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Esercizi sulle pile

Esercizi online e gratuiti sulle pile e sull'quazione di Nernst

Una pila è costituita da due semielementi o semicelle collegate elettricamente attraverso un ponte salino; essa trasforma l'energia chimica in energia elettrica. Durante l'erogazione della corrente, nelle due semicelle di una pila avvengono due reazioni simultanee chiamate semireazioni o reazioni agli elettrodi. Una semireazione è di riduzione e l'altra di ossidazione.

Per convenzione, le reazione d'elettrodo devono essere scritte come reazione di riduzione nella forma seguente:

equazione nernst

In base all'equazione di Nernst, in condizioni non standard, il potenziale d'elettrodo può essere calcolato con la seguente formula:

equazione di nernst

Sperimentalmente è possibile misurare solo differenze di potenziale e non i potenziali assoluti d'elettrodo.

La semicella assunta come riferimento nel calcolo dei potenziali standard di riduzione di ogni elettrodo, è nota come elettrodo standard ad idrogeno ed è costituita dalla coppia redox H+/H2.

Il valore del suo potenziale standard di riduzione è preso per convenzione uguale a zero volt a 298°K.

La forza elettromotrice di una pila è la differenza di potenziale agli elettrodi quando la pila non eroga corrente.

Chimica-online.it inoltre ti offre anche una calcolatrice scientifica online.

Ti potrebbe anche interessare: esercizi di fisica.

Livello di difficolta': medio-basso

1.

Calcolare il potenziale di un semielemento (alla temperatura di 25°C) costituito da una lamina di rame immersa in una soluzione 0,001 M di CuSO4.

Cu2+/Cu = 0,345 V

Lo svolgimento dell'esercizio lo trovi qui: esercizio sulla equazione di Nernst.

2.

Si calcoli il potenziale di un elettrodo costituito da una lamina di argento immersa in una soluzione 10-3 M di nitrato di argento.

Si sappia che: E°(Ag+/Ag) = 0,799 V

Lo svolgimento dell'esercizio lo trovi qui: potenziale di elettrodo.

3.

Calcolare la fem di una pila in cui un semielemento è costituito da una lamina di rame immersa in una soluzione 2,50 · 10-2 M di ioni Cu2+ e l'altro semielemento è costituito da una lamina di zinco immersa in una soluzione 1,30 · 10-3 M di ioni Zn2+.

Cu2+/Cu = 0,345 V ; E°Zn2+/Zn = -0,762 V

Lo svolgimento dell'esercizio lo trovi qui: calcolo della fem di una pila.

4.

Data la pila così schematizzata:

(-) Zn/Zn2+ (1M)//Fe2+ (1M); Fe3+ (1M)/Pt (+)

Scrivere le semireazioni elettrodiche e calcolare la fem standard della pila alla temperatura di 25°C.

Zn2+/Zn = -0,76 V ; E°Fe3+/Fe2+ = 0,77 V

Lo svolgimento dell'esercizio lo trovi qui: semireazioni elettrodiche.

Livello di difficolta': medio-alto

1.

Verificare se è possibile ossidare lo ione ferroso Fe2+ a ione ferrico Fe3+ utilizzando permanganato in ambiente acido. E' possibile consultare la tabella dei potenziali standard di riduzione.

Lo svolgimento dell'esercizio lo trovi qui: ossidazione dello ione ferroso.

2.

Calcolare la fem di una pila in cui un semielemento è costituito da una lamina di nichel immersa in una soluzione 1,0 · 10-3 M di ioni Ni2+ e l'altro semielemento è costituito da una lamina di argento immersa in una soluzione 5,0 · 10-2 M di ioni Ag+. Indicare inoltre la reazione che avviene spontaneamente e il valore della costante di equilibrio.

Ni2+/Ni = -0,250 V ; E°Ag+/Ag = 0,799 V

Lo svolgimento dell'esercizio lo trovi qui: calcolo della fem di una pila e della Keq.

3.

A 25°C la fem della pila così schematizzata

(-) Hg/Hg2Cl2/Cl- (soluz. satura)//Ag+ (x M)/Ag (+)

è 0,50 V. Sapendo che il potenziale dell'elettrodo a calomelano saturo è 0,2412V, determinare il valore della concentrazione degli ioni Ag+ contenuti nell'elettrodo di argento.

Ag+/Ag = 0,80 V

Lo svolgimento dell'esercizio lo trovi qui: esercizio sull'elettrodo a calomelano.

4.

0,807 g di ZnSO4 (Mm = 161,4 g/mol) vengono diluiti con acqua sino al volume di 1000 mL. In un becher si prelevano 100 mL della soluzione e vi si immerge una lamina di zinco metallico. Determinare il valore della fem della pila ottenuta collegando questo elettrodo, mediante un ponte salino, con un elettrodo standard di idrogeno alla temperatura di 25°C.

H+/H2 = 0,00 V ; E°Zn2+/Zn = - 0,76 V

Lo svolgimento dell'esercizio lo trovi qui: fem di una pila.

5.

Sapendo che la fem della pila:

(-) Pt/H2 (PH2 = 1 atm)/H+ (pH = x) // H+ (pH = 4)/H2 (PH2 = 1 atm)/Pt (+)

è 0,093 V, calcolare il pH incognito.

Lo svolgimento dell'esercizio lo trovi qui: esercizio su una pila a concentrazione.

Livello di difficolta': alto

1.

Alla temperatura di 25°C la fem di una pila formata da un elettrodo di idrogeno (-) e da un elettrodo di cloro (+) entrambi immersi in una soluzione 0,1M di HCl e nei quali la pressione dei due gas (idrogeno e cloro) è di 1 atm, è di 1,48 V. Calcolare alla stessa temperatura il valore di E° per la seguente semireazione: Cl2(g) + 2 e- → 2 Cl-

Lo svolgimento dell'esercizio lo trovi qui: potenziale di una semireazione.

2.

50 mL di una soluzione 0,1 N di ioni Fe2+ vengono fatti reagire con 10 mL di una soluzione di permanganato di potassio 0,01 N (KMnO4 ossida gli ioni Fe2+ a ioni Fe3+). Calcolare a 25°C il potenziale assunto da una lamina di platino immersa nella soluzione risultante.

Fe3+/Fe2+ = 0,77 V.

Lo svolgimento dell'esercizio lo trovi qui: lamina di platino immersa in soluzione di ioni Fe2+/Fe3+.

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