Giulia ha un altro problema sulle pile…

Giulia ha scritto:

Calcolare la fem della seguente pila a 25 °C.

Pt, H_2(g) (1 atm) / NaCl 0,20 M, HCl 0,10 M // NaCl 0,20 M, NaOH 0,10 M /Pt, H_2(g) (1 atm)

Grazie.

Ecco la soluzione:

Anche questa è una pila a concentrazione la cui f.e.m. è generata dalla differente concentrazione di ioni H⁺ presente nelle due semicelle; applicando l’equazione di Nernst la si può calcolare con la relazione

f.e.m. = 0,0591 log([H⁺]_catodo/[H⁺]_anodo)

Il catodo è la semicella in cui è più grande la concentrazione di ioni H⁺, dato che al catodo avviene la loro riduzione; funge quindi da catodo la semicella di sinistra, dove [H⁺] = [HCl] = 0,10 M. La concentrazione di ioni H⁺ all’anodo si può calcolare tenendo presente che NaOH è una base forte, cioè completamente dissociata in ioni, e che in soluzione acquosa e a temperatura costante, il prodotto delle concentrazioni molari degli ioni H⁺ e OH^-, che si indica con K_w, è costante e a 25 °C vale 1,0×10^-14.

I calcoli sono questi:

[H⁺]_catodo = [HCl] = 0,10 M

[OH^-]_anodo = [NaOH] = 0,10 M                   [H⁺]×[OH^-] = K_w

[H⁺]_anodo = K_w/[OH^-]_anodo = 1,0×10^-14/0,10 = 1,0×10^-13 mol/L

f.e.m. = 0,0591 log([H⁺]_catodo/[H⁺]_anodo) = 0,0591 log (0,10/1,0×10^-13) = 0,71 V

La f.e.m. della pila è quindi 0,71 V.