Calcolo di H+ dall'equazione di Nernst

[Rosa]

Buongiorno sto svolgendo questo esercizio allegato  ma mi trovo in difficoltà nel primo quesito con il calcolo degli H+, perché ho dei risultati anomali e vorrei sapere per favore dove sbaglio ringraziandovi in anticipo e augurandovi buon anno !

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Ho provato a rispondere al quesito successivo

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Forse lo sbaglio è nei coefficienti stechiometrici a cui dovevo elevare le specie?

[LuiCap]

Nel comparto B non c'è una soluzione di acido debole HA, ma una sua soluzione tampone HA/A-.
Inoltre nel testo c'è scritto chiaramente che il comparto A è l'elettrodo positivo, cioè il CATODO in cui avviene la riduzione degli H+, e il comparto B è l'elettrodo negativo, cioè l'ANODO in cui avviene l'ossidazione dell'H2.

         

[Rosa]

La ringrazio mi eserciterò con altri problemi simili!

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Quindi catodo e anodo si definiscono in base alla [H+], io invece guardavo la concentrazione totale dell'acido pensavo che chi fosse più concentrato sarebbe stato l'anodo. Quindi devo sempre vedere la forza di dissociazione ?

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Intendo nel caso in cui nel testo mi chiedesse di dire quale sia l'anodo o il catodo e non fosse specificato

[Rosa]

E qui 1 al denominatore indica la concentrazione di H2?

[LuiCap]

In una pila a concentrazione di H+ per stabilire quale è il CATODO (+) e l'ANODO (-) devi considerare tutte le variabili in gioco, ovvero la forza dell'acido, la sua concentrazione e la pressione di H2.

Esempio 1
Comparto A: HCl 0,00100 M / P H2 = 0,525 atm
E(A) = 0,0592 · log (0,00100/0,525) = -0,161 V si comporta da ANODO
Comparto B: CH2ClCOOH (acido cloroacetico) 1,00 M (Ka = 1,4·10^-3) / P H2 = 0,985 atm
[H+]^2 + 1,4·10^-3[H+] - 1,4·10^-3 = 0
[H+] = 3,67·10^-2 mol/L
E(B) = 0,0592 · log (3,67·10^-2/0,985) = -0,0846 V si comporta da CATODO
E(pila) = -0,0846 - (-0,161) = 0,0765 V

Esempio 2
Comparto A: HCl 0,100 M / P H2 = 0,920 atm
E(A) = 0,0592 · log (0,100/0,920) = -0,0571 V si comporta da CATODO
Comparto B: CH2ClCOOH (acido cloroacetico) 1,00 M (Ka = 1,4·10^-3) / P H2 = 0,655 atm
[H+]^2 + 1,4·10^-3[H+] - 1,4·10^-3 = 0
[H+] = 3,67·10^-2 mol/L
E(B) = 0,0592 · log (3,67·10^-2/0,655) = -0,0741 V si comporta da ANODO
E(pila) = -0,0571 - (-0,0741) = 0,0170 V

Nell'equazione di Nernst il termine logaritmico rappresenta il quoziente di reazione Q in cui:
- la concentrazione dei soluti (che viene equiparata alla loro attività) è espressa in mol/L
- la concentrazione dei solidi e dei liquidi puri e dei solventi è uguale a 1 mol/L
- la pressione dei gas è espressa in atm

[Rosa]

Con le pile trovo ancpra tante difficoltà, sto svolgendo questo :è possibile che gli H+ siano uguali in I e II mi sa che devo considerare le pressioni differenti? È un tampo? Ancora non l'ho del tutto svolto.

[LuiCap]

No Rosa, sei completamente fuori strada
Prima ancora di applicare l'equazione di Nernst sei in difficoltà a comprendere quali equilibri acido-base si instaurano nei due compartimenti.

Prova a proseguire con i suggerimenti che ti fornisco.
È ovvio che la concentrazione degli H+ nei due compartimenti non può essere la stessa, così come non è la stessa la pressione dell'H2 di cui devi tener conto per calcolare i potenziali dei due elettrodi.

   

[Rosa]

Intanto Le allego il testo scritto e provo a risvolgerlo ho sbagliato pure l'allegato che volevo mandare. Ho fatto un pasticcio con gli schemi riprovo

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Ma trovo prima gli OH- con la quadratica?

[LuiCap]

Hai rimesso lo stesso allegato di prima... non capisco???

   

[Rosa]

Ho rimesso solo il testo, perché a me non appare nel vecchio messaggio?! Invece lo svolgimento lo stavo rifacendo .Per trovare kb adesso devo considerare come è legata a ka? Scusi ma sono suonata!