Esercizio Chimica Inorganica

Buonasera ragazzi , vi chiedo gentilmente una mano nella risoluzione di questo esercizio di chimica inorganica , piu precisamente di elettrochimica.

Determinare la forza elettromotrice della seguente pila a 25ºC.

Pt| KOH 0,10M|H₂ 1,00atm || H₂ 1,00atm|HCl 1,0M |Pt

Vi espongo la mia risoluzione .

Ci troviamo di fronte ad una Pila a concentrazione , dove per definizione E° cella = 0 .

Le due semi-reazioni sono :

Ossidazione  H2 --> 2H+    + 2e-

Riduzione     2H+  + 2e-   --> H2 

Da un lato troviamo HCl 1M , acido forte , per cui la concentrazione di ioni [H+] all'anodo è pari a 1M  in quanto gli acidi forti si dissociano completamente .

Al catodo troviamo invece una base forte , tramite la relazione che lega Kw e [OH-] possiamo ricavare la concentrazione di ioni H+ , ovvero 10^-13.

Applicando l'equazione di Nernst  possiamo scrivere E cella = 0.0592 / n ( in questo caso 2 ) * log (1 / 10^-13 ) .

Risolvendo l'equazione arriviamo al risultato di 0.385 , ovvero l'esatta metà del risultato indicato nella scheda d'esame .

Suppongo che l'errore risieda nel calcolo delle moli di elettroni scambiati poiche ponendo n=1 il risultato è di 0.77...

Potete aiutarmi ?

Come mai le moli di e- scambiate non sono due ma una sola ?

Vi ringrazio in anticipo .

Vincenzo.

Primo errore: il semielemento con concentrazione minore di H+, KOH 1 M, quindi [H+] = 10^-13 mol/L, è l'anodo.

Secondo errore: 2 moli di H+ scambiano 2 elettroni, quindi 1 mole ne scambia uno solo.

Quindi l'applicazione dell'equazione di Nernst è:

E(cella) = (0,0592/2) · log (1/10^-13)^2 = 0,770 V

oppure:

E(cella) = 0,0592 · log (1/10^-13) = 0,770 V

Intanto ti ringrazio per l'aiuto. Ne approfitto per esporti un dubbio. Hai scritto che 1 mole H+ scambia un elettrone , ma in questo caso non abbiano due moli di H +? Grazie ancora.

Osserva bene le espressioni che ho scritto: se consideri 2 elettroni, devi elevare le concentrazioni di H+ sia al catodo (1 mol/L) che all'anodo (10^-13 mol/L) al quadrato.

Oppure si possono anche calcolare separatamente i potenziali di ciascun elettrodo:

E(catodo) = 0,000 + 0,0592/2 · log (1)^2/1^1 = 0,000 V

E(anodo) = 0,000 + 0,0592/2 · log (10^-13)^2/1^1 = -0,770 V

E poi calcolare il potenziale della cella elettrochimica:

E(cella) = E(catodo) - E(anodo) = 0,000 - (-0,770) = 0,770 V

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E poi ancora, cosa cambia se scrivi le semireazioni così?!?!?

Ossidazione...........1/2 H2(g) --> H+ + 1 e-

Riduzione..............H+ + 1 e- --> 1/2 H2(g)

In quest'ultimo caso i potenziali dei due elettrodi sarebbero:

E(catodo) = 0,000 + 0,0592 · log 1^1/1^0,5 = 0,000 V

E(anodo) = 0,000 + 0,0592 · log (10^-13)^1/1^0,5 = -0,770 V

E(cella) = E(catodo) - E(anodo) = 0,000 - (-0,770) = 0,770 V

Perfetto ti ringrazio , penso si possa chiudere .