Cu / Cu(IO3)2(soluzione satura) // Cu2+ (1,0 ·10-1 M) / Cu
è 0,044V a 25 °C. Determinare il prodotto di solubilità di Cu(IO3)2. Non ho capito perché il testo dice nella soluzione: la concentrazione di ioni Cu2+ è sicuramente maggiore nel semielemento di destra perché in quello di sinistra gli ioni Cu2+ derivano dall' equilibrio di solubilità del sale poco solubile Cu(IO3)2 Il motivo potrebbe essere poiché nell’equilibrio di solubilità il sale non si dissocia completamente? Ecco il mio aiuto: La pila in questione è costituita da due semicelle contenenti un elettrodo di rame ciascuna, immerso in una soluzione satura di un suo sale poco solubile (iodato rameico) per quanto riguarda la semicella anodica, e immerso in una soluzione a concentrazione nota di ioni rameici nella semicella catodica. La f.e.m. di questa pila dipende dalla diversa concentrazione degli ioni Cu2+ presenti nelle due semicelle, che a sua volta dipende dal particolare valore di KPS del sale poco solubile. Applicando l’equazione di Nernst per esprimere il potenziale delle due semicelle, a P = 1 atm e T = 298 K, si ottiene:f.e.m. = Ecatodo - Eanodo
Ecatodo = E°Cu/Cu2+ + (0,0591/2) log [Cu2+]aq
Eanodo = E°Cu/Cu2+ + (0,0591/2) log [Cu2+]Cu(IO3)2
Calcolando la f.e.m., i due valori di E° si elidono perché identici, e rimane:f.e.m. = (0,0591/2) log [Cu2+]aq – (0,0591/2) log [Cu2+]Cu(IO3)2 = (0,0591/2) log ([Cu2+]aq / [Cu2+]Cu(IO3)2
Sostituendo il valore di f.e.m. e la concentrazione di Cu2+ della soluzione acquosa, si ricava la concentrazione di Cu2+ nella soluzione satura:0,044 V = 0,030 log (0,10 M / [Cu2+]Cu(IO3)2)
da cui si ottiene[Cu2+]Cu(IO3)2 = 3,2 ∙ 10-3 M
Questa concentrazione corrisponde alla solubilità, s, dello iodato rameico, il cui equilibrio di solubilità è il seguenteCu(IO3)2(s) = Cu2+(aq) + 2 IO3-(aq)
e si può utilizzare per calcolare il valore di Kps con la formula prevista per i sali in rapporto 1:2, cioèKps = [Cu2+] [IO3-]2 = 4 s3 = (3,2 ∙ 10-3 M)3 = 3,2 ∙ 10-8
Dal momento che la semicella anodica contiene un sale poco solubile, è ovvio che la sua solubilità sarà scarsa e che di conseguenza la concentrazione degli ioni rameici in soluzione sarà inferiore a 0,10 M, concentrazione presente nella semicella catodica. I calcoli confermano l'ipotesi descritta! Nota, però, che l’equilibrio di solubilità di un sale non deriva dalla sua parziale dissociazione, ma dalla sua parziale dissoluzione; la parte di sale che si scioglie, infatti, è completamente dissociata in ioni.
Thomas
21 dicembre 2022 alle 00:43
Buongiorno, mi scusi ma penso si sia dimenticata di moltiplicare per 4 la s^3 all’ultimo passaggio.