Esercizio su pila e solubilità
Buon pomeriggio,

avrei bisogno di un aiuto per capire se lo svolgimento di questi due esercizi è corretto o meno.

1) Calcola i grammi di PbSO4 che precipitano mescolando 15ml di PbCl2 1mM con 90ml di Na2SO4 8,00x10^-4M. Calcola anche la solubilità in g/dm^3 del sale in tale soluzione. (kps=1,8x10^-8)
2) Calcola la fem di una pila fatta da due elettrodi di Ag immersi uno in una soluzione 0,1M di AgNO3 e l'altro in una soluzione satura di AgCl. (E° Ag+/Ag= 0,80V; kps=1,7x10^-16

Lo svolgimento del primo l'ho postato come allegato. Il secondo l'ho risolto così: 

AgCl---->[Ag+] [Cl-]   kps= 1,7x10^-16= s^2      s=√kps= 1,30x10^-8

Al catodo avviene riduzione Ag+ in Ag dell'argento contenuto in AgNo3
All'anodo avviene ossidazione di Ag in Ag+ dell'argento contenuto in AgCl

E(-)= 0,80-0,059xlog0,1
E(-)= 0,80+0,059
E(-)= 0,859V

E(+)= 0,80-0,059xlog1/1,30x10^-3
E(+)= 0,80-0,465
E(+)= 0,335V

f.e.m.= E(-) - E(+)= 0,859-0,335= 0,523V


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Nell'esercizio sulla pila hai fatto una gran confusione ;-)

   
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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Monty
Nemmeno a me torna il valore della kps,questo però è quello che il professore ci ha dato quindi l'ho preso per buono.
La cosa che non mi torna è il + davanti 0,059 nell'equazione di Nernst.
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Puoi anche mettere -0,059, ma allora devi invertire il rapporto del log:

E = E° + 0,059/ne- x log [ox][red]
oppure
E = E° - 0,059/ne- x log [red][ox]
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Luisa

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Ah, ok. Adesso mi è più chiaro. L'altro esercizio è corretto?
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Nell'altro esercizio avrei solo calcolato in modo diverso la massa di PbSO4 che precipita dopo aver mescolato le due soluzioni.

Si formano 1,5·10^-5 g di PbSO4 in un volume di 0,105 L, perciò:
[PbSO4] = 1,5·10^-5 mol/0,105 L = 1,43·10^-4 mol/L
Dato che la solubilità in acqua del PbSO4 è 1,34·10^-4 mol/L, le mol/L che precipitano sono:
1,43·10^-4 - 1,34·10^-4 = 8,69·10^-6 mol/L
che corrispondono ad una massa di:
8,69·10^-6 mol/L x 0,105 L x 303,3 g/mol = 0,000277 g PbSO4 che precipitano

In seguito calcolo la nuova solubilità del PbSO4 in presenza di 5,43·10^-4 mol/L di ione in comune SO42-.
Non è troppo corretto trascurare la s come termine additivo, perché la nuova solubilità, risolvendo l'equazione di secondo grado, risulta 3,13·10^-5 mol/L
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Luisa

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L'unica cosa che non mi torna è il calcolo della concentrazione di PbSO4 che precipitano. Perchè si sottrae alla concentrazione di PbSO4 la sua solubilità in acqua? Il calcolo della concentrazione di PbSO4 che precipitano non si poteva calcolare così:
Kps= [Pb2+][SO42-]=1,8x10^-8=[1,43x10^-4-x][6,86x10^-4-x]

Nell'esercizio della pila mi è venuto un dubbio: la pila in questione è una pila a concentrazione?
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Certo, è una pila a concentrazione, in cui:
- il semielemento con [Ag+] maggiore si comporta da catodo e l'elettrodo di Ag in essa immerso aumenta la sua massa;
- il semielemento con [Ag+] minore si comporta da anodo e l'elettrodo di Ag in essa immerso diminuisce la sua massa.

   


Per quanto riguarda l'esercizio sulla precipitazione del PbSO4, l'ultimo tuo passaggio non lo capisco.
Anche io però, nella risposta precedente ero stata troppo precipitosa, perché la massa di 0,000277 g di PbSO4 calcolata è quella che precipita in acqua, non in presenza di un eccesso di ione SO42-.
Ti allego quella che secondo me è la risoluzione dell'intero esercizio:

      
Ciao
Luisa

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Grazie mille. Gentilissima.
Ultime due cose:
1) nell'esercizio del PbSO4 nel calcolo della nuova solubilità del PbSO4, come mai viene messo ≥s? Nel caso in cui l'equazione di 2° grado avesse dato due risultati positivi, quale si sarebbe dovuto scegliere? Lo chiedo perché mi è successo già qualche volta.
2) Nel libro in cui studio, riguardo le pile a concentrazione, c'è scritto l'elemento con concentrazione maggiore tende a ridursi al catodo, l'altro invece tende a ossidarsi. È corretta come affermazione?
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1) Si può anche omettere di scrivere ≥s perché, in ogni caso, la quantità di AgCl solido è indeterminata; quello che conta è che all'inizio ci sia una quantità di AgCl solido sufficiente a rendere satura la soluzione. La concentrazione della soluzione satura resta sempre la stessa anche se la quantità di soluto presente come corpo di fondo varia.
Se si ottengono due risultati positivi dalla risoluzione di una equazione di 2° grado, deve essere scelto quello che è maggiormente in accordo con la grandezza che si sta ricercando nell'ambito di un determinato esercizio.

2) L'affermazione del tuo libro riguardo alle pile a concentrazione è corretta; non è altro che quella da me scritta detta in altro modo.

(-) Anodo --> Ossidazione (entrambi i termini iniziano per vocale), cioè perdita di e-
In soluzione rimane un eccesso di cationi che viene compensato dalla migrazione degli anioni presenti nel ponte salino, da cui deriva il nome dell'elettrodo (anodo)

(+) Catodo --> Riduzione (entrambi i termini iniziano per consonante), cioè acquisto di e-
In soluzione rimane un eccesso di anioni che viene compensato dalla migrazione dei cationi presenti nel ponte salino, da cui deriva il nome dell'elettrodo (catodo)
Ciao
Luisa

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