Una pila di daniel è costituita da una lamina di zinco immersa in 2 litri di soluzione 0.1 M di ZnSO4 e da una lamina di rame immersa in 2 litri di una soluzione 1 M di CuSO4. Schematizzare la pila e calcolare la fem prima e dopo che abbia erogato una corrente costante di 5.1 A per 21h

E°(Zn2+/Zn)= - 0.763 V; E°(Cu2+ / Cu) = 0.345 V

Se come sempre mi ilustrate lo svolgimento mi aiutate non poco!

Grazie mille!

Le reazioni che avvengono agli elettrodi sono:
(-) Zn ->Zn2+ + 2e-
(+) Cu2+ + 2e- ->Cu

La f.e.m. iniziale della pila è data da:
deltaE = Ec-Ea
delta E= deltaE°* log ([Zn2+]/[Cu2+])
delta E= 1.1 – (0.059/2) * log (0.1/1) = 1.13 V

Dopo che la pila ha erogato una quantità di elettricità pari a:
5.1 A * 21 h =107.10 A h

la concentrazione dello Zn2+ in soluzione diminuisce, ed essendo noto che 1F = 26.8 A * h /eq ,diventa:
[Zn2+]= [0.1*2 +(107.10/(26.8*2))]/2 =1.10 mol/L

La concentrazione di Cu2+ aumenta e diventa:
[Cu2+] = [ 1*2 – (107.10/ (26.8*2))]/2 = 9.33*10^-4 mol/L

per cui la f.e.m. finale della pila è:
delta E = 1.1 – (0.059/2) * log (1.10/ 9.33*10^-4) = 1.01 V

siccome non sono molto esperto sulle pile ho qualche dubbio.

Quando si calcola la fem inizialmente la formula è fem= Ec - Ea

Quindi

Ec = 0,325 + 0,059/2 log [Zn2+]/[?]

Ea = - 0,725 + 0,59/2log[Cu2+]/[?]

Tu invece hai scritto tutto in un passaggio? Oppure come ho scritto è sbagliato? Grazie

e le nuove concentrazioni come le hai trovate? Grazie

Ultima domanda come fai a dire che [Zn2+] diminuisce e [Cu2+] aumenta?

ora ho capito, ma mi manca il motivo per cui [Zn2+] diminuisce e [Cu2+] aumenta, per favore chi potrebbe spiegarmelo in due parole?

Lo zinco funziona da anodo ( polo negativo ) e, quindi si ossida consumandosi, mentre il rame funziona da catodo ( polo positivo ) riducendosi e, quindi, aumentando di volume.
ossidazione Zn ----> Zn2+ + 2e
riduzione Cu2+ + 2e ----> Cu

Pila Daniel:calcolo fem prima e dopo che ha erogato corrente