Elena ha scritto:
Buongiorno professoressa; non riesco a risolvere questo esercizio e non capisco come deve essere impostato...!
È possibile ottenere una soluzione con [Cr2+] = 1 M sciogliendo 1 mol di CrCl2 in una soluzione di HCl 1 M ? Nota che: E° Cr3+/Cr2+ = -0,41V; E° Cr2+/Cr = -0,91 V; E° O2/H2O = 1,23 V; E° H+/H2 = 0 V.
Grazie.
Rispondo così:
Nella soluzione che si ottiene quando si scioglie una mole di cloruro di cromo(II) in una soluzione di HCl 1 M, sono presenti gli ioni Cr2+, H+, Cl- e, in quantità molto inferiore, lo ione OH-. Se lo ione Cr2+ non reagisce con gli altri ioni presenti in soluzione, la sua concentrazione risulta di fatto 1 M; in caso contrario la risposta alla domanda risulta negativa.
Quando il cromo ha numero di ossidazione +2, può trasformarsi, se ci sono le condizioni, in Cr3+ ossidandosi, oppure in Cr metallico riducendosi. Nel primo caso è necessaria la presenza in soluzione di una specie che possa ridursi acquistando gli elettroni ceduti dal Cr+2; questa specie deve essere nella sua forma ossidata e avere un potenziale standard di riduzione, E°, maggiore del potenziale standard di riduzione della coppia coniugata redox Cr3+/Cr2+. Lo ione H+ è la specie che possiede le caratteristiche giuste; la reazione che avviene quando lo ione H+ e lo ione Cr2+ sono a contatto in soluzione è quindi
H+ + Cr2+ → ½ H2 + Cr3+
ed è il risultato della somma delle seguenti semireazioni di ossidazione e riduzione:
Cr2+ → Cr3+ + e- ossidazione
H+ + e- → ½ H2 riduzione
La riduzione del Cr2+ a Cr metallico richiede invece la presenza di una specie che possa ossidarsi; l’ossigeno degli ioni OH- e delle molecole di acqua ha numero di ossidazione -2 è può quindi ossidarsi trasformandosi in ossigeno molecolare. Poiché in una soluzione 1 M di HCl gli ioni OH- sono pochissimi (10-14 mol/L), la specie che potrebbe ridurre lo ione Cr2+ è l’acqua; il valore dell’E° Cr3+/Cr2+ è però inferiore al valore dell’E° O2/H2O e la reazione
H2O + Cr2+ → Cr + ½O2
non può quindi avvenire spontaneamente. Anche gli ioni Cl- potrebbero ossidarsi a cloro gassoso, ma l’E° Cl2/Cl- è ancora più grande dell’E° O2/H2O.
In conclusione, quando si scioglie 1 mol di CrCl2 in una soluzione di HCl 1 M non si ottiene una soluzione con [Cr2+] = 1 M perché gli ioni H+ ossidano gli ioni Cr2+ a ioni Cr3+.
