Blog

Esercizi di elettrochimica-chimicamo

Esercizi di elettrochimica

  |   Elettrochimica, Stechiometria

Per risolvere gli esercizi di elettrochimica ci si può avvalere di alcune equazioni che correlano l’energia libera al potenziale, alla costante K della reazione, al prodotto di solubilità e all’equazione di Nernst

ΔG° = – nFE° =  – RT ln K

ΔG° = – RT ln Kps

E = E° + RT/nF ln [Ox]a/ [Rid]b

Esercizi di elettrochimica

1) Calcolo della costante di equilibrio dai potenziali di riduzione

Calcolare la costante dell’equilibrio a 25°C:

Ce4+ + Fe2+ ⇄ Ce3+ + Fe3+

 

Dai potenziali normali di riduzione si ha:

Ce4+ + 1 e⇄  Ce3+    E° = + 1.63 V

Fe3+ + 1 e⇄  Fe2+     E° = + 0.77 V

Consideriamo la seconda delle due semireazioni secondo l’ossidazione per la quale si ha:

Fe2+   ⇄  Fe3+ + 1 e    E° = – 0.77 V

Per la reazione Ce4+ + Fe2+ ⇄  Ce3+ + Fe3+ il potenziale vale : + 1.63 – 0.77 = + 0.86 V

Il numero di elettroni scambiati è pari a 1. Usando la formula ΔG° = – nFE° si ha:

ΔG° = – (1) ( 96500 Coulomb/mol) ∙ (0.86 V) = – 8.3∙104 J/mol

Applicando la formula ΔG° =  – RT ln K si ha:

– 8.3 ∙ 104 J/mol = – ( 8.314 J/mol K) ∙ (298 K) ln K

– 8.3 ∙104 J/mol / – ( 8.314 J/mol K) ∙ (298 K) = ln K = 33.5

Da cui K = e33.5 = 3.54 ∙ 1014

2) Calcolo dei potenziali elettrodici con sali poco solubili

Calcolare il potenziale elettrodico per Ag/AgI (s)/ I (0.01 M)

La reazione complessiva è

AgI (s)  + 1 e→ Ag(s) + I(aq)

Possiamo considerare tale reazione come la somma di:

AgI(s) →Ag+(aq)  + I(aq)

Ag+ + 1 e → Ag

Dai dati tabulati troviamo che, relativamente al primo equilibrio Kps = 1.0 ∙10-16 e il potenziale normale di riduzione relativo alla seconda semireazione vale E° = + 0.80 V. Applichiamo la relazione ΔG° = – RT lnKps = – nFE°

Da cui E° =  RT / nF lnKps = 0.059 log Kps = 0.059 log 1.0 ∙10-16 = 0.059 ∙ (-16) = 0.9 V

E° = E°red + E°Kps = 0.8 – 0.9 = 0.1 V

Usiamo ora l’equazione di Nernst per trovare il potenziale dell’elettrodo:

E = E° – 0.059 /n log [I] / [Ag+] = – 0.1 – 0.059 log 0.01 = 0.018 V

Un altro modo per ottenere il potenziale elettrodico per Ag/AgI (s)/ I (0.01 M) consiste nel considerare la reazione elettrodica

AgI (s)  + 1 e→ Ag(s) + I(aq)

Come la somma delle due reazioni: AgI(s) ↔Ag+(aq)  + I(aq) per la quale Kps = 1.0 ∙ 10-16 e la reazione di ossidazione dell’argento metallico Ag → Ag+ + 1 e  E° = – 0.80 V

Possiamo inizialmente trascurare il fatto che l’elettrodo contiene AgI e trovare E per la riduzione dello ione argento:

E = E° – 0.059 log [Ag+]

Ciò implica che il potenziale elettrodico è funzione della concentrazione dello ione argento.

Poiché Kps = [Ag+][I] da cui [Ag+]= Kps/[I] si ha, sostituendo la concentrazione dello ione argento nella prima equazione:

E = E° – 0.059 log Kps/[I] = – 0.8 V – 0.059 log ( 1 ∙10-16/ 0.01) = 0.18 V

 

Condividi


Gentile Lettrice, Gentile Lettore

Abbiamo rilevato che stai utilizzando un AdBlocker che blocca il caricamento completo delle pagine di Chimicamo.org

Questo sito è per te completamente gratuito e fornisce, si spera, un servizio serio, completo ed utile, pertanto speriamo che tu consideri la possibilità di escluderlo dal blocco delle pubblicità che sono la nostra unica fonte di guadagno per portare avanti quello che vedi.

 

Per piacere aggiungi Chimicamo.org alla tua whitelist oppure disabilita il tuo software mentre navighi su queste pagine.

 

Grazie

Lo staff di Chimicamo.org

Condividi