamente basico si ha:

MnO4-+ 3e + 2H2O------MnO2 + 4 OH- con E(MnO4-/MnO2) = +1,69 Volt

Calcolare il Potenziale di un elettrodo di platino immerso in una soluzione di permanga-nato 0,01 M con pH = 7.

Soluzione

1- Applicando la formula di Nernst, scrivo il Potenziale richiesto:EPt(MnO4-/MnO2) = E(MnO4-/MnO2) + (RT/nF)*ln[MnO4

-][H2O]2/[MnO2][OH

-]2.

2- Determino il valore da attribuire alla concentrazione presente nella formula:[MnO4

-] = 1,00*10-2; [2O]2 = 12=1; [MnO2]=1; [OH

-]4= 1,00*10-1.

3- Riprendo la formula di Nernst e sostituisco i valori noti:EPt(MnO4-/MnO2) = E(MnO4-/MnO2) + (RT/nF)*ln[MnO4

-][H2O]2/[MnO2][OH

-]2.

= +1,69+(8,309*298/2*96500)*2,303*log(1,00*10-2*1/1*(1,00*10)4

= +1,69*(0,05909/3)*1026

= +1,69+(0,05909/3)*26= +1,69+0,512 = 2,20213

+ 2,202 V.Risposta

Il Potenziale dellelettrodo dato : E(MnO4-/MnO2) = +2,202 Volt.

Pila n 26

Per Chinone e idrochinone si ha:

Chinone + 2e + 2H+------ idrochinone con EPt(Chin/Idr.) = +0,699 V.

Calcolare il Potenziale di un elettrodo di platino immerso in una miscela equimolecolare

di Chinone e Idrochinone con pH = 5.

Quale sar il pH quando il Potenziale 0,500 V.?

Soluzione

1- Determino il Potenziale dellelettrodo a Chinidrone (= miscela equimilecolare) di Chinone eIdrochinone:

Chinone + 2e + 2H+------ Idrochinone con EPt(Chin/Idr.) = +0,699 V.

Da cui ho:

EPt(Chin/Idr.) = E(Chin/Idr.) + (RT/nF)*ln[Chin][H+]2/[Idr.] ma essendo

[Chinone] = [Idrochinone] avr:

EPt(Chin/Idr.) = E(Chin/Idr.) + (RT/nF)*ln[H+]2= EPt(Chin/Idr.)

= E(Chin/Idr.)+(0,05909/2)2log10

-pH

= +0,699+(0,05909*(-pH))

= +0,699 + (0,05909*(-51)

= +0,699-0,29545 = +0,40355

0,404 V.2- Determino il valore del pH allorch EPt(Chin/Idr.) = E(Chin/Idr.)= 0,500:EPt(Chin/Idr.) = E(Chin/Idr.) + 0,05909*pH Dalla quale ho:

pH=-( EPt(Chin/Idr.) - E(Chin/Idr.) / 0,05909) = (-0,500 0699)/0,05909

= (0,699-0,500)/0,05909 = +3,36774

+3,37Risposte

Il Potenziale dellelettrodo in questione : EPt(Chin/Idr.) = 0,404 Volt.Quando il Potenziale 0,500 V. avr un pH= 3,37


18/21

18

Pila n 27

Calcolare il Potenziale di un elettrodo di argento immerso in HCl 1M in presenza di AgCl

precipitato, sapendo che per:

Ag+

+e ------Ag si ha E(Ag+/Ag) = +0,799E che il Prodotto di Solubilit di AgCl KsAgCl = 1,7*10

-10

.Soluzione

1- Dai dati del Problema ho:Ag+ +e------Ag E(Ag+/Ag) +0,799

2- Determino il Potenziale dellelettrodo applicando la formula di Nernst:E(Ag+/Ag) =E(Ag+/Ag)+(RT/nF)*ln[Ag

+]/[Ag]

3- Determino il valore delle concentrazioni presenti nella formula:[Ag] = 1

La concentrazione dello ione Ag+ dipende Pressoch esclusivamente dalla concentrazione di

HCl 1 M e ovviamente dal Prodotto di Solubilit di AgCl presente come precipitato; per cui

ho:

[H+]=[Cl-]=1M= 1,00*10 e ancoraKs(AgCl) = [Ag

+][Cl-] = 1,7*10-10 dalla quale ho:

[Ag+]= (E(Ag+/Ag)/Cl-)=1,7*10-10/1= 1,7*10-10= 1,7*10-10

4- Riprendendo la formula di Nernst scritta sopra, ho:E(Ag+/Ag) = E(Ag+/Ag) +(RT/nF)*ln[Ag

+]/[Ag]

= +0,799+(8,309*298/1*96500)*2,303log1,7*10-10= +0,799+0,05909*(-9,76955I

= +799-0,57728= +0,22172

= +0,222 VoltRisposta

Il Potenziale dellelettrodo dato : E(Ag+/Ag) = +0,222 Volt

Pila n 28

Calcolare il Potenziale di un elettrodo di mercurio immerso in una soluzione di KCl 1M

In presenza di Hg2Cl2 solido.

Utilizzare il Potenziale Normale dellapposita Tabella: E(Hg22+

/Ag) = +0,798.

Soluzione

1- Dalla Tabella dei Potenziali Normali ho:Hg2

2+ + 2e------2Hg E(Hg22+

/Ag) = +0,798.

2- Determino la concentrazione dello ione Hg22+ dipendente ovviamente dal Prodotto diSolubilit del calomelano Ks(Hg2Cl2) = 2,oo*10

-10

e della concentrazione dello ione cloridricoCl- dipendente dalla concentrazione di nKCl 1M presente nellelettrodo. Pertanto ho:

[K+] = [Cl-] = 1,00*10M e dal Ks ho:

Ks(Hg2Cl2) =[Hg22+][Cl-]2 dalla quale ho

[Hg22+]=( Ks(Hg2Cl2)/[Cl

-]2=(2,00*10-18/(1,00*110)2=2,00*10-18.

3- Calcolo il Potenziale richiesto con la formula di Nernst:E(Hg2Cl2)= E(Hg2Cl2)+(RT/nF)*ln[Hg2

2+]/[Hg]2 dato che [Hg]=1 ho:

= +0,798 + (8,309*298/2*96500)*2,303*log(2,00*10-18/1

= +0,798 + 0,05909/2*(-17,69897 = +0,798-0,052292

= +0,27508 +0,275 Volt.Risposta

Il potenziale dellelettrodo di mercurio nelle condizioni date :E(Hg2/2Hg)KCl 1M = +0,275 V.


19/21

19

Pila n 29

Calcolare il Potenziale di un elettrodo di Ag immerso in HI 1M in presenza di AgI

precipitato sapendo che per :

Ag+

+ e------ Ag si ha E(Ag+/Ag) = 0,799E che il Prodotto di Solubilit di AgI Ks(AgI) =8,5*10

-17

Soluzione

1- Dalla Tabella dei Potenziali ho:Ag+ + e------Ag E(Ag+/Ag) = +0,799 V.

2- Applicando la formula di Nernst ho:E(Ag+/Ag) = E(Ag+/Ag) + (RT/nF)*ln[Ag

+]/[Ag]

3- Servendomi delle nozioni note, del Prodotto di Solubilit di AgI e della concentrazione diHI determino il valore delle concentrazioni presenti nella formula di Nernst:

[Ag]=18 essendo Ks(AgI)=[Ag+][I-] determino la concentrazione di [Ag+]

[Ag+]=Ks(AgI)/[I-] ma sapendo che HI=1M ho [H+]=[I.]=1 per cui ho:

[Ag+]=Ks(AgI)/[I-]=8,5*10-17/1,00*10=8,5*10-17.4- Riprendendo la formula di Nernst ho:

E(Ag+/Ag)HI 1M = E(Ag+/Ag) + (RT/nF)*ln[Ag+]/[Ag]

= +0,799 + (8,309*298/1*96500)*2,303*log8,5*10-17

= +0,799+0,05909*(-1607058)

= +0,799-0,94965

= -0,15061

-9,151 Volt.Risposta

Il Potenziale dellelettrodo proposto : E(Ag+/Ag) = -0,151 Volt.

Pila n 30

Calcolare,con laiuto della Tabella dei Potenziali Normali, la f.e.m. di una Pila i cui

elettrodi sono uno di cromo immerso in una soluzione contenente 0,15 g/ioni litro di Cu2+

e laltro di platino immerso in una soluzione di Fe2+

(0,02 g/ioni per litro) e di Fe3+

(0,13

g/ioni per litro).

Soluzione

1- Dalla Tabella dei Potenziali Normali ho:Fe3+ + e------ Fe2+ EPt(Fe3+/Fe2+)=+0,771

Cr3+ + 3e

-------

Cr E(Cr/Cr3+)= -0,742- Sapendo che:

f.e.m=E(Fe3+/Cr)=EPt(Fe2+/Fe3+)-E(Cr/Cr3+)determino i Potenziali dei due elettrodi:

EPt(Fe3+/Fe2+)= EPt(Fe3+/Fe2+)+(RT/nF)ln[Fe3+][Fe2+]

= +0,771+(0,05909*0,81291)

= +0,81904+0,819 V.E(Cr/Cr3+) = E(Cr3+/Cr)+(RT/nF)*ln[Cr

3+]/[Cr] = -0,74+(0,05909/3)*log(1,50*10-1

= -0,74-0,01623

= -0,75623

4- Ed ora determino la forza elettro-motrice (F.e.m.) richiesta:f.e.m.= EPt(Fe3+/Cr) = EPt(Fe2+/Fe3+) E(Cr/Cr3+)

= +0,81904 (-0,76623 = +1,57527

+1,575 V.


20/21

20

Risposta

La f.e.m. richiesta EPt(Fe3+/Cr) = +1,575 Volt.

Pila n 31

Calcolare con laiuto della Tabella dei Potenziali Normali, la concentrazione di ioni Ag+

inUn semielemento ad argento (Ag/Ag

+) collegato con uno di calomelano (Ag2Cl2) saturo, sa-

pendo che per questultimo si ha un Potenziale di 0,2413 V. e che la f.e.m. della Pila :

0,43952 Volt.

Soluzione

1- Dalla Tabella dei Potenziali Normali, ho:Ag+ + e------Ag avente E(Ag/Ag+) =+0,799

Hg2+ + 2e------2Hg avente E(2Hg/Hg22+) = +0,798

2- Dalla formula per calcolare E(cella)((f.e.n.) determino il potenziale del semielemento adargento (Ag/Ag+):

E(cella) = f.e.m. = E(Ag/Ag+) E(Hg/Hg2+)

= +0,43952 + 0,2413= +0,68082 Volt

3- Determino la concentrazionE [AG+] dalla formula di Nernst per il calcolo del Potenziale delsemielemento argento (AG/Ag+):

E(Ag/Ag+) = E(Ag/Ag+) + (RT/nF)*ln[Ag+]/[Ag]

Ed essendo [Ag]=1 e (RT/nF) = 0,06909 essendo n=1 ho:

E(Ag/Ag+) = E(Ag/Ag+) + (RT/nF)*ln[Ag+]/[Ag]

= E(Ag/Ag+) + 0,05909*log [Ag+]

[Ag+] = 10 [E(Ag/Ag+) E(Ag/Ag+)]/0,05909 = 10 [0,68082-0,79900]/0,05909]= 10-2

Risposta

La concentrazione [Ag+] nel semielemento dato : [Ag

+] = 0,01 = 1,00*10

-2

Pila n 32

Calcolare con laiuto della Tabella dei Potenziali Normali, la Costante di Equilibrio della

reazione:

Cr2O72-

+ 5Fe2+

+ 14H+------ Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O

Soluzione

1- Dalla Tabella dei Potenziali ho:Cr2O7

2- + 6e + 14H+-------2Cr3+ + 7H2O avente E(Cr2O72-) = +1,33

Fe3+ + e ------- Fe2+ avente E(Fe3+/Fe2+) = +0,771

2-

Dalla formula, calcolata precedentemente, della Costante di Equilibrio ho:logKeq = n(Eox Ered)/0,05909

=n[E(Cr2O72-/2Cr3+) E(Fe3+/Fe2+)]/ 0,05909] essendo n = 6 avr

= 6*(1,330 0,771)/0,05909 =

= 3,35400/0,05909

= 56,76087 dalla quale ho:

alog logKeq = 10Keq =10 56,76087 = 5,76590*1056

Keq 5,77*1056

Risposta

La Costante di Equilibrio della reazione proposta : Keq = 5,77*1056

Pila n 33


21/21

21

Calcolare, con laiuto della Tabella dei Potenziali Normali, la costante di equilibrio della

reazione:

2HgCl2 + Sn2+

+ 2Cl------Hg2Cl2+ SnCl4

Soluzione

1- Dalla Tabella dei Potenziali ho:2Hg

2+

2e------Hg22+

avente E(2Hg2+/Hg22+) = +0,920Sn4+ + 2e-----Sn2+ avente E(Sn4+/Sn2+) = +0,150

2- Dalla formula di Nernst scrivo i potenziali delle due semipile:E(2Hg2+/Hg22+)= E(2Hg2+/Hg22+) +(RT/nF)*ln[Hg

2+]2/[Hg22+]

E(Sn4+Sn2+) = E(Sn4+/Sn2+) +(RT/nF)*ln[Sn4+]/[Sn2+]

3- Determino la Costante di Equilibrio e dato che allequilibrio:E(2Hg2+/Hg22+) =E(2Hg2+/Hg22+) e ho anche:

E(2Hg2+/Hg22+)+(RT/nF)*ln[Hg2+]2/[Hg2

2+] =E(Sn4+/Sn2+) +(RT/nF)*ln[Sn4+]/[Sn2+]

Dalla quale essendo RT/F = 0,05909 ho:

E(2Hg2+/Hg22+) ESn4+/Sn2+) = (0,05909/2)*log[Sn4+][Sn2+] log[Hg2+]2/[Hg22+] ossia

E(2Hg2+/Hg22+) ESn4+/Sn2+) = 0,02955*log[Sn4+][Hg22+] /[Sn2+][Hg2]

2

Ora essendo [Sn4+][Hg22+] /[Sn2+][Hg2]2= K ho:E(2Hg2+/Hg22+) ESn4+/Sn2+) = 0,02955*log Keq da cui hoLog Keq = [E(2Hg2+/Hg22+) ESn4+/Sn2+)]/0,02955 = (0,920 0,150) / 0,02955)

Keq = 10Keq = 10(0,920 0,150) / 0,02955) = 10 26,05763 = 1,14164*10 26

Risposta

La Costante di Equilibrio della reazione data : Keq(2Hg2+/Sn4+)= 1,14*1026

Chimica 03 Elementi Galvanici o Pile

Documents

Transcript of Chimica 03 Elementi Galvanici o Pile