Pila

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luckberbere

2016-11-21 10:20

Ciao a tutti,  proprongo un nuovo esercizio. 

Testo: In una cella elettrochimica avviene la seguente reazione da bilanciare con il metodo ionico elettronico: (Vedi Foto) 

Dopo aver schematizzato la pila nella quale avviene la reazione sopra scritta,  etc etc etc. 

Problema: come la schematizzo la pila? 

Dovrei capire che tipo di elettrodi sono solo guardando la reazione? Come faccio? Ci sono dei criteri logici? 

 

Grazie.

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LuiCap

2016-11-21 11:07

Nella redox hai sbagliato il conteggio delle molecole di H2O:

3 HClO2 + 2 Cr(3+) + 4 H2O --> 3 HClO + Cr2O7(2-) + 8 H(+)

All'anodo (-) avviene l'ossidazione, quindi nella semicella di sinistra ci dovranno essere ioni Cr(3+), Cr2O7(2-) a pH < 7; il contatto elettrico è fornito da un filo di metallo inerte, Pt.

Al catodo (+) avviene la riduzione, quindi nella semicella di destra ci dovranno essere HClO, HClO2 a pH < 7; il contatto elettrico è fornito da un filo di metallo inerte, Pt.

La schematizzazione della pila è:

(-) Pt | Cr(3+), Cr2O7(2-), pH < 7 || HClO, HClO2, pH < 7 | Pt(+)

Il potenziale della pila sarà:

E(pila) = E°(pila) - 0,05916/6 · log ([HClO]^3·[Cr2O7(2-)]·[H+]^8 / [HClO2]^3·[Cr(3+)]^2)

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luckberbere

2016-11-21 11:21

Per quanto riguarda il conteggio delle molecole di H2O credo sia uguale in quanto ho considerato gli ioni H3O+ e non H+.

Per il resto il ragionamento fila,  ma non c'è possibilitá di equivoco? 

Inoltre se a pedice avessi avuto gas potrebbero essere stati elettrodi a gas?

Inoltre l'esercizio chiede di calcolare il deltaE° utilizzando la tabella dei potenziali standard,  ma la riuzione del cloro in esame non è tabellata.

LuiCap

2016-11-21 13:46

Scusa, per il conteggio dell'acqua hai ragione, è la stessa cosa.

Io non vedo alcuna possibilità di equivoco; entrambe le semicelle sono costituite da un elettrodo di terza specie, cioè una soluzione contenente la specie redox sia nella forma ossidata che nella forma ridotta con inserito un metallo inerte.

Se nella redox sono presenti sostanze gassose, l'elettrodo a gas è costituito dal gas immesso ad una certa pressione, dalla sua specie ossidata o ridotta e un metallo inerte, ad esempio:

Pt|H2(g), H+||

Pt|O2(g), H+||

Pt|O2(g), OH-||

Pt|O2(g), H2O2(aq)||

È possibile ricavare l'E° di una reazione mancante in tabella ricavanolo dalla somma di due reazioni con E° noti.

Si utilizza la relazione: ΔG° = -nFE°

Quando si sommano tra loro due reazioni per ottenerne una terza, la somma dei singoli valori dei ΔG° deve essere uguale al valore totale di ΔG°.

Latimar_.jpg
Latimar_.jpg

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luckberbere

2016-11-21 14:45

Ok, innanzi tutto ti ringrazio perchè comincio a vedere la luce, tuttavia ho due problemi. Il primo problema è che la seconda semireazione da te indicata non è presente nella mia tabella (non so se posso citare il libro) non so se è un errore. Il secondo problema è che cosi il risultato non è quello atteso mentre se dalla relazione da te indicata il numeratore fosse -1.63+3*1.64 verrebbe il deltaE° indicato sul testo. Potrebbe essere il deltaG della seconda reazione negativo?

TrevizeGolanCz

2016-11-21 14:51

Puoi citare il libro ;-)

luckberbere

2016-11-21 16:32

Sui deltaG mi sono risposto da solo,  in quanto essendo i potenziali standard definiti per le sole riduzioni girando la prima reazione l'eq associata cambia segno.  Tuttavia non capisco da dove prendere il potenziale std.  Associato alla reazione con l'HClO2.


Il deltaE° così è quello atteso.

20161121_172951.png
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LuiCap

2016-11-21 18:56

Scusami, hai ragione tu riguardo all'E° della coppia HClO2/HClO.

Ho allegato la dimostrazione corretta al precedente post.

Io uso la Tabella dei potenziali standard di riduzione che si trova al seguente link:

http://rodomontano.altervista.org/dati.php

(Appunti e Guide --> Appunti)

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luckberbere

2016-11-24 14:03

Ok,  e fin qui va bene e ti ringrazio,  ma per finire in bellezza l'esercizio non mi viene nemmeno l'ultimo punto. 

Testo: a pH=0 con concentrazioni dei vari ioni riportati in allegato si trova un voltaggio di 0.15V. Calcolare la concentrazione del Cr^3+ nella cella. 

(per semplicitá si considerino i coefficienti di attivitá unitari) 

Premesso che non capisco quali coefficienti considerare unitari,  non mi viene..

20161124_150222.png
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LuiCap

2016-11-24 19:43

In tutti gli equilibri in soluzione acquosa il vero contributo di ogni specie è definito "attività" e tiene conto delle interazioni che si hanno fra i vari ioni presenti:

attività di una specie = molarità della specie · coefficiente di attività

In soluzione molto diluita il coefficiente di attività si considera uguale a 1, perciò l'attività coincide numericamente con la molarità.

Prima di rispondere al tuo dubbio riguardo al diverso risultato di [Cr3+] che ottieni ti chiedo, per cortesia, di trascrivere per intero (e non "a pezzi come hai fatto) il testo di tutto l'esercizio; vorrei capire quali dati ti vengono forniti e quali invece si devono ricercare (o calcolare) in modo autonomo.

Grazie.

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luckberbere

2016-11-25 14:02

Foglio 1


Foglio2

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20161125_150011.png
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LuiCap

2016-11-25 14:59

Hai sbagliato ad impostare l'equazione di Nernst per per la redox bilanciata. :-(

pila [Cr3+].jpg
pila [Cr3+].jpg

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luckberbere

2016-11-25 16:54

Eh si, hai ragione! eheheheh

Grazie mille!!!