Elettrolisi

[diddu]

Una barra di Ni, immersa in una soluzione di Ni++
 a concentrazione 1x10-3 M viene accoppiata ad un secondo semielemento in cui una lamina di Ag è immersa in una 
soluzione di ioni Ag+ a concentrazione 8x10-2M. Sapendo che i valori di E° valgono rispettivamente: 
E°Ni2+/Ni = -0,250 V ; E°Ag+/Ag = 0,799 V 
 
scrivere la reazione che avviene spontaneamente nella pila. Determinare inoltre la polarità 
dei due elementi, la f.e.m. della pila a 25° C ed evidenziare la relazione tra f.e.m. e la 
costante di equilibrio della reazione. 

Grazie a tutti

[LuiCap]

Il titolo che hai dato non corrisponde all'esercizio che poi hai scritto

In condizioni standard, gli E° ci dicono che nel semielemento che possiede un potenziale di riduzione maggiore avviene la semireazione di riduzione:
semiox Ni Ni2+ + 2e-
semired 2 x (Ag+ + e- Ag)
_______________________________
redox Ni(s) + 2Ag+(aq) Ni2+(aq) + 2Ag(s)

Gli e- fluiscono dalla semicella Ni2+/Ni che si carica negativamente (anodo) e passano all'altra semicella Ag+/Ag che si carica positivamente (catodo).
In soluzione l'equilibrio elettrico avviene attraverso il ponte salino che collega le due semicelle: gli anioni migrano nella semicella di ossidazione, mentre i cationi migrano nella semicella di riduzione.

I potenziali delle due semicelle si calcolano attraverso l'equazione di Nernst:
E+ = 0,799 + 0,05916 x log(8,0·10-2) = 0,734 V
E- = -0,250 + 0,05916/2 x log(1,0·10-3) = -0,339 V

La differenza di potenziale fra i due elettrodi è data da:
Ecella = E+ - E- = 1,073 V
oppure
Ecella = E°cella + 0,05916/n x log[Ag+]^2/[Ni2+]
Ecella = 1,049 + 0,05916/2 x log[(8,0·10-2)^2/(1,0·10-3)] = 1,073 V

Quando Ecella = 0, la cella è in condizioni di equilibrio, pertanto il quoziente di reazione [Ag+]^2/[Ni2+] è uguale alla costante di equilibrio Keq:
0 = E°cella + 0,05916/n x log Keq
da cui:
Keq = 10^n x E°/0,05916
Keq = 10^(2 x 1,049)/0,05916 = 2,91·10^35 = 3·10^35