Potenziale di una semireazione
Calcolo del potenziale della semireazione Cl2(g) + 2 e− → 2 Cl−
Alla temperatura di 25°C la fem di una pila formata da un elettrodo di idrogeno (-) e da un elettrodo di cloro (+) entrambi immersi in una soluzione 0,1M di HCl e nei quali la pressione dei due gas (idrogeno e cloro) è di 1 atm, è di 1,48 V.
Calcolare alla stessa temperatura il valore di E° per la seguente semireazione: Cl2(g) + 2 e− → 2 Cl−
Svolgimento dell'esercizio
Poiché la fem della pila si ottiene dalla relazione:
fem = ECl2 - EH2
si ha:
ECl2 = fem + EH2
Calcoliamo ora con la formula di Nernst il potenziale di riduzione dell'elettrodo di idrogeno:
2H+ + 2e- → H2(g)
EH2 = E°H2 - (0,059/2) · log (1 / [H+]2)
da cui:
EH2 = - 0,059 · pH
Dato che [H+] = 0,1 M, risulta che pH = 1 da cui:
EH2 = - 0,059 V
Sostituendo i dati nella formula si ha:
ECl2 = fem + EH2 = 1,48 + (-0,059) = 1,42 V
In base alla formula di Nernst, a 25°C il potenziale di riduzione di un elettrodo di cloro è:
Cl2(g) + 2 e− → 2 Cl−
ECl2 = E°Cl2 - (0,059 / 2) · log [Cl−]2
ovvero:
ECl2 = E°Cl2 - 0,059 · log [Cl−]
e poiché nel nostro caso:
[Cl−] = 0,1 M e ECl2 = 1,42 V
otteniamo:
ECl2 = E°Cl2 - 0,059 · log [0,1]
1,42 = E°Cl2 + 0,059
da cui:
E°Cl2 = 1,42 - 0,059 = 1,36 V
Quindi il potenziale standard di riduzione del sistema:
Cl2(g) + 2 e− → 2 Cl−
è di 1,36 V
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