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Potenziale di un elettrodo e prodotto di solubilità

Calcolo del potenziale di un elettrodo dal prodotto di solubilità

Calcolare il potenziale di un elettrodo di argento immerso in una soluzione satura di solfuro di argento. Si sappia che E°Ag+/Ag = 0,799 V e che il prodotto di solubilità di Ag2S è 1,5 · 10-49.

Svolgimento dell'esercizio

L'esercizio propone il calcolo del potenziale di un elettrodo di argento immerso in una soluzione satura di solfuro di argento.

Il solfuro di argento (Ag2S) è un sale poco solubile che si dissocia in acqua nel seguente modo:

Ag2S → 2 Ag+ + S2-

La semireazione scritta nel senso della riduzione tra Ag+ e Ag è la seguente:

Ag+ + e- → Ag

il cui potenziale di riduzione vale:

Potenziale d'elettrodo Ag+/Ag

in cui:

  • Ag+/Ag = 0,799 V;
  • n = 1 (infatti nella semireazione di riduzione è scambiato un solo elettrone).

Rimane da determinare il valore della concentrazione molare degli ioni Ag+, dato che possiamo ricavare dal prodotto di solubilità.

Come detto in precedenza il solfuro di argento (Ag2S) è un sale poco solubile che si dissocia in acqua nel seguente modo:

Ag2S → 2 Ag+ + S2-

Il prodotto di solubilità di Ag2S può essere calcolato nel seguente modo:

Kps = [Ag+]2 · [S2-]

Se indichiamo con la lettera s la solubilità in mol/L di Ag2S, si ha che:

[Ag+] = 2 · s

[S2-] = s

Sostituendo questi dati in:

Kps = [Ag+]2 · [S2-]

risulta che:

Kps = (2 · s)2 · s = 4 · s2 · s = 4 · s3

Da cui:

Solubilità solfuro di argento

Ricordando che:

[Ag+] = 2 · s

si ha:

[Ag+] = 2 · 3,34 · 10-17 = 6,68 · 10-17 mol/L

Sostituendo tale dato nell'equazione:

Potenziale d'elettrodo Ag+/Ag

e ricordando che:

  • Ag+/Ag = 0,799 V
  • n = 1

si ha che:

Potenziale d'elettrodo Ag+/Ag2S

In conclusione, il potenziale di un elettrodo di argento immerso in una soluzione satura di solfuro di argento è di -0,158 V.

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