esercizio elettrochimica aiuto?
Un accumulatore a piombo contiene un elettrodo di piombo (1,50 Kg) e uno di
PbO2 (1,50 Kg), depositati sui rispettivi supporti conduttori. Ambedue gli elettrodi
sono immersi in una soluzione di H2SO4 in eccesso rispetto alla quantità
stechiometrica. Calcolare la quantità di elettricità che è prodotta nella scarica nonché
la massa di acido che si è consumato.
La reazione complessiva è:
Pb + PbO2 + 4H+ + 2SO42-= 2PbSO4 + 2H2O
Update:non ho capito una cosa perchè dici che "Verrà consumata una quantità di H2SO4 pari al doppio, in moli, del PbO2."?
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Calcoliamo le moli di Pb e PbO2 presenti nell’accumulatore, dividendo le rispettive masse in grammi per il peso atomico di Pb e peso molecolare di PbO2:
moli di Pb = 1500/207,2 =7,24
moli di PbO2 = 1500/239,2 = 6,27
Le moli di PbO2 risultano in difetto rispetto al rapporto stechiometrico previsto dalla reazione (1:1), per cui saranno queste a determinare la quantità di elettricità prodotta e di H2SO4 consumato.
La semireazione che coinvolge PbO2 è:
PbO2 + 2 e(-) + H2SO4 +2H(+) <----> PbSO4 + 2H2O
Quindi per ogni moli di PbO2 che si riduce (al catodo) verrà generata una carica Q di 2xNA elettroni (NA= numero di Avogadro), pari quindi a 2 F (F=Faraday = 96485 Coulomb/mole).
Quindi la carica complessivamente generata è:
Q=6,27•2•96485 Coulomb =1.21•10^6 C
Verrà consumata una quantità di H2SO4 pari al doppio, in moli, del PbO2. Quindi:
massa di H2SO4 consumato=2•6,27•98,076=1230 g