esercizio pila

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Rosa

2017-08-05 15:07

Buonasera sto svolgendo l'esercizio dell'allegato ma non riesco a risolvere il primo passaggio che ho sottolineato in blu


Questo èil testo
Questo èil mio tentativo

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LuiCap

2017-08-05 18:39

L'equazione che hai scritto è sbagliata :-(

Si tratta di una pila a concentrazione nella quale il semielemento con concentrazione di H+ maggiore si comporta da catodo (soluzione dell'acido forte HI 7,35·10^-2 M) e il semielemento con concentrazione di H+ minore si comporta da anodo (soluzione dell'acido debole HF 4,02·10^-2 M).

Devi applicare l'equazione di Nernst per calcolare il potenziale del catodo (polo +) di cui conosci tutti i valori numerici.

In seguito, sapendo che:

Fem pila = E(catodo) - E(anodo)

puoi calcolare il potenziale dell'anodo (polo -) e, da qui, calcolare la concentrazione degli ioni H+ forniti dall'acido debole HF.

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Rosa

2017-08-05 21:38

ma perché quella che ho scritto non è l'equazione di Nerst? Grazie

LuiCap

2017-08-05 22:04

Si legge malissimo... forse ora ho capito quello che c'è scritto:

fem = 0,059 log [H+]+/[H+]-

Se è così va bene, scusa.

Per calcolare [H+]- devi applicare la proprietà dei logaritmi:

0,06962 = 0,059 ( log 0,0735 - log x)

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Rosa

2017-08-06 10:27

Scusi ma la mia app ha ridotto male le dimensioni...applicando le proprietà dei logaritmi x sarebbe la base coniugata? Ma poi per risolvere l'equazione devo applicare l'esponenziale?

LuiCap

2017-08-06 11:16

x è la concentrazione degli ioni H+ all'anodo che è uguale alla concentrazione della base coniugata F-.

Ovvio che devi usare l'esponenziale:

log x = a

x = 10^a

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Rosa

2018-01-25 09:53

Scusi ho provato a rispolverare questo vecchio esercizio, riallego il testo affinché si veda meglio. Può dirmi se va bene rispondere così al primo quesito? Ho posto n elettroni scambiati uguali a 1 senza capire il motivo ma semplicemente per abitudine. Dopo che fatto la riduzione gli elettroni scmbiati mi vengono 2. Non devo porre n:2?

Grazie

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LuiCap

2018-01-25 14:27

Si tratta di una pila a concentrazione in H+, nella quale l'equilibrio di ossido-riduzione da considerare è:

2 H+ + 2 e- <--> H2(g)

Questo significa che gli elettroni scambiati sono 2.

L'equazione di Nernst di ciascun elettrodo è:

E = E° + (0,0591/ne-) · log [ox]^n/[red]^n

E = 0,00 + (0,0591/2) · log [H+]^2/ 1

E = (0,0591/2) · log [H+]^2

E = 0,0591 · log [H+]

E = -0.0591 · pH

La tua risoluzione del punto 1) è sbagliata.

Non hai applicato in modo corretto l'equazione

fem pila = E(catodo) - E(anodo)

Devi avere la pazienza di fare tutti i passaggi algebrici per ricavare l'incognita che cerchi.

pila a concentrazione H+_1.jpg
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pila a concentrazione H+_2.jpg
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Rosa

2018-01-25 14:35

Ma perché il 2 si semplifica con la potenza? Ha cancellato la potenza e il denominatore perché applica la proprietà dei logartmi che il 2 si mette come coefficiente? Scusi se chiedo domande banali ma sono insicura

LuiCap

2018-01-25 15:07

Devi riguardarti le proprietà dei logaritmi!!!

Nell'equazione di Nernst le concentrazioni delle specie chimiche devono essere elevate ciascuna al proprio coefficiente stechiometrico.

2 mol di H+ scambiano 2 e-, perciò 1 mol di H+ scambia 1 e-.

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Rosa

2018-01-25 18:01

Sto provando a capire il quesito b) devo trovare il pH prima dell'aggiunta di KOH e poi dopo l'aggiunta penso

LuiCap

2018-01-25 21:19

Il pH della soluzione di HF prima dell'aggiunta della base forte lo puoi anche calcolare, ma non ti serve al fine del calcolo del volume di KOH da aggiungere per arrivare a pH 3,0.

Suggerimento: cosa succede ad una soluzione di acido debole a concentrazione nota quando aggiungiamo una base forte in difetto???

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Rosa

2018-01-26 09:59

Acido debole più base forte in difetto non forma un sale perché avrei bisogno di acido e base entrambi forti?


Quindi l'acido debole è solo parzialmente dissociato nei suoi ioni e, al punto equivalente, il prodotto della reazione non è un sale neutro, devo vedere se posso applicare l'equaizone di Handerson Hasselbach?

LuiCap

2018-01-26 10:11

acido debole + base forte (in difetto) --> base coniugata dell'acido debole + acqua

HA + OH- --> A- + H2O

Scrivi tu lo schema delle moli iniziali e finali.

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Rosa

2018-01-26 13:32

Scusi ritornando alla domanda a) non ho capito perché lei abbia messo una moltiplicazione e non una somma per trovare la concentrazione di HI come nello screen allegato.

rps20180126_143134_287.jpg
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LuiCap

2018-01-26 13:48

Ho dimenticato di scrivere il segno algebrico tra [H+] e [I-], che non è né il segno di addizione, né quello di moltiplicazione, ma quello di uguaglianza:

C HI = [H+] = [I-] = 7,35·10^-2

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Rosa

2018-01-26 14:01

Non posso usare l'equaizone di Handerson Hasselbach perché la base è in difetto, se invece fosse stato l'acido in eccesso avrei potuto usarla giusto?ho provato a fare lo schema

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LuiCap

2018-01-26 15:07

Mi dispiace Rosa, ma è tutto sbagliato :-(

Dove hai tirato fuori una molarità iniziale di HF = 3,53·10^-2 mol/L???

pila a concentrazione H+_3.jpg
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Rosa

2018-01-26 15:19

Non ho capito cosa rappresenti quindi 3.53×10^-2 in questo screen


E poi mi scusi ma l'aggiunta di KOH implica la variazione della concentrazione di H+ all'anodo soltanto oppure anche al catodo? Chiedo perché sto tentando di risolvere il punto c)

:-( grazie

rps20180126_161849_460.jpg
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LuiCap

2018-01-26 15:40

Rappresenta la concentrazione finale di HF indissociato all'anodo prima dell'aggiunta di KOH.

Infatti il bilancio di massa per l'acido debole monoprotico HF è:

C HF = [HF] + [F-] = 3,53·10^-2 + 4,88·10^-3 = 4,02·10^-2


Anodo e catodo sono in due compartimenti separati ma uniti tra loro attraverso un ponte salino che, nella schematizzazione di una pila, è il simbolo ||.

La [H+] varia solo all'anodo.

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Rosa

2018-01-26 16:12

Per trovare gli H+ all'anodo faccio kw/OH-?

LuiCap

2018-01-26 16:32

Ma come Rosa??????????????

Se il pH all'anodo diventa 3,0, la [H+] all'anodo nella nuova pila sarà 10^-pH = 10^-3 mol/L

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Rosa

2018-01-26 16:44

Che stonata che sono! Allora adesso faccio solo Ecatodo - E anodo. E anodo la trovo con l'equazione di Nernst sostituentmdo ad H+ 10^-3.

Stavo ancora ripensando sul punto b) calcolando prima le moli di KOH e poi il volume però non bastava trovare le moli incognite di KOH dalla relazione per le soluzioni tampone H+= ka*ca/cs dove H+=10^-3?

LuiCap

2018-01-26 16:51

Mostrami come, sostituendo con valori numerici la formula che hai scritto.

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Rosa

2018-01-26 17:27

Ho provato così


Invece per il punto C ho scritto così le equazioni di Nernst

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LuiCap

2018-01-26 17:43

Non c'è nulla di diverso rispetto al procedimento che ho usato io: tu hai calcolato l'incognita y in un passaggio, io l'incognita x in due passaggi!!!

Ma perché al punto c) calcoli [H+]??? Devi calcolare la fem della nuova pila sapendo che:

catodo: [H+] = 7,35·10^-2 M; p H2 = 1 atm

anodo: [H+] = 1,00·10^-3 M; p H2 = 1 atm

Ti stai perdendo nel significato dell'esercizio :-(

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Rosa

2018-01-26 18:01

Ho sbagliato perché calcolo H+ non lo so neanche io!!!!!!! Peggio di così non posso andare...allora mi viene 0.110

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LuiCap

2018-01-26 19:17

Direi che così va meglio :-D

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Rosa

2018-01-26 19:33

La ringrazio Professoressa Lei è davvero molto disponibile e paziente farò altri esercizi per cercare di capire queste pile!!