Disegno pila ?

Completare la seguente reazione di ossidoriduzione nella quali il cromo metallico reagisce con una

soluzione di sodio cloruro:

Cr + NaCl 

(a) Scrivere le semireazioni di riduzione ed ossidazione e la redox in forma ionica ed in forma completa.

(b) Si calcolino il ΔE ed il ΔE° della redox indicata sopra usando le tavole dei potenziali si riduzione e si

indichi in quale verso la reazione è spontanea.

© Scrivere la pila che si viene a formare dalle due coppie ioniche date secondo la convenzione

internazionale.

(d) Disegnare una cella galvanica che funzioni secondo la redox indicata in © ed indicarne le polarità.

Svolgimento

(a) Cr°  Cr(+3) + 3e(-) OX e 3*(Na(+) + 1e(-)  Na°) RED

redox in forma ionica: Cr° + 3Na(+)  Cr(+3) + 3Na°

redox in forma completa: Cr° + 3NaCl  CrCl3 + 3Na°

b) ΔE° redox = ΔE°(Na(+)/Na) - ΔE°(Cr(+3)/Cr) = -2,7019 V – (-0,74 V) = - 1,9619 V

ΔE redox = ΔE° redox - 0,059V/3*log [Cr(+3)]/[Na+]^3 semplificando le concentrazioni dei metalli allo stato di

ossidazione zero.

La reazione spontanea è da destra a sinistra.

c) (-) Na/Na+//Cr+3/Cr (+)

Domanda : 

Per quanto riguarda il punto d, ho provato a disegnare la pila ( vedi foto in allegato ), però essendo una reazione non spontanea mi confondo a mettere le polarità ed inoltre controllate se il resto del disegno è giusto. Inoltre il fatto che a sx si scrive la RED e a dx la OX (vedi punto c) è perchè la reazione non è spontanea, giusto ?

Il disegno della pila è, in parte sbagliato, perché:

- all'anodo avviene l'ossidazione: il sodio metallico (Na(s)) perde 1 elettrone e si trasforma, ossidandosi, nello ione sodio (Na+), quindi sulla superficie della barretta metallica si accumulano cariche negative che determinano la polarità negativa dell'elettrodo;

- al catodo avviene la riduzione: gli elettroni persi dal sodio metallico passano attraverso il cavo elettrico e vengono acquistati dallo ione cromico (Cr3+) che si riduce a cromo metallico (Cr(s)), quindi la superficie della barretta metallica si impoverisce di elettroni, cioè si carica positivamente.

Affinché la pila funzioni è indispensabile collegare le due soluzioni con il ponte salino: esso contiene una soluzione salina molto concentrata che permette lo scambio di ioni fra le due soluzioni, senza di esso sul potenziometro non si leggerebbe alcuna tensione. Durante il funzionamento della pila, per effetto della redox che avviene, nella semicella in cui avviene l'ossidazione si arricchisce di ioni positivi, mentre l'altra semicella si impoverisce di ioni positivi. Per ristabilire l'indispensabile neutralità elettrica nelle due soluzioni, gli ioni positivi (cationi) contenuti nel ponte salino si spostano verso il catodo (i cationi migrano al catodo), mentre gli ioni negativi (anioni) contenuti nel ponte salino si spostano verso l'anodo (gli anioni migrano all'anodo).

Sia in una cella elettrochimica che in una cella elettrolitica si ha:

ANODO --> OSSIDAZIONE entambe le parole iniziano con una vocale

CATODO --> RIDUZIONE entambe le parole iniziano con una consonante

In una cella elettrochimica si ha:

ANODO --> polo negativo

CATODO --> polo positivo

In una cella elettrolitica si ha:

ANODO --> polo positivo

CATODO --> polo negativo