Cella elettrolitica

Buongiorno, vi propongo questo esercizio di elettrochimica che mi ha creato non pochi dubbi 

Testo:

Una corrente di 0.01 A passa per 10 minuti in una cella elettrolitica contenente una soluzione acquosa di KBr  0.01M. Determinare qual sostanze vengono prodotte agli elettrodi e calcolare la concentrazione finale di ioni H3O+ nel sistema.

Vengono poi forniti i seguenti potenziali di riduzione standard:

E0(K+/K)= -2.39 V    E0(Br2/Br-)= 1.07 V    E0(H20/H+,OH-)= -0.828 V    E0(H3O+/H2)= 0 V    E0(O2/H2O,H+)= 1.23 V

Pensavo di procedere in questo modo: Preliminarmente calcolo le moli di elettroni (che vengono trasferiti da anodo a catodo in 10 min.) in funzione della corrente del tempo e del numero di Faraday (96500 C/mol). Dopo scrivo le reazioni ossidazione che avvengono all'anodo e quelle di riduzione che avvengono al catodo, rispettivamente:  2H2O = O2 + 4H+ + 4e-      2Br- = 2e- + Br₂       e       4H2O + 4e- = 2H2 + 4OH-    2K+ + 2e- =2K

In base alle moli di elettroni mi ricavo ,tramite i rapporti stechiometrici, le moli dei prodotti. A questo punto mi chiedo come ricavare la concentrazione di ioni idronio in soluzione sfruttando i potenziali forniti ed eventualmente la concentrazione di KBr.

Spero che qualcuno possa darmi una mano, grazie anticipatamente!

Devi stabilire:

- quale è la semireazione di ossidazione che avviene più facilmente all'anodo fra le due che hai scritto

- quale è la semireazione di riduzione che avviene più facilmente al catodo fra le due che hai scritto

in modo da poter scriver quale è la reazione redox che avviene nella cella elettrolitica.

Prova a farlo poi ne riparliamo.

Al catodo avverrà quella con potenziale di riduzione maggiore (in quanto tende maggiormente a ridursi) quindi: 4H2O + 4e- = 2H2 + 4OH-

All'anodo per il motivo opposto avverrà: 2Br- = 2e- + Br2

Sbaglio?

È corretto.

La reazione redox che avviene nella cella elettrolitica è:

anodo (+) 2 Br- --> Br2(l) + 2 e-

catodo (-) 2 H2O(l) + 2 e- --> H2(g) + 2 OH-

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cella 2 Br- + 2 H2O(l) --> Br2(l) + H2(g) + 2 OH-

Perciò agli elettrodi si producono:

- anodo: bromo elementare allo stato liquido

- catodo: idrogeno gassoso e ioni OH-

La semireazione che avviene al catodo ci dice che 2 moli di acqua acquistando 2 moli di e- per produrre 2 moli di OH-, quindi le moli di e- sono uguali alle moli di OH- che si producono.

Grazie mille! pensavo potessero avvenire contemporaneamente le due redox...

L'unico dubbio che mi rimane è sul motivo di fornire la concentrazione del sale in soluzione, visto che non è utile ai fini della risoluzione.

La concentrazione della soluzione di KBr sottoposta ad elettrolisi (0,01 M) serve per dimostrare la seguente affermazione:

Al catodo avverrà quella con potenziale di riduzione maggiore (in quanto tende maggiormente a ridursi) quindi: 4H2O + 4e- = 2H2 + 4OH-

All'anodo per il motivo opposto avverrà: 2Br- = 2e- + Br2