esercizio elettrochimica

[paola890]

Salve, tra un po' giorni ho l'esame di chimica, mi stavo chiedendo quale fosse la risoluzione di questo problema

Calcolare la f.e.m. di una pila costituita dai due elettrodi
a) coppia IO - (0,1M) / I 2 (s) in ambiente basico (pH = 9,0) (E° = 0,43V)
b) coppia In 3+ (0,1M) / In + (0,2M) (E° = -0,44V)
Disegnare schematicamente la cella in discussione.

Le due semireazioni sono:

IO- - I2 + e
2e + In3+ -- In +

Allora io ho pensato che per lo schema della pila il catodo si trova a destra (+) e l'anodo si pone a sinistra (-). Non so se è giusto fare questa condizione a priori e quali considerazioni dovrebbero farsi..
Poi successivamente ho impostato l'equazione di Nerst per trovare i due potenziali, il problema mi fornisce E° e successivamente dopo averli trovati dovrei sottrarli per ottenere la f.e.m. 

L'equazione di Nerst per la prima coppia risulta essere:

E=E° + 0,0591/1 * log (I2)/ (IO-) ma non so la concentrazione di entrambi e non so come sfruttare l'informazione "in ambiente basico" a mio favore

L'altra equazione di Nerst risulta essere:

E=E° + 0,0591/5 * log (0,1)/(0,2) risultante 0,12

Chiedo aiuto e chiedo scusa se ho scritto fesserie

[LuiCap]

Ci sono diversi errori.

L'ordine con cui devi svolgere l'esercizio è:

1) scrivere la semireazione redox della coppia a):
2 IO(-) + H2O(l) + 2 e- I2(s) + 2 OH-........ E° = 0,43 V
correzione:
2 IO(-) + 2 H2O(l) + 2 e- I2(s) + 4 OH-........ E° = 0,43 V

2) calcolare il potenziale di questa coppia con l'equazione di Nernst:
E = E° + 0,0591/2 · log [IO-]^2 · [H2O] / [I2] · [OH-]^2
L'H2O è un liquido puro e lo iodio è un solido puro, perciò [H2O] = [I2] = 1 mol/L
[OH-] = 10^-pOH = 10^-5 mol/L
[IO-] = 0,1 mol/L
E = 0,43 + 0,0591/2 log [0,1^2 / (10^-5)^2]
correzione:
E = 0,43 + 0,0591/2 log [0,1^2 / (10^-5)^4]

3) scrivere la semireazione redox della coppia b):
In3+ + 2 e- In+...............E° = -0,44 V

4) calcolare il potenziale di questa coppia con l'equazione di Nernst:
E = E° + 0,0591/2 · log [In3+] / [In+]
[In3+] = 0,1 mol/L
[In+] = 0,2 mol/L
E = -0,44 + 0,0591/2 log (0,1 / 0,2)


5) In base ai valori numerici delle due semicoppie redox stabilire quale si comporta da anodo e quale da catodo.

6) Calcolare la fem della pila:
E(pila) = E(catodo) - E(anodo)

7) Disegnare lo schema della pila (o cella elettrochimica) in discussione sapendo che, per convenzione, l'anodo deve essere scritto a sinistra e il catodo a destra.

A me risulta:
E(pila) = 1,115 V
correzione
E(pila) = 1,411 V

[paola890]

Ci sono diversi errori.

L'ordine con cui devi svolgere l'esercizio è:

1) scrivere la semireazione redox della coppia a):
2 IO(-) + H2O(l) + 2 e- I2(s) + 2 OH-........ E° = 0,43 V

2) calcolare il potenziale di questa coppia con l'equazione di Nernst:
E = E° + 0,0591/2 · log [IO-]^2 · [H2O] / [I2] · [OH-]^2
L'H2O è un liquido puro e lo iodio è un solido puro, perciò [H2O] = [I2] = 1 mol/L
[OH-] = 10^-pOH = 10^-5 mol/L
[IO-] = 0,1 mol/L
E = 0,43 + 0,0591/2 log [0,1^2 / (10^-5)^2]

3) scrivere la semireazione redox della coppia b):
In3+ + 2 e- In+...............E° = -0,44 V

4) calcolare il potenziale di questa coppia con l'equazione di Nernst:
E = E° + 0,0591/2 · log [In3+] / [In+]
[In3+] = 0,1 mol/L
[In+] = 0,2 mol/L
E = -0,44 + 0,0591/2 log (0,1 / 0,2)


5) In base ai valori numerici delle due semicoppie redox stabilire quale si comporta da anodo e quale da catodo.

6) Calcolare la fem della pila:
E(pila) = E(catodo) - E(anodo)

7) Disegnare lo schema della pila (o cella elettrochimica) in discussione sapendo che, per convenzione, l'anodo deve essere scritto a sinistra e il catodo a destra.

A me risulta:
E(pila) = 1,115 V

Grazie mille Luisa, ho provato ad eseguire i passaggi da lei indicati.. ho alcuni dubbi

1) L'H2O è un liquido puro e lo iodio è un solido puro, perciò [H2O] = [I2] = 1 mol/L ... non riesco a capire questa affermazione, evidentemente mi manca qualche nozione e anche l'equazione di Nerst per quella coppia non mi è molto chiara

2) Quando andiamo a svolgere l'equazione di Nerst.. la somma del potenziale + 0,0591/n va moltiplicata per il  risultato del logaritmo? non riesco a trovarmi con il risulto da lei indicato

è la prima volta che mi rapporto con questi problemi, sto provando a dare chimica da non frequentante

[LuiCap]

Scusami, ho risposto troppo in fretta. Rifaccio.

      

Sì, ti mancano delle nozioni.
Ti allego qualche scansione tratta da:
D. C. Harris
Chimica analitica quantitativa
Zanichelli, Bologna, 1991