Come fare per calcolare f.e.m. in questo esercizio sulla pila?

Ciao,
per risolvere il problema, useremo la teoria delle pile elettrochimiche. Dato il potenziale standard di riduzione per la coppia ClO4-/Cl (1,35 V), possiamo usare l'equazione di Nernst per calcolare il potenziale della cella.

L'equazione di Nernst è:

E = E^0 - (0.0592/n) * log(Q)

Dove:

E è il potenziale della cella,
E^0 è il potenziale standard di riduzione,
n è il numero di elettroni scambiati (in questo caso 1),
Q è il rapporto tra le concentrazioni dei prodotti e dei reagenti della reazione della cella.

La reazione della cella per questa pila sarà:

ClO4^- + 4e^- → Cl^- + 4OH^-

Ora possiamo calcolare il valore di Q e quindi il potenziale della cella.

La concentrazione di OH^- può essere calcolata dalla concentrazione di NH3, in quanto reagisce con HCl formando NH4^+ e Cl^-. Per ogni mole di NH3 consumata, avremo una mole di OH^- prodotta.

La reazione è:

NH3 + HCl → NH4^+ + Cl^-

La concentrazione di OH^- sarà uguale alla concentrazione iniziale di NH3, che è 0,1 M.

Ora possiamo calcolare Q:

Q = [Cl^-] / [ClO4^-]

Q = 0,10 / 0,20 = 0,5

Ora inseriamo i valori nell'equazione di Nernst:

E = 1,35 - (0.0592/1) * log(0,5)

E = 1,35 - 0.0592 * (-0,3010)

E = 1,35 + 0,0178

E = 1,3678 V

Quindi la f.e.m. della pila è di circa 1,3678 V.