ESERCIZIO SULLA CELLA GALVANICA

[Roberto Clemente]

Salve a tutti ho difficolta con il seguente esercizio:
Calcolare il potenziale di una cella galvanica formata da un elettrodo standard ad idrogeno e da un elettrodo di cromo immerso in una soluzione 0,01 M di nitrato di cromo (III). Scrivere la reazione redox complessiva e calcolare la costante di equilibrio.

Se gentilmente mi potete spiegare i passaggi. Grazie a tutti

[Beefcotto87]

1- Niente titolo in maiuscolo, equivale ad urlare; 2- Se posti un esercizio, posta anche il tentativo di risoluzione

[Roberto Clemente]

Ok per il maiuscolo.
Non ho messo nessun tentativo perchè non so da dove iniziare. Comunque va bene, cerco altrove.

[Geber]

Si presuppone che tu abbia studiato un minimo di teoria e sui libri ci sono esercizi svolti simili a quello che hai postato.
Quindi una risoluzione, seppur sbagliata, puoi provare a farla e postarla.
Se poi vuoi la pappa pronta, qua non è il luogo. Se no, vai da uno che ti faccia le ripetizioni e magari ti spiega passo passo come fare.
Qua, se metti una tua risoluzione stai certo che ti si aiuta. Ma fare tutto noi, no. Anche perché io sono dell'idea (e insegno da tempo) che se uno prova, capisce poi gli errori e migliora.

[Roberto Clemente]

La pappa pronta non la pretendo da nessuno. Sto cercando di arrivarci con il ragionamento ma è un argomento ostico per me personalmente e il libro di testo che al momento uso non si spreca più di tanto con gli esempi e gli esercizi. Ho chiesto gentilmente se mi potete spiegare i passaggi così da iniziare a fare chiarezza ma ripeto va bene, cerco altrove. Grazie.

[Beefcotto87]

Cerca di dire quello che sai, poi in base a quello ti si danno delle dritte!

[FLaCaTa100]

Se sei arrivato alle celle galvaniche come minimo stechiometria già l'hai fatta per cui comincia con lo scrivere la reazione che avviene nella cella, poi ne riparliamo

[Geber]

Basta prendere in mano la tabella dei potenziali standard di riduzione e cercare l'elettrodo standard ad idrogeno e il cromo visto che hai una lamina di cromo immersa in una soluzione di cromo(III).
Scrivi le due semi-reazioni redox con annesso il potenziale di ognuna e vedi chi si comporta da catodo e chi da anodo.
Da qui poi ragioni su cosa devi trovare e come muoverti. Non è difficile!

[Geber]

Catodo: 2 H⁺(aq) + 2 e⁻ → H₂(g) E⁰ = 0.00 V
Anodo: Cr → Cr³⁺ + 3e⁻ E⁰ = −0.74 V

Moltiplichiamo la reazione al catodo per 3 e quell'anodo per 2 per avere lo stesso numero di elettroni scambiati, quindi avremo:

6H⁺(aq) + 6 e⁻ → 3H₂(g)
2Cr → 2Cr³⁺ + 6e⁻

La reazione totale sarà 2Cr + 6H⁺(aq) → 2Cr³⁺ + 3H₂.

Quindi, dato che il potenziale elettrodico della cella si ricava come E⁰_cella = E⁰_catodo - E⁰_anodo, avremo che E⁰_cella è pari a 0.74 V.

A questo punto per calcolare la Keq serve la cara vecchia equazione di Nernst ovvero E⁰_cella = (RT/nF) lnQ. All'equilibrio Q = Keq. Sostituendo Q con Keq, ed i valori per R, T, e F, otteniamo:

E⁰_cella = (0.257/n) lnKeq = (0.0592/n) logKeq.

Da cui trovato il valore facendo i calcoli, basta usare un po' di matematica e avere Keq.

[LuiCap]

Perdonami Geber, ma il testo dell'esercizio non chiede il potenziale standard della cella, ma il potenziale della cella alle condizioni date.

Catodo
È l'elettrodo con potenziale maggiore in cui avviene la riduzione.
2 H+ + 2 e- H2
E(catodo) = E°(catodo) = 0,00 V

Anodo
È l'elettrodo con potenziale minore in cui avviene l'ossidazione.
Cr Cr3+ + 3 e-
E(anodo) = E°(anodo) + 0,0591/n e- log [Cr43+]
E(anodo) = -0,74 + 0,05916/3 log 0,01 = -0,779 V

La redox complessiva è:
6 H+ + 2 Cr 3 H2 + 2 Cr3+

Potenziale cella
E(cella) = E(catodo) - E(anodo)
E(cella) = 0,00 - (-0,779) = 0,779 V
oppure
E(cella) = E°(cella) - 0,05916/n e- log Q
quoziente di reazione = Q = [Cr3+]^2 / [H+]^6 = 0,01^2 / 1^6 = 0,0001
E(cella) = 0,74 - 0,05916/6 log 0,0001 = 0,779 V

Costante di equilibrio
Quando E(cella) = 0 la cella è in condizioni di equilibrio, perciò il quoziente di reazione Q è uguale alla costante di equlibrio K.
0 = E°(cella) - 0,05916/ n e- log K
0,05916/6 log K = 0,74
log K = 75,05
K = 10^75,05 = 1,12·10^75