Problema base di applicazione formule su elettrochimica

[pikoka]

Salve a tutti
Ho appena inziato a studiare elettrochimica e non mi è molto chiara. Ho provato a fare un esercizio ma non capisco come farlo. Se potreste gentilmente darmi una mano a capire meglio. Il testo è il seguente:
Supponiamo che nella cella
  Zn(s) | ZnSO4 (aq, 0,100M) || CuSO4 (aq, 0.100M) | Cu(s) 
gli elettrodi siano collegati tra di loro e la cella sia lasciata scaricare completamente a 25 gradi C.
Qual è il potenziale risultante dalla cella? Quali sono le concentrazioni finali di Zn2+ (aq) e Cu2+ (aq)? 

Ho supposto che il potenziale della cella sia 0 perchè lasciata scaricare. Dovrei applicare formule per capirlo?   
Per trovare le concetrazioni ho pensato di ricavarmele dall'equilibrio con la formula : lnK= Ve E°cell / 0.02570 V 
scrivendo l'equilibrio suppongo che le concentrazioni si SO4- e CuSo4 siano 0,100 e isolando Zn2+ e Cu2+ considerandoli un unico fattore alla seconda di trovarmi poi il loro valore. Ma il risultato mi dice che zn2+ è 0.200 M e Cu2+ vale 1x10^-38M. Quindi il mio ragionamentpo è palesemente sbagliato. Perdièpiù se considerassi il potenziale 0 e lo andassi a sostituire alla formula mi verrebbe zero. Quindi ho toppato tutto alla grande. Forse dovrei considerare la relazione del potenziale standard con il quoziente di reazione
ringrazio in anticipo chiunque rispondesse 

[Mario]

L'esercizio è da principianti. Se ci sono difficoltà di questo tipo occorre sforzarsi maggiormente nello studio.


Si deve applicare l'equazione di Nernst:
E=Eo+(0,059/n)*log[Cu++]     dove n=2 elettroni scambiati nella reazione al polo (+) Cu++ + 2e- 2Cu

E=0,34+(0,059/2)*log[0,1]
  =0,3105 V

stesso ragionamento per lo Zn++
E=-0,76+(0,059/2)*log[0,1]
  = -0,7895 V

La FEM della pila è:
E= Ec-Ea
  =0,3105-(-0,7895)
  =1,1 V

Per calcolare le concentrazioni quando si raggiunge l'equilibrio,ovvero apila scarica si deve applicare una variante della Nernst ricavata a partire dall'energia libera standard:
E° = (R*T/n * F) * ln K

covertendo in log e sostituendo si ha:
K = (2*96500*1,1)(2,3*8,31*298)
    = 10^37,5 = [Zn++]/[Cu++]
Se ne deduce che quasi tutto lo ione Cu++ è ridotto dallo zinco. La concentrazione dello zinco sarà percio il doppio dell'iniziale (0,2M), mentre quella del rame risulterè pari a 2*10^-37,5M




saluti
Mario

[pikoka]

La ringrazio.

[Mario]

Sono I potenziali di riduzione standard e  sono reperibili su qualunque testo di elettrochimica. 

Saluti
Mario