Trovare fem, polo positivo e reazione redox di pila a 25°C

Trovare la f.e.m. della seguente pila a 25 °C:
Pt, O2(g) 0,18 atm--H3O+ ( 0,15 M )---H3O+ ( 0,05 M )--H2(g) (0,24 atm), Pt
Determinare qual è il polo positivo e scrivere la reazione redox che ha luogo spontaneamente.

le due semireazioni di riduzione sono:
2H+ + 2e- ---> H2(g)
=> E = -0.059/2 * Log(P(H2) / [H+]^2) = -0.059/2 * Log(0.24 / 0.05^2) = -0.0585V

O2 + 4e- + 4H+ --> 2H2O
=> E = 1.23 + 0.059/4*Log(Po2 * [H+]^4) = 1.23 + 0.059/4 * Log(0.18 * 0.15^4) =
= 1.17 V

la fem deve essere positiva => sarà

fem = 1.17 - ( -0.0585) = 1.23V

poichè è fem = Ecat - Ean => il catodo è l'oosigeno (POLO +) e l'anodo è l'idrogeno (POLO -)

...ricontrolla i calcoli...

--La pila di cui parli nell'esercizio, è formata da due semielementi (o elettrodi) collegati fra loro. Il primo elettrodo è costituito da una lamina di platino immersa in una soluzione acida 0,15 M

La reazione di ossidazione possibile è la seguente:

2 H2O --> O2 + 4 H+ + 4 e ____ Eo = + 1,23

-- Il secondo elettrodo è costituito da una lamina di platino immersa in una soluzione acida a concentrazione 0,05 M
La reazione di ossidazione possibile è la seguente:

H2 --> 2 H+ + 2 e ____ Eo = 0,00

Siccome le concentrazioni dei reagenti non sono 1 M i potenziali redox devono essere calcolati applicando la legge di Nernst. Pertanto:
E= E + 0,06/n X log OX/RID

Per la prima, ti uscirà +1,17
Per la seconda, ti uscirà -0,06

Delle due reazioni scritte sopra una sarà di ossidazione e l’altra di riduzione. Per la precisione, sarà di ossidazione quella con potenziale minore. Le due reazioni si devono scrivere nel modo seguente:

2 H+ + 2 e --> H2
2 H2O --> O2 + 4 H+ + 4 e

-- La reazione complessiva si ottiene sommando membro a membro dopo aver moltiplicato la prima equazione al fine di eliminare gli elettroni e i protoni. Il risultato finale è il seguente:

2 H2O --> 2 H2 + O2

Come si può vedere si tratta in definitiva della scissione della molecola di acqua negli elementi costituenti. La f.e.m. si ottiene sottraendo dal potenziale redox dell’elettrodo positivo quello dell’elettrodo negativo. Pertanto:

E = E+ – E-
E = + 1,17 – (– 0,06) = + 1,23 V

(concordo co, risultato della collega che aveva già svolto l'esercizio).

Ricorda che la pila per convenzione, si rappresenta indicando per primo il polo negativo e poi quello positivo, ossia esattamente al contrario di come riportato nel testo dell’esercizio.

In bocca al lupo

Violetta

"two rispost is megli che one...."

;-P

Ciao ragazzi continuo questo post invece che aprirne uno nuovo...io ho più o meno lo stesso problema, non riesco assolutamente a capire che concentrezione devo mettere nelle formula nerst,mi spiego meglio come faccio a sapere qual'è la specie che si ossida e quella che si riduce nella semi reazione?

Esempio di pila di daniel:

Ag/(Ag+)//(Cd++)/Cd

[Ag+]=0,1M
[Cd++]=0,001M

E° dell Ag= 0,8v
E° dell Cd= -0,403

a questo punto io prenderei la semireazione dell' Ag e scriverei =
siccome ha il pot maggiore si riduce , quindi => (Ag+) +1e => Ag°
quindi Ag°=1M è la parte ridotta da mettere dentro nernst
[Ag]=0,1M è quella ossidata
....e via cosi anche per il Cd

peccato che il libro me le dia al contrario! dove sbaglio nel ragionamento????

Tu scrivi:


...io ho più o meno lo stesso problema, non riesco assolutamente a capire che concentrezione devo mettere nelle formula nerst,mi spiego meglio come faccio a sapere qual'è la specie che si ossida e quella che si riduce nella semi reazione?
Esempio di pila di daniel:
Ag/(Ag+)//(Cd++)/Cd

[Ag+]=0,1M
[Cd++]=0,001M
------------------------------------------------------------


Le reazioni nella pila sono ossidoriduzioni (red-ox).
Tieni presente che una red-ox è composta da 2 semireazioni associate, l’ossidazione e la riduzione.

In una red-ox :
a) la specie che si ossida cede i suoi elettroni, e cedendoli, riduce un'altra, ed è quindi un riducente;
B) la specie che si riduce invece acquista gli elettroni, ed acquistandoli dall’altra(il riducente), la ossida ed è quindi un ossidante.

Nel caso che hai presentato, Ag diventa Ag+ (perde un elettrone, dunque si ossida) e Cd di conseguenza si riduce.

Nell'equazione di Nernst:

E=E° + (RT/nF) X log (Ox/Rid)

dove
rid = concentrazione dell'agente ossidante (la specie ridotta)
ox = concentrazione dell'agente riducente (la specie ossidata)



Credo che la tua sia semplicemente una confusione di termini (cosa che accade SPESSO, credimi!!!!), in quanto poi aggiungevi:

a questo punto io prenderei la semireazione dell' Ag e scriverei =
siccome ha il pot maggiore si riduce , quindi => (Ag+) +1e => Ag°
quindi Ag°=1M è la parte ridotta da mettere dentro nernst
[Ag]=0,1M è quella ossidata
....e via cosi anche per il Cd
peccato che il libro me le dia al contrario!

ciao grazie per la chiara spiegazione, pero ho ancora un dubbio:
tu scrivi "Nel caso che hai presentato, Ag diventa Ag+ (perde un elettrone, dunque si ossida) e Cd di conseguenza si riduce"

come lo hai stabilito ? in base al potenziale E°? Oppure in base all'ordine in cui li ho scritti?

come utilizzo questa considerazione per sapere qual'è ox e rid?nel senso quello che mi hai detto tu serve per sapere il verso della semireazione ma nella semireazione come faccio a sapere qual'è ox e rid per poi scriverlo nell'eq di nernst?

Aggiungo: io l'eq di nernst la uso su un semielemento e non per trovare la fem, per questo devo vedere qual'è la parte ossidata e qual'è la parte ridotta nella semireazione

letto tuo post...
MA ....SUPER-IMPEGNATA IN QUESTO MOMENTO!!
Non è difficile la spiegazione, ma ci sentiamo in serata, ciao!!

Violetta

Cerco di spèiegarti tutto.... in maniera semplice e chiara... sperando di poterti essere d'aiuto.

Allora.... l'esercizio dava la seguente informazione:
Ag/(Ag+) // (Cd++)/Cd

La doppia linea centrale, indica per convenzione semplicemente che ci sono due vaschette: una con dentro Ag, e l'altra con dentro Cd.
Questa UNICA informazione ci dice due cose:
a) Argento passa da Ag ad Ag+ (infatti è scritto così: Ag/Ag+ e dopo la linea obliqua, si sistema l'elemento come sarà alla fine della reazione)
b)Cadmio passa da Cd++ a Cd (infatti dopo la linea obliqua c'è Cd).

Se un elemento era X (per esempio) e ora è X+ significa che ha perso un elettrone, cioè una carica negativa.
Come saprai l'atomo è neutro, (cioè il numero dei protoni è uguale a quello degli elettroni).
Ora che ha perso una carica negativa, in esso prevarrà una carica positiva (ecco perchè si mette il segno+ !!!!!)
Concludendo: se X diventa X+, perde un elettrone, dunque si ossida (è un riducente).

Se un elemento era X++ (per esempio) e ora è X, significa che aveva due elettroni mancanti, e ora non gli manca più niente. Quindi..... ha acquistato elettroni!!!!!
Dunque una specie che acquista elettroni si riduce (è un ossidante).

Vai!!
Fammi sapere adesso come ti sembra l'elettrochimica!!

Violetta

ok, ci sono, io pensavo che l'ordine in cui venissero dati gli elementi fosse casuale come quando sono in condizioni normali (conc unitarie) dove per vedere chi riduce e chi ossida uso il potenziale E°.
Quindi per una pila per vedere il verso (chi riduce e chi ossida) della semireazione nel caso di conc diverse da 1 devo fare affidamento all'ordine in cui vengono dati.QUI ci sono.

Caso leggermente differente:
Calcola i lpotenziale di una semicella costituita da una sbarretta di Zn immersa in una soluzione Zn2+ in conc 1,8 M e il pot di una semicella costituita da una sbarretta di Cu immersa in una sol 0,2 M in ioni Cu2+.

Potenziali standard:
E°=-0,76 (Zn++) + 2e => Zn
E°=0,34 (Cu++) + 2e => Cu

nernst mi dice : E=E° + (RT/nF) X log (Ox/Rid)
-per la sbarretta di Zn E=-0,76 + 0,059/2 X log (Zn/Zn++)

Quello che non capisco è perchè non posso scrivere

E=-0,76 + 0,059/2 X log (Zn++/Zn) siccome da quello che hai detto Zn++ è la specie OSSIDATA (ha perso elettroni) e Zn è quella RIDOTTA (ha acquistato elettroni)

grazie mille per l'aiuto è da giorni che porvo a contattare la prof senza risultato,questo forum mi sta aiutando un sacco