Potenziale di riduzione in condizioni non standard. Esercizi, equazione di Nernst

Il potenziale di riduzione in condizioni non standard può essere calcolato utilizzando l’equazione di Nernst, che tiene conto delle variazioni della concentrazione dei reagenti e dei prodotti. Mentre il potenziale normale di riduzione si riferisce a condizioni standard, il potenziale in condizioni non standard può essere calcolato utilizzando l’equazione di Nernst, che tiene conto della variazione della concentrazione dei reagenti e dei prodotti.

L’equazione di Nernst è data da:
E = E° + 0.05916/n log [stato ossidato] / [stato ridotto],
dove E° è il potenziale normale di riduzione, n è il numero di elettroni scambiati nella semireazione di riduzione e [stato ossidato] e [stato ridotto] sono le concentrazioni dei reagenti e dei prodotti.

I seguenti esercizi mostrano come calcolare il potenziale di una semicella in condizioni non standard utilizzando l’equazione di Nernst.

1) Calcolare il potenziale di una semicella contenente Zn^2+ a concentrazione 0.10 M, sapendo che il potenziale normale di riduzione relativo alla semireazione di Zn^2+ è E° = – 0.763 V. Utilizzando l’equazione di Nernst, il potenziale viene calcolato come E = – 0.793 V.

2) Calcolare il potenziale di una semicella contenente Al^3+ a concentrazione 0.0010 M, sapendo che il potenziale normale di riduzione relativo alla semireazione di Al^3+ è E° = – 1.66 V. Utilizzando l’equazione di Nernst, il potenziale viene calcolato come E = – 1.72 V.

3) Calcolare il potenziale di una semicella contenente un elettrodo di platino a contatto con idrogeno gassoso alla pressione di 1 atm e ioni H^+ a concentrazione 0.10 M, sapendo che il potenziale normale relativo di riduzione relativo alla semireazione è E° = 0.00 V. Utilizzando l’equazione di Nernst, il potenziale viene calcolato come E = – 0.05961 V.

4) Calcolare il potenziale di una semicella contenente Fe^2+ a concentrazione 0.20 M e Fe^3+ a concentrazione 0.10 M, sapendo che il potenziale normale di riduzione relativo alla semireazione è E° = + 0.771 V. Utilizzando l’equazione di Nernst, il potenziale viene calcolato come E = + 0.753 V.

5) Calcolare il potenziale di una semicella contenente ione Mn^2+ a concentrazione 0.10 M e ione MnO_4^- a concentrazione 0.15 M tamponata a pH = 1.0, sapendo che il potenziale normale di riduzione relativo alla semireazione è E° = + 1.51 V. Utilizzando l’equazione di Nernst, il potenziale viene calcolato come E = + 1.42 V.

Questi esercizi mostrano come l’equazione di Nernst possa essere utilizzata per calcolare il potenziale di riduzione in condizioni non standard, tenendo conto delle variazioni nella concentrazione dei reagenti e dei prodotti.

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