Calcolare la fem
Clorato di potassio e idrossido cromico reagiscono in presenza di idrossido di potassio a dar cromato di potassio e h2o. Calcolare i grammi di cromato di potassio che si ottengono con 150g di clorato di potassio con 120g di idrossido cromico e 300g di KOH. Considerando tutti in soluzione 0,10M eccetto idrossido cromico(s). Calcolare fem e schema pila


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Hai commesso diversi errori nell'impostazione della cella elettrochimica o pila:
- il processo di OSSIDAZIONE genera un eccesso di e- sull'elettrodo metallico che si carica perciò NEGATIVAMENTE e si chiama ANODO; questi elettroni circolano nel cavo metallico esterno e si dirigono verso l'altro elettrodo dove avviene il processo di RIDUZIONE;
- durante il processo di RIDUZIONE si genera un difetto di e- sull'elettrodo metallico che si carica perciò POSITIVAMENTE e si chiama CATODO;
- il potenziale di riduzione standard della semicella ClO3(-)/Cl(-) non è 1,45 V perché la redox non avviene in ambiente acido, bensì basico; in ambiente basico E°(+) è 0,62 V;
- il testo dice chiaramente che le concentrazioni di tutte le specie in soluzione acquosa è 0,10 M, perciò la reazione non avviene a pH 7:

Ti saresti dovuto accorgere di tutto questo dal valore della fem che ottieni nel calcolo: un valore negativo indica che il processo non è spontaneo e quindi non può avvenire!!!
D'altra parte una pila serve per trasformare l'energia chimica in energia elettrica, quindi la differenza di potenziale è sempre positiva.

      
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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il potenziale standard è assegnato dalla traccia
E°clorato/cloruro= 1,45 V
E°cromato/idrossido_cromico= -0,13V

dici che la concentrazione degli OH- è 0,10 perchè sono  quelli che si ricavano dall'idrossido di potassio??
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Rileggendo bene il testo che hai scritto mi sono resa conto che non è molto chiaro.
"Considerando tutti in soluzione 0,10M eccetto l'idrossido cronico (s)."
Perché concludi la frase con un punto?
Puoi allegare il testo originale?
Grazie.
Ciao
Luisa

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3) Il clorato di potassio e l’idrossido cromico reagiscono in presenza di idrossido di potassio a dare cromato di potassio, cloruro di potassio e acqua. Calcolare i grammi di cromato di potassio che si ottengono facendo reagire 150 g di clorato di potassio con 120 g di idrossido cromico e con 300 g di idrossido di potassio. Considerando l’idrossido cromico come solido e tutti gli altri composti come in soluzione, disegnare lo schema della pila che può sfruttare la reazione descritta sopra e calcolarne la forza elettromotrice quando le concentrazioni di tutte le specie in soluzione sono 0,10 M. clorato cloruro E / = 1,451 V; cromato idrossido cromico       E / _ = – 0,13 V [cromato di potassio = ……..…g] [ fem = ….……… V

ho fatto copia è incolla
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Nella prima parte dell'esercizio i reagenti vengono introdotti nello stesso recipiente in modo da trasformare l'energia chimica in energia termica; i reagenti (Cr(OH)3(s), KOH e KClO3) non sono in quantità stechiometrica e si otterrà perciò una quantità in moli di K2CrO4 pari a quella del reagente limitante, il Cr(OH)3(s).

Nella seconda parte dell'esercizio i reagenti vengono introdotti in due recipienti diversi in modo da trasformare l'energia chimica in energia elettrica: il semielemento contenente Cr(OH)3(s) si trova in ambiente basico e si comporta da anodo (-) in quanto possiede un E° di riduzione minore dell'altro (-0,13 V), mentre il semielemento contenente KClO3 si trova in ambiente acido e si comporta da catodo (+) in quanto possiede un E° di riduzione maggiore.

   
Ciao
Luisa

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ora perchè puoi mettere H+ nella riduzione del cloro??

ClO3-  + 6e-  --> Cl- + 6OH-    (+)

E(+)= E°+0,0591/6 log [1/0,10^6]= 1,509 V
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La semireazione che hai scritto non è bilanciata:
ClO3-  + 6e-  --> Cl- + 6OH-    (+)
- il bilancio di massa è sbagliato: hai 3 atomi di O a sx e 6 atomi di O a dx; hai 0 atomi di H a sx e 6 atomi di H a dx.
- il bilancio di carica è OK: 7 cariche negative a sx e a dx.

Lo ione clorato si riduce a ione cloruro sia in ambiente basico che in ambiente acido.

Ambiente basico:
ClO3- + 3H2O + 6e- <==> Cl- + 6OH-.......................E° = 0,62 V
perciò il suo potenziale di riduzione con soluzioni 0,10 M è:
E(+) = 0,62 + 0,0591/6 log (0,10)/(0,10 x 0,10^6) = 0,679 V

Ambiente acido:
ClO3- + 6H+ + 6e- <==> Cl- + 3H2O.......................E° = 1,45 V
perciò il suo potenziale di riduzione con soluzioni 0,10 M è:
E(+) = 1,45 + 0,0591/6 log (0,10 x 0,10^6)/(0,10) = 1,39 V

Se il testo dice di considerare un E° di 1,45 V, significa che nella costruzione della pila il semielemento CLO3-/Cl- si trova in ambiente acido, quindi il potenziale E(+) del catodo è 1,39 V.
Ciao
Luisa

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ma in questo caso il testo non dice in ambiente acido ma in presenza di KOH probabilmente il potenziale standard è messo a caso senza considerare il fatto che sia in ambiente acido o basico
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Ho già provato a spiegarti che se metti Cr(OH)3, KOH e KClO3 tutti insieme in un recipiente con acqua, usando Cr(OH)3 in difetto ottieni che quest'ultimo si ossida completamente a K2CrO4. L'ambiente di reazione è sicuramente basico, quindi l'E° clorato/cloruro da considerare è sicuramente quello in ambiente basico, cioè 0,62 V. In questo caso il trasferimento di elettroni non produce energia elettrica.

Se invece metti Cr(OH)3 e KOH con un elettrodo di Pt in un recipiente, colleghi quest'ultimo mediante un cavo metallico con un altro elettrodo di Pt immerso in una soluzione di KClO3 e HCl contenuta in un secondo recipiente ed infine colleghi i due recipienti con un ponte salino, gli elettroni circolano lungo il cavo metallico dal Pt immerso nel primo recipiente al Pt immerso nel secondo recipiente producendo energia eletttrica. In questo caso il KClO3 si trova in ambiente acido, quindi l'E° da considerare è 1,45 V.

Non oso nemmeno pensare che in un esercizio d'esame mettano dei potenziali a caso ;-)
Ciao
Luisa

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