Ciao,
per risolvere il problema, useremo la teoria delle pile elettrochimiche. Dato il potenziale standard di riduzione per la coppia ClO4-/Cl (1,35 V), possiamo usare l'equazione di Nernst per calcolare il potenziale della cella.
L'equazione di Nernst è:
E = E^0 - (0.0592/n) * log(Q)
Dove:
E è il potenziale della cella,
E^0 è il potenziale standard di riduzione,
n è il numero di elettroni scambiati (in questo caso 1),
Q è il rapporto tra le concentrazioni dei prodotti e dei reagenti della reazione della cella.
La reazione della cella per questa pila sarà:
ClO4^- + 4e^- → Cl^- + 4OH^-
Ora possiamo calcolare il valore di Q e quindi il potenziale della cella.
La concentrazione di OH^- può essere calcolata dalla concentrazione di NH3, in quanto reagisce con HCl formando NH4^+ e Cl^-. Per ogni mole di NH3 consumata, avremo una mole di OH^- prodotta.
La reazione è:
NH3 + HCl → NH4^+ + Cl^-
La concentrazione di OH^- sarà uguale alla concentrazione iniziale di NH3, che è 0,1 M.
Ora possiamo calcolare Q:
Q = [Cl^-] / [ClO4^-]
Q = 0,10 / 0,20 = 0,5
Ora inseriamo i valori nell'equazione di Nernst:
E = 1,35 - (0.0592/1) * log(0,5)
E = 1,35 - 0.0592 * (-0,3010)
E = 1,35 + 0,0178
E = 1,3678 V
Quindi la f.e.m. della pila è di circa 1,3678 V.
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