Per la seguente pila la f.e.m a \(25°C\) vale \(0.478\;V\). Calcolare il \(pH\) della soluzione del semielemento anodico. Sono dati i potenziali standard ed il prodotto di solubilità del cloruro mercuroso:
\(E°(H^+/H2)= 0 \;V\);
\(E°(Hg_2^{2+}/Hg)= 0.79 \;V ;\)
\(K_{ps} (Hg_2Cl_2)= 1.3\cdot10^-18\;M^3 \);
\((-)Pt,H_2 (g) p=1\;atm \;| H^+(aq)\; ||\; Hg_2Cl_2 \;soluzione\;satura\; KCl \;(aq)\; 0.75 M\; | \;Hg (1)(+) \)
Risultato : \(pH = 3,5 \)
Grazie mille
Per definizione di cella galvanica l'anodo è scritto a sinistra ed il catodo è scritto a destra. Per convenzione definiamo \(E^+\) il potenziale del catodo ed \(E^-\) il potenziale dell'anodo.
\(E^+\) può essere ricavato a partire dall'equazione di Nernst, tenendo conto che il cloruro mercuroso è una soluzione satura:
\(E^+ = E^°(Hg_{2}^{2+}/Cl_{2})+\frac{0.5961}{2}\log\left(\frac{K_{ps}(Hg_{2}Cl_{2})}{KCl}\right)\)
Sostituendo in questa equazione i sueguenti valori numerici che ci da la traccia:
si ha che \(E^+= 0.2660\;V\)
Calcolo il potenziale dell'anodo (\(E^-\)) utilizzando la relazione che lega la forza elettromotrice ai due potenziali (anodo e catodo)
\(E^{-}= E^+ -f.e.m. = (0.2660 - 0.478)\;V = -0.2120\;V\)
Utilizzo l'equazione di Nernst per esprimere il potenziale dell'anodo in funzione del PH:
\(E^-=E^°(H{^+}/Hg)-\frac{0.05961}{2}log\left(\dfrac{P_{H_2}}{[H^+]^2}\right)= 0-0.02955 \;log\left(\dfrac{1}{[H^+]^2}\right)= \)
\(= 2\cdot0.02955\;log\left([H^+]\right)=-0.05916PH\)
Dal risultato appena ottenuto posso scrivere che:
\(E^-\cdot PH=-0.2120 \Rightarrow\)\(\;-0.0591\cdot PH=-0.2120 \Rightarrow\)\(\;PH=\dfrac{0.2120}{0.05916}=3.5\)