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Le due semireazione redox che riguardano la pila sono:

Catodo (elettrodo a destra):

Cu(2+) + 2e(-) <----> Cu

Anodo (elettrodo a sinistra)

Zn(2+) + 2e(-) <-----> Zn

I potenziali standard per le due semireazioni sono:

E°(Cu2+/Cu) = +0,340 V

E°(Zn2+/Zn) = -0,763 V

Esprimiamo i potenziali elettrodici mediante la legge di Nernst:

Ec = E°(Cu2+/Cu) + 0,059/2*log[Cu2+] = +0,340 + 0,0295*log(0,025) = + 0,293 V

Ea = E°(Zn2+/Zn) + 0,059/2*log[Zn2+] = -0,763 + 0,0295*log(0,11) = - 0,791 V

f.e.m. = Ec – Ea = 0,293 – (- 0,791) = + 1,084 V

Calcoliamo, mediante la legge di Faraday, le moli di Cu(2+) che vengono scaricate al catodo per effetto del passaggio di corrente.

Tali moli saranno uguali a quelli di Zn che si ossidano all’anodo:

Cu(2+) + Zn -----> Cu + Zn(2+)

n = I*t/(z*F)

Dove:

n = moli di metallo scaricate all’elettrodo,

I = corrente (A)

t = tempo (s)

z = elettroni per ione scaricato (2)

F = costante di Faraday (96485 C/mol)

n = 0,250*8200/(2*96485) = 0,0106 moli.

Calcoliamo le nuove concentrazioni nella semicella catodica (dove diminuirà la concentrazione degli ioni Cu2+) e nella semicella anodica (dove aumenterà la concentrazione degli ioni Zn2+)

[Cu2+] = (0,025 * 0,5 – 0,0106)/0,5 = 0,0038 M

[Zn2+] = (0,11 * 1,5 + 0,0106)/1,5 = 0,117 M

inserendo questi nuovi valori di concentrazione nella legge di Nernst per catodo e anodo, otteniamo:

Ec = +0,340 + 0,0295*log(0,0038) = + 0,268 V

Ea = -0,763 + 0,0295*log(0,117) = - 0,790 V

f.e.m. = Ec – Ea = +0,268 – (-0,790) = 1,058 V

sisi anche secondo me la fig@ e calda