Problema di esempio EMF delle celle elettrochimiche

La forza elettromotrice cellulare, o EMF cellulare, è la tensione netta tra le semireazioni di ossidazione e riduzione che si verificano tra due semireazioni redox. La cella EMF viene utilizzata per determinare se la cella è galvanica o meno. Questo problema di esempio mostra come calcolare l'EMF della cella usando potenziali di riduzione standard.
La tabella dei potenziali di riduzione standard è necessaria per questo esempio. In un problema di compiti a casa, dovresti ricevere questi valori oppure accedere alla tabella.

Esempio di calcolo EMF

Considera la reazione redox:

• Mg (s) + 2H⁺(aq) → Mg²⁺(aq) + H₂(G)
  • a) Calcola la cella EMF per la reazione.
  • b) Identificare se la reazione è galvanica.
• Soluzione:
  • Passo 1: Rompere la reazione redox in mezze reazioni di riduzione e ossidazione.
    Ioni di idrogeno, H⁺ acquisire elettroni quando si forma idrogeno gassoso, H₂. Gli atomi di idrogeno sono ridotti dalla semi-reazione:
    2 ore⁺ + 2 e^- → H₂
    Il magnesio perde due elettroni ed è ossidato dalla semi-reazione:
    Mg → Mg²⁺ + 2 e^-
  • Passo 2: Trova i potenziali di riduzione standard per le mezze reazioni.
    Riduzione: E⁰ = 0,0000 V
    La tabella mostra le semireazioni di riduzione e i potenziali di riduzione standard. Per trovare E⁰ per una reazione di ossidazione, invertire la reazione.
  • Reazione inversa:
    mg²⁺ + 2 e^- → Mg
    Questa reazione ha una E₀ = -2.372 V.
    E⁰_Ossidazione = - E⁰_Riduzione
    E_0Oxidation = - (-2.372 V) = + 2.372 V
  • Passaggio 3: Aggiungi le due E⁰ insieme per trovare la cella EMF totale, E⁰_cellula
    E⁰_cellula = E⁰_riduzione + E⁰_ossidazione
    E⁰_cellula = 0,0000 V + 2,372 V = +2,372 V
  • Passaggio 4: Determina se la reazione è galvanica. Reazioni redox con una E positiva⁰_cellula il valore è galvanico.
    Questa reazione è E⁰_cellula è positivo e quindi galvanico.
• Risposta:
  La cella EMF della reazione è +2.372 Volt ed è galvanica.