f.e.m. = (0,0592/2) log([Pb2+]catodo/[Pb2+]anodo)
Se il diagramma di cella è scritto secondo le convenzioni IUPAC, l’anodo è la semicella di sinistra, dove [Pb2+] è incognita. Poiché è nota la f.e.m. della pila, è possibile, tramite le relazione precedente, ricavare il valore della concentrazione incognita:1,4·10-3 = 0,0296 log (0,10/x)
x = 0,090 [Pb2+]anodo = 0,090 mol/L
Aggiungendo nel comparto anodico 0,10 mol/L di NaCl si forma il sale poco solubile PbCl2; l’equazione ionica netta della reazione di precipitazione èPb2+(aq) + 2 Cl-(aq) → PbCl2(s)
La concentrazione di ioni piombo all’anodo, pertanto, diminuisce e varia di conseguenza la f.e.m. della pila. Per stabilirne il valore è necessario determinare la concentrazione residua di ioni piombo. Considerando veritiero il valore di solubilità dichiarato nel testo (in realtà la solubilità del cloruro di piombo è 10,8 g/L a 20 °C), possiamo ammettere che la precipitazione sia quantitativa, cioè che sia trascurabile la quantità di solido che, all’equilibrio, passa in soluzione. Poiché il rapporto di reazione tra ioni piombo e cloruro è di 1 : 2, con 0,10 mol/L di ioni cloruro reagiscono 0,050 mol/L di ioni piombo, per cui la concentrazione residua di ioni piombo è (0,090 – 0,050) mol/L = 0,040 mol/L. La nuova f.e.m. pertanto è:f.e.m. = 0,0296 log(0,10/0,040) = 0,0118 V = 11,8 mV
In conclusione, dopo l’aggiunta di 0,10 mol/L di NaCl all’anodo, la f.e.m. della pila, espressa con il corretto numero di cifre significative, è 12 mV.
Roberta Gabbianelli
07 settembre 2022 alle 17:53
Se la solubilità fosse stata 11 g/l come andava svolta la seconda parte dell'esercizio? grazie mille