Pila-Kps
Ciao a tutti mi aiutate per favore con questa pila?
Il testo è:

CALCOLARE A 25°C LA fem DELLA CELLA ELETTROCHIMICA DI SEGUITO SCHEMATIZZATA:

Zn / ZnS (SAT.) // NaBrO3= 0,1M / Pt
                           NaBr=05M
                           pH=2
SAPENDO CHE Kps PERILSOLFURO DI ZINCO E' 2,9*10(-25).QUANTO DIVENTA LA fem SE NEL COMPARTO ANATODICO SI AGGIUNGE TANTO SOLFURO DI POTASSIO DA RENDERE LA SOLUZIONE 0.1M?

PS: il testo è scritto in modo corretto

Soluzione
 
Studio l'anodo(-)

ZnS <==> Zn(2+)+S(2-)
Kps=[Zn(2+)][S(2-)]=s x s=s*2= 2,9*10(-25)

quindi la solubilità sarà
s=rad (Kps)=5.39*10(-13)

Allora s=[Zn(2+)]=[S(2-)]=5.39*10(-13)

La semireazione di riduzione è

Zn(2+)+ 2e- <==>Zn
 per l'eq. di nernst si ha

Ea=E°-(RT/nF)x log( [rid]*n/[ox]*m)    dove Ox+ne-<==>rid

Ea=-0.760 - (0.059/2)x log(1/[Zn(2+)])=-1.122V


Studio Catodo(+)

la semireazione di riduzione è

BrO3(-)+3H2O+6e- <==> Br(-)+6OH-

siamo in ambiente basico, devo trovarmi OH-

pOH=14-pH=12

[OH-]=10(-pOH)=10(-12)

dopo aver stabilito la concentrazione di [OH-] posso scrivere l'eq. di nernst

Ec=0.610 - (0.059/6) x log ([Br(-)][OH-]*6/[BrO3(-)])=1.311V

la fem è

E=Ec-Ea=1.311-(-1.122)=0.19V

Aggiungo solfuro di potassio K2S

K2S<==>2K(+)+S(2-)

dove S(2-) è lo ione comune nella soluzione ZnS quindi [S(2-)]=0.1M

Kps=[K+]*2 [S(2-)]=(2s)*2 x (0,1-s)=4s*2 x 0,1= 0,4s*2

S lo trascuro ha un valore troppo piccolo

trovo [K+]=rad(Kps/0.4)=8.51*10(-13)

essendo [K+]*2=( --> 8.51*10(-13))*2=7,25*10(-25)

la semireazione è

K+ +e- --> K

Ea=E°-0.059 x log (1/[K+]*2)=-4,35V

la nuova fem è
E=Ec-Ea= 1.31-(-4,35)=5,66V

E' svolto in modo corretto? Perché riguardando il compito a casa ho notato di aver scritto KS e non K2S, però lo svolto come lo postato, preferisco che nel compito ci siano degli errori perché non vorrei che la mia prof, abbia giudicato come errore questa mia svista
 
Grazie in anticipo chi mi aiuterà
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Io trovo corretto solo il calcolo del potenziale anodico prima dell'aggiunta del K2S.

Controlla nuovamente anche tu.

      
Ciao
Luisa

Dal laboratorio se ne usciva ogni sera, e più acutamente a fine corso, con la sensazione di avere “imparato a fare una cosa”;
il che, la vita lo insegna, è diverso dall’avere “imparato una cosa”.
(Primo Levi)


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Ciao Luisa
E' vero, che stupido che son stato :-P . Io ero convinto che dovevo trovarmi la concentrazione [OH-], perché avevo visto solo la semiriduzione  BrO3- + 3H2O +6e- --> Br-+6OH- nella tabella e NON BrO3- + 6H+ + 6e- --> Br-+6H2O; non ricordandomi che quando nella pila troviamo scritto pH devo trovarmi [H+] e quando c'è scritto pOH devo ricavarmi [OH-]. CHE SBADATO...!
Mi son fatto prendere dalla frenesia di finire il compito entro le 2 ore date dalla prof.
Per la fem +K2S ho sbagliato completamente ma negli appunti che mi hanno passato alcuni colleghi gli esercizi li svolgevano così.
Ora ti posto alcuni esercizi per fatti vedere come li hanno fatti a lezione o al ricevimento della prof.
Non ci sto capendo più niente O_o  

1)Testo:

SI CALCOLI LA fem A 25°C DELLA CELLA ELETTROCHIMICA DI SEGUITO SCHEMATIZZATA

Pb/ PbCl2 (sat) //KIO3=0.1M ; KI=0.2M ; pH=3/Pt

SAPENDO CHE Kps=1,2*10^-15 PER IL CLORURO DI PIOMBO. QUANTO DIVENTA LA fem SE NEL COMPARTO ANODICO SI AGGIUNGE TANTO CLORURO DI POTASSIO DA RENDERELA SOLUZIONE 0.15M.

Soluzione

PbCl2 <-- --> Pb(2+) +2Cl-
Kps=[Pb(2+)][Cl-]^2=s*(2s)^2= 4s^3=1.2*10^-15

s=(rad.cub)Kps/4=6.69*10^-6 moli/L

[Pb(2+)]=s=6.69*10^-6 moli/L

la semireazione di riduzione è

Pb(2+)+ 2e- --> Pb

l'eq.nernst

Ea=E°-(0,059/2)x log (1/[Pb(2+)])=-0.27 V

la semireazione di riduzione è

IO3(-)+6H++6e- --> I(-)+3H2O
 
pH=- log [H+]  => [H+]=10^(-pH)=10^-3

l'eq. nernst

Ec=E°-(0.059/6)x log([I-]/[IO3(-)][H+]^6=0.90V

la fem

E=Ec-Ea=0.90-(-0.27)=1.17V

Aggiungo cloruro di potassio KCl

KCL <-- --> K+ + Cl-       dove [Cl-]=0.15M ione comune

Kps=[Pb(2+)][Cl-]^2=1.2*10^-15

dove [Pb(2+)]=Kps/[Cl-]^2=5,3*10^-14 M

l'eq. nernst

Ea=E°-(0,059/2)x log (1/[Pb(2+)])=-0.519 V

la nuova fem è

E=Ec-Ea=0.90-(-0.519)=1.42V

2)Testo:

SI CALCOLI LA fem A 25°C DELLA CELLA ELETTROCHIMICA DI SEGUITO SCHEMATIZZATA

Ni/ Ni3(PO4) (sat) // KMnO4=0.1M ; MnCl2=0.5M ; pH=1 /Pt

SAPENDO CHE Kps=4. 7*10^-32 PER IL FOSFATO DI NICHEL. QUANTO DIVENTA LA fem SE NEL COMPARTO ANODICO SI AGGIUNGE TANTO FOSFATO DI CALCIO DA RENDERELA SOLUZIONE 0.02M.

Soluzione

Ni3(PO4) <-- --> 3Ni(2+)+2PO4(3-)

Kps=[Ni(2+)]^3[PO4(3-)]^2= (3s)^3(2s)^2=27s^3 x 4s^2=108s^5=4.7*10^-32

s=(rad quinta)Kps/108=2,13*10^-7

la concentrazione di[Ni(2+)]=3s=6.39*10^-7

La semireazione di riduzione è

Ni2+ +2e- --> Ni

l' eq nernst

Ea=E°-(0.059/2)x log(1/[Ni2+]^3=-0.80V

la semireazione di riduzione è

MnO4(-)+8H++5e- --> Mn(2+)+4H2O

pH=- log [H+]  => [H+]=10^(-pH)=10^-1

Ec=E°-(0.059/5)x log([MnO4(-)/[H+]^8/[Mn(2+)]=1.60 V

la fem

E=Ec-Ea=1.60-(-0.80)=2,40V

Aggiungo fosfato di calcio Ca3(PO4)2

Ca3(PO4)2<-- -->3Ca(2+) + 2PO4(3-)       dove [PO4(3-)]=0.02M ione comune

Kps=[Ni2+]^3[PO4(3-)]^2=(3s)^3 x (0.02-s)=0.0108s^3

s lo trascuro ha un valore piccolo

dove [Ni(2+)]=(rad cub)Kps/0.0108=1,63*10^-3M

[Ni(2+)]=(1.63*10^-3)^3=4,33*10^-9M

Ea=E°-(0.059/2)x log(1/[Ni(2+)]^3)=-0.50V

la nuova fem è

E=Ec-Ea=1.60-(-0.50)=2,10V



Grazie per il tuo aiuto
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Non ti voglio assolutamente creare confusione, ma purtroppo prendere appunti dai colleghi non sempre è la soluzione migliore. Ho letto che lavori, quindi non riesci a frequentare, capisco la difficoltà, ma come insegnante non posso che farti notare gli errori che, a mio parere, ci sono nelle risoluzioni che hai postato.

Esercizio 1
Il procedimento di risoluzione è corretto, ma ti posso assicurare che il PbCl2 non possiede una Ks così bassa come hai scritto (1,2·10^-15), è più alta di 10 ordini di grandezza.
Ho rifatto i calcoli con una Ks = 1,7·10^-5:

   

Esercizio 2
In questa risoluzione ho trovato diversi errori.
Non posso sapere se sono errori di trascrizione dei tuoi colleghi o errori commessi dalla tua docente durante la spiegazione; è piuttosto imbarazzante contestare l'eventuale suo operato senza contraddittorio, ma questo è quello che ho riscontrato.

   

Per quanto riguarda il calcolo del potenziale all'anodo quando si aggiunge del Ca3(PO4)2 sono già molto perplessa dal testo.
Il Ca3(PO4)2 (Ks = 2,1·10^-33) è leggermente più insolubile in acqua dell'Ni3(PO4)2, non capisco proprio come si possa ottenere una soluzione 0,02 M.
Per il momento non aggiungo altro, ci devo pensare un po' su.
Ciao
Luisa

Dal laboratorio se ne usciva ogni sera, e più acutamente a fine corso, con la sensazione di avere “imparato a fare una cosa”;
il che, la vita lo insegna, è diverso dall’avere “imparato una cosa”.
(Primo Levi)


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In merito al testo della seconda parte dell'esercizio 2, le perplessità rimangono.
Prova a consultarti con i tuoi colleghi.
Io sarei molto contenta di potermi confrontare con la tua docente ;-)

La risoluzione che ho trovato, ammesso ma non concesso, che tutto il Ca3(PO4)2 aggiunto si sciolga è questa:

   
Ciao
Luisa

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Oscar.91
Ciao a tutti vi posto alcuni esercizi sulle pile (sono Testi di compiti)...se ci son errori vi prego aiutatemi a capire dove li commetto.

Esercizio 1

si calcoli la fem a 25°C

Sn/SnCl=0.01M// Cr2O7(2-)=10^-3; Cr(3+)=10^-2; pH=4/Pt

SOLUZIONE

studio anodi(-)
la semireazione di riduzione è

Sn(2+)+ 2e- [Immagine: fd.gif] Sn       E°=-0.137V

l'eq.nernst

Ea=E°-(0,059/2)x log (1/[Sn(2+)])=-0.196 V


la semireazione di riduzione è

Cr2O7(2-)+14H+ + 6e- [Immagine: fd.gif] 2Cr(3+) +7H2O     E°=1.33V

l'eq.nernst

Ea=E°-(0,059/6)x log ([Cr(3+)]^2/[Cr2O7(2-)]*[H+]^14)=0.79 V

la fem

E=Ec-Ea=0.79-(-0.196)=0.93V




esercizio 2



calcolare la fem a 25°C della seguente pila

Cd/CdS(sat)//NaClO3= 0.1M; NaCl=0,5M; pH=1/Pt


SAPENDO CHE Kps=1,4*10^-29 PER CdS. QUANTO DIVENTA LA fem SE NEL COMPARTO ANODICO SI AGGIUNGE TANTO SOLFURO DI CALCIO DA RENDERELA SOLUZIONE 0.1M.


Soluzione


CdS [Immagine: fs.gif] [Immagine: fd.gif] Cd(2+) +S(2-)

Kps=[Cd(2+)][S(2-)]=s*s= s^=1.4*10^-29

s=(rad.quad.)Kps=3.74*10^-15 moli/L

[Cd(2+)]=s=3.74*10^-15 moli/L

la semireazione di riduzione è

Cd(2+)+ 2e- [Immagine: fd.gif] Cd

l'eq.nernst

Ea=E°-(0,059/2)x log (1/[Cd(2+)])=-0.828 V


Nota Bene: visto che nella cella del catodo è presente il pH la semireazione di riduzione è


ClO3(-)+6H+ +6e- [Immagine: fd.gif] Cl(-)+3H2O                 Dove E°=1.451V
 
pH=- log [H+]  => [H+]=10^(-pH)=10^-1

l'eq. nernst

Ec=E°-(0.059/6)x log([Cl-]/[ClO3(-)][H+]^6=1.392V

la fem

E=Ec-Ea=2.22V

Aggiungo solfuro di calcio  CaS

CaS [Immagine: fs.gif] [Immagine: fd.gif] Ca(2+) + S(2-)       dove [S(2)-]=0.1M ione comune

Kps=[Cd(2+)][S(2-)]=s*s= s^=1.4*10^-29

dove [Cd(2+)]=Kps/[S(2-)]=1.4*10^-28 M

l'eq. nernst

Ea=E°-(0,059/2)x log (1/[Cd(2+)])=-1.255 V

la nuova fem è

E=Ec-Ea=2.617V

Attenzione: ma il valore di Kps datomi dal testo non è errato? O_o nella tabella risulta Kps=5,01*10^-28; io i calcoli li ho fatti con quel valore ma se risultassero sbagliati li rifaccio... :-/    

Un'altra domanda sorge spontanea..... se al posto di NaClO3 ci fosse stato NaClO ed avremmo avuto il pH, quale sarebbe la semireazione di riduzione?


Grazie a chi mi darà una mano di aiuto
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Esercizio 1
Il procedimento è corretto.
Ci sono però qua e là degli errorini di calcolo:
E(-) = -0,196 V
E(+) = 0,789 V
E(pila) = 0,985 V

Esercizio 2
Anche questo procedimento è corretto.
Anche qui ci sono degli errorini di calcolo:
E(-) = -0,829 V
E(+) = 1,385 V
E(pila) = 2,214 V
Dopo l'aggiunta di CaS 0,1 M:
E(-) = -1,225 V
E(+) = 1,385 V
E(pila) = 2,610 V

Trovare due Tabelle delle Ks che riportino gli stessi valori è impresa ardua ;-)
È quindi corretto che tu abbia svolto i calcoli con il valore che ti viene fornito nel testo.

ClO- + 2 H+ + 2 e- --> Cl- + H2O...................E° = ?

ClO- 2 H+ + 2 e- --> 1/2 Cl2 + H2O...............E° = 2,072 V
1/2 Cl2 + e- --> Cl-........................................E° = 1,3595 V
-------------------------------------------------------------------------------
ClO- + 2 H+ + 2 e- --> Cl- + H2O..................E° = ((2 e- · 2,072 V) + (1 e- · 1,3595)) / (2 e- + 1 e-) = 1,8345 V
Ciao
Luisa

Dal laboratorio se ne usciva ogni sera, e più acutamente a fine corso, con la sensazione di avere “imparato a fare una cosa”;
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(Primo Levi)


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Oscar.91
(2016-09-20, 12:19)LuiCap Ha scritto: Esercizio 1
Il procedimento è corretto.
Ci sono però qua e là degli errorini di calcolo:
E(-) = -0,196 V
E(+) = 0,789 V
E(pila) = 0,985 V

Esercizio 2
Anche questo procedimento è corretto.
Anche qui ci sono degli errorini di calcolo:
E(-) = -0,829 V
E(+) = 1,385 V
E(pila) = 2,214 V
Dopo l'aggiunta di CaS 0,1 M:
E(-) = -1,225 V
E(+) = 1,385 V
E(pila) = 2,610 V

Trovare due Tabelle delle Ks che riportino gli stessi valori è impresa ardua ;-)
È quindi corretto che tu abbia svolto i calcoli con il valore che ti viene fornito nel testo.

ClO- + 2 H+ + 2 e- --> Cl- + H2O...................E° = ?

ClO- 2 H+ + 2 e- --> 1/2 Cl2 + H2O...............E° = 2,072 V
1/2 Cl2 + e- --> Cl-........................................E° = 1,3595 V
-------------------------------------------------------------------------------
ClO- + 2 H+ + 2 e- --> Cl- + H2O..................E° = ((2 e- · 2,072 V) + (1 e- · 1,3595)) / (2 e- + 1 e-) = 1,8345 V

Grazie mio preziosissimo aiuto..... *Hail* non sai quanto sia importante la sicurezza che mi stai donando...
 

(2016-09-20, 12:19)LuiCap Ha scritto: Esercizio 1
Il procedimento è corretto.
Ci sono però qua e là degli errorini di calcolo:
E(-) = -0,196 V
E(+) = 0,789 V
E(pila) = 0,985 V

Esercizio 2
Anche questo procedimento è corretto.
Anche qui ci sono degli errorini di calcolo:
E(-) = -0,829 V
E(+) = 1,385 V
E(pila) = 2,214 V
Dopo l'aggiunta di CaS 0,1 M:
E(-) = -1,225 V
E(+) = 1,385 V
E(pila) = 2,610 V

Trovare due Tabelle delle Ks che riportino gli stessi valori è impresa ardua ;-)
È quindi corretto che tu abbia svolto i calcoli con il valore che ti viene fornito nel testo.

ClO- + 2 H+ + 2 e- --> Cl- + H2O...................E° = ?

ClO- 2 H+ + 2 e- --> 1/2 Cl2 + H2O...............E° = 2,072 V
1/2 Cl2 + e- --> Cl-........................................E° = 1,3595 V
-------------------------------------------------------------------------------
ClO- + 2 H+ + 2 e- --> Cl- + H2O..................E° = ((2 e- · 2,072 V) + (1 e- · 1,3595)) / (2 e- + 1 e-) = 1,8345 V

Grazie mio preziosissimo aiuto..... *Hail* non sai quanto sia importante la sicurezza che mi stai donando...
 
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Ciao Luisa
eccomi di nuovo qui, per favore mi correggi questa pila e mi puoi aiutare a capire dove è l'errore(testo dell'esame)
 
Esercizio


si calcoli la fem a 25°C

Ag/Ag2CO3(Sat)// KClO4=0.5M; HCl=0.1M ; pH=2/Pt


SAPENDO CHE Kps=8.4*10^-12 PER IL CARBONATO DI ARGENTO. QUANTO DIVENTA LA fem SE NEL COMPARTO ANODICO SI AGGIUNGE TANTO CARBONATO DI SODIO DA RENDERELA SOLUZIONE 0.1M.


Soluzione


Ag2CO3 <==> 2Ag(+)+ CO3(2-)

Kps=[Ag(+) ]^2[CO3(2-)]=(2s)^2*s= 4s^3=8.4*10^-12

s=(rad.cub.)Kps/4=1.280*10^-4 moli/L

[Ag(+)]=s^2=2.56*10^-4 moli/L

la semireazione di riduzione è

Ag(2+)+ e- [Immagine: fd.gif] Ag         E°=0.799V

l'eq.nernst

Ea=E°-(0,059/1.)x log (1/[Ag(2+)])=-0.587 V


Nota Bene: visto che nella cella del catodo è presente il pH la semireazione di riduzione è


ClO4(-)+8H+ +8e- [Immagine: fd.gif] Cl(-)+4H2O                 Dove E°=1.358V
 
pH=- log [H+]  => [H+]=10^(-pH)=10^-2

l'eq. nernst

Ec=E°-(0.059/8)x log([Cl-]/[ClO4(-)][H+]^8=1.245V

la fem

E=Ec-Ea=0.658V

PILA+Na2CO3

Aggiungo CARBONATO DI SODIO  

Na2CO3[Immagine: fs.gif] [Immagine: fd.gif] 2Na(+)+ CO3(2-)       dove [CO3(2-)]=0.1M ione comune

Kps=[Ag(+) ]^2[CO3(2-)]=8.4*10^-12

dove [Ag(2+)]=(rad. quad.)Kps/[CO3(2-)]=9.165*10^-6 M

l'eq. nernst

Ea=E°-(0,059/1)x log (1/[Ag(2+)])=0.502 V

la nuova fem è

E=Ec-Ea=0.743V



Grazie per il tuo aiuto
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Il procedimento è corretto, però E° ClO4-/Cl- è 1,385 V non 1,358 V.

Quindi:
E(catodo) = 1,272 V
E(anodo) = 0,587 V
E(pila) = 0,685 V

Dopo l'aggiunta di Na2CO3:
E(catodo) = 1,272 V
E(anodo) = 0,502 V
E(pila) = 0,770 V

Trovo però (come sempre :-( ) un'incongruenza nel testo.
Catodo:
KClO4 = 0,5 M
HCl = 0,1 M
pH = 2

O è:
KClO4 = 0,5 M
HCl = 0,1 M
pH = 1

Oppure è:
KClO4 = 0,5 M
KCl = 0,1 M
pH = 2
Ciao
Luisa

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(Primo Levi)


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