Esercizio su una pila a concentrazione

Esercizio su una pila a concentrazione e calcolo del pH

Sapendo che la fem della pila:

(-) Pt/H₂ (P_H2 = 1 atm)/H⁺ (pH = x) // H⁺ (pH = 4)/H₂ (P_H2 = 1 atm)/Pt (+)

è 0,093 V, calcolare il pH incognito.

Svolgimento dell'esercizio

La pila in questione è una pila a concentrazione.

(-) M / M⁺(C₂) // M⁺(C₁) / M (+)

Le pile a concentrazione sono pile formate da due elettrodi dello stesso metallo immersi in due soluzioni identiche a diversa concentrazione.

Le due soluzioni sono separate da un ponte salino o da un setto poroso.

Le reazioni che avvengono agli elettrodi della pila in questione sono le seguenti:

al polo (-) : H₂ → 2H⁺ (C₂) + 2e⁻

al polo (+): 2H⁺ (C₁) + 2e⁻ → H₂

reazione globale: 2H⁺ (C₁) → 2H⁺ (C₂)

in cui C₁ > C₂

Ricordando che E_H+/H2 = 0,00 V, la f.e.m. della pila può essere determinata nel seguente modo:

E_cella = E⁺ - E⁻

Ovvero:

Da cui:

ovvero:

Sostituendo i valori si ha:

E_cella = 0,059 · log (10^-4 / [H⁺]_inc.) = 0,093

Da cui:

0,059 · log 10^-4 - 0,059 · log [H⁺]_inc. = 0,093

Ovvero:

-0,236 + 0,059 pH = 0,093

Pertanto:

pH = 5,58

Link correlati:

Reazioni elettrodiche e calcolo della fem di una pila influenzata dal pH

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