esercizio potenziale di cella
Salve! Ho un problema con il seguente esercizio:

Calcolare il potenziale di cella :

Zn|ZnSO4 5*10^-4M || PbSO4(sat) 5*10^-4M

Reazioni:
PbSO4(s) + 2e- ----> Pb(s) + SO4 2- E° = - 0,350
Zn2+ + 2e- ----> Zn E°= -0.763


Dunque...
Ecella= E catodo - Eanodo
Ora il catodo,dove avverrà la riduzione,dovrebbe essere la semicella del piombo

L'unica cosa è che non so bene come fare la Nernst del piombo...
Cioè sarebbe:

E(Pb)= -0,350 + 0,059/2 * log 1/[SO4 2-]

In quanto SO42- è l'unica specie disciolta in soluzione ,nella semicella
Però non capisco bene quale dovrebbe essere la concentrazione di [SO42-]

Io ho provato a mettere direttamente 5x10^-4 e viene giusto pero non capisco perchè...
Cioè se quella è la concentrazione di PbSO4(sat) (il testo pare dire cosi no?) ed è scarsamente solubile come faccio a dire che tutto il sale si scioglie e che quindi [SO4 2-] = [PbSO4]
Soluzione satura dovrebbe dire solo che il prodotto ionico eguaglia la Kps per la soluzione in esame no? Ma non saprei quanto di quel 5x10^-4 se ne è scilto? (servirebbe kps )


Grazie.
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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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Grazie ho capito tutto a parte il punto che riguarda il concetto di saturazione di PbSO4...

Ho provato a leggere le varie definizioni mi farse mi sfugge qualcosa
Una soluzione da quello che ho capito è satura quando (prendendo l'esempio di PbSO4):

[Pb2+]*[SO42-] =Ks

Cioè quando il prodotto ionico eguaglia la Ks (altre definizioni parlando di soluzione satura quando c'è l'equilibrio tra parte disciolta e precipitato)...se ne aggiungo altro si forma del corpo di fondo
Ora pero il testo mi da la concentrazione di PbSO4,cioè la concentrazione analitica "C"(PbSO4) = 5*10^-4 M

Ora come faccio a dire che tutto il PbSO4 è sciolto?? Cioè in parte quel 5*10^-4 puo essere disciolto e parte no?? (se mi baso sulla definizione di soluzione satura come prodotto ionico che eguaglia la ks...o ancora come equilibrio tra fase disciolta e fase precipitata)

Cioè il solo termine saturo mi esclude al contempo la presenza di corpo di fondo(precipitato)??
Perche altrimenti come faccio a ipotizzare che tutte le 5*10-4 mol/l di PbSO4 siano in realtà totalmente "disciolte" nei suoi ioni??

Cioè dovrei interpretare "soluzione satura" come soluzione in cui si è raggiunto il prodotto ionico MA al contempo non ho ancora precipitato (altrimenti non potrei dire che tutto il PbSO4 è dissociato)...è corretto??


Sarà una cavolata ma vorrei chiarire questa cosa se possibile se no mi resta il tarlo della testa
Grazie ancora!!
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Una soluzione satura di un composto ionico solido poco solubile è un miscuglio eterogeneo formato da due fasi: una fase solida costituita dal composto allo stato solido e da una fase liquida costituita da una soluzione acquosa in cui sono presenti le massime quantità possibili degli ioni derivanti dalla dissociazione ionica del composto.
Il solido indisciolto e gli ioni in soluzione acquosa sono in equilibrio dinamico fra di loro: solo così la soluzione può definirsi satura.
Il sistema viene così schematizzato in formule:
PbSO4(s) <==> PbSO4(aq sat) --> Pb2+ + SO4(2-)
La prima doppia freccia significa che il PbSO4(s) è in equilibrio con quella piccola parte di solido sciolto in acqua, cioè con la sua soluzione satura, PbSO4(aq sat); quest'ultima, dato che si tratta di un elettrolita forte è completamente dissociato nei suoi ioni.
Per semplicità, si tralascia la scrittura della parte centrale e si scrive:
PbSO4(s) <==> Pb2+ + SO4(2-)
Resta sottinteso che la concentrazione dei due ioni è la massima possibile.
Come per tutti gli equilibri, anche l'equilibrio di solubilità è regolato da una costante chiamata prodotto di solubilità o costante di solubilità (Ks o Kps) che è costante a temperatura costante e che è dato da:
Ks = [prodotti]/[reagenti]
Dato che il reagente è un solido puro, la sua concentrazione è unitaria, perciò:
Ks = [Pb2+][SO4(2-)]
Ecco perché si dice che la Ks è data dal prodotto ionico o prodotto degli ioni presenti ognuno elevato al suo coefficiente stechiometrico.
La scrittura PbSO4(sat) = 5·10^-4 M indica senza ombra di dubbio che il valore numerico 5·10^-4 M rappresenta la solubilità molare del PbSO4 in acqua, il che equivale a dire che la massima concentrazione di entrambi gli ioni, essendo in rapporto molare di 1:1 fra loro hanno una concentrazione di 5·10^-4 M.
Il dubbio che ti sei posto non ha ragione di essere perché non ha senso parlare di concentrazione di un solido che non si scioglie, quindi 5·10^-4 è la concentrazione molare della sola parte disciolta, cioè la concentrazione di PbSO4(aq sat).
Se perturbiamo questo stato di equilibrio aggiungendo dall'esterno dell'Na2SO4 solido, questo sale, essendo completamente dissociato nei suoi ioni va ad aumentare la concentrazione dello ione SO4(2-) presente in soluzione; per contrastare questa perturbazione, poiché la Ks deve rimanere costante lo ione Pb2+ reagisce con lo ione SO4(2-) aggiunto per formare altro PbSO4(s), quindi l'equilibrio si sposta verso i reagenti e la solubilità del PbSO4 diminuisce.
Ciao
Luisa

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(2017-02-18, 01:19)LuiCap Ha scritto: Una soluzione satura di un composto ionico solido poco solubile è un miscuglio eterogeneo formato da due fasi: una fase solida costituita dal composto allo stato solido e da una fase liquida costituita da una soluzione acquosa in cui sono presenti le massime quantità possibili degli ioni derivanti dalla dissociazione ionica del composto.
Il solido indisciolto e gli ioni in soluzione acquosa sono in equilibrio dinamico fra di loro: solo così la soluzione può definirsi satura.
Il sistema viene così schematizzato in formule:
PbSO4(s) <==>
La prima doppia freccia significa che il PbSO4(s) è in equilibrio con quella piccola parte di solido sciolto in acqua, cioè con la sua soluzione satura, PbSO4(aq sat); quest'ultima, dato che si tratta di un elettrolita forte è completamente dissociato nei suoi ioni.
Per semplicità, si tralascia la scrittura della parte centrale e si scrive:
PbSO4(s) <==> Pb2+ + SO4(2-)
Resta sottinteso che la concentrazione dei due ioni è la massima possibile.
Come per tutti gli equilibri, anche l'equilibrio di solubilità è regolato da una costante chiamata prodotto di solubilità o costante di solubilità (Ks o Kps) che è costante a temperatura costante e che è dato da:
Ks = [prodotti]/[reagenti]
Dato che il reagente è un solido puro, la sua concentrazione è unitaria, perciò:
Ks = [Pb2+][SO4(2-)]
Ecco perché si dice che la Ks è data dal prodotto ionico o prodotto degli ioni presenti ognuno elevato al suo coefficiente stechiometrico.
La scrittura PbSO4(sat) = 5·10^-4 M indica senza ombra di dubbio che il valore numerico 5·10^-4 M rappresenta la solubilità molare del PbSO4 in acqua, il che equivale a dire che la massima concentrazione di entrambi gli ioni, essendo in rapporto molare di 1:1 fra loro hanno una concentrazione di 5·10^-4 M.
Il dubbio che ti sei posto non ha ragione di essere perché non ha senso parlare di concentrazione di un solido che non si scioglie, quindi 5·10^-4 è la concentrazione molare della sola parte disciolta, cioè la concentrazione di PbSO4(aq sat).
Se perturbiamo questo stato di equilibrio aggiungendo dall'esterno dell'Na2SO4 solido, questo sale, essendo completamente dissociato nei suoi ioni va ad aumentare la concentrazione dello ione SO4(2-) presente in soluzione; per contrastare questa perturbazione, poiché la Ks deve rimanere costante lo ione Pb2+ reagisce con lo ione SO4(2-) aggiunto per formare altro PbSO4(s), quindi l'equilibrio si sposta verso i reagenti e la solubilità del PbSO4 diminuisce.

è vero!!
Effettivamente non avevo assolutamente pensato a tale aspetto!!

Grazie mille per la spiegazione molto dettagliata
:-)


PS: PbSO4(s) <==> PbSO4(aq sat) è la solubilità intrinseca??
In pratica questo vale per tutti i sali no?? Cioè alcuni sono elettroliti deboli a causa della prima reazione,piuttosto che della seconda che hai scritto,PbSO4(aq sat) --> Pb2+ + SO4(2-), che in generale per i sali questa è forte
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