calcolo di Q in una pila

Salve,

stavo provando a svolgere il seguente esercizio:

Ma non mi ritrovo sulla soluzione proposta, solo negli ultimi calcoli della costante di equilibrio. 

Senza passare per la fem, non potevo calcolarmi la costante K con le concentrazioni molari e basta? Quindi K= [H+]^2*[Fe2+]^2/[H2]*[Fe3+]^2 ?? Solo che per H2 avrei utilizzato la pressione 2atm forse è per questo che non si può fare? Se così fosse, perché nel calcolo del potenziale dell'anodo anziché la concentrazione posso utilizzare anche la pressione?

Comunque, anche svolgendo i calcoli come nella soluzione la formula della ferm non dovrebbe essere deltaE  = deltaE° -0,0592/n*logQ? Invece nella soluzione non vedo il delta E°...

Grazie!

Una cella galvanica (o pila) produce elettricità poiché la reazione netta della cella non è all'equilibrio.

La pila è all'equilibrio quando:

ΔE(pila) = 0

In queste condizioni il quoziente di reazione Q è uguale alla costante di equilibrio K.

Ciò permette di stabilire una relazione di grande importanza tra K e ΔE° per una reazione chimica:

ΔE(pila) = ΔE°(pila) - 0,0592/n log Q..................in qualsiasi caso

ΔE(pila) = 0 = ΔE°(pila) - 0,0592/n log K.............in condizioni di equilibrio

Si comporta da anodo (polo negativo) l'elettrodo con potenziale minore e da catodo (polo positivo) quello con potenziale maggiore.

Nell'esempio in questione:

Anodo (-) ...1 x (H2(g) --> 2 H+ + 2 e-)........................E° = 0,000 V

Catodo(+)...2 x (Fe3+ + e- --> Fe2+)...........................E° = 0,777 V

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Pila.............H2(g) + 2 Fe3+ --> 2 H+ + 2 Fe2+..............ΔE°(pila) = 0,777 - 0,000 = 0,777 V

ΔE(pila) = ΔE°(pila) - 0,0592/n log Q

Q = [H+]^2 · [Fe2+]^2 / P(H2) · [Fe3+]^2

Q = 0,02^2 · 0,01^2 / 2,0 · 0,0001^2 = 0,02

ΔE(pila) = 0,777 - 0,0592/2 log 0,02 = 0,827 V

Nell'equazione di Nernst per i gas, al posto della concentrazione molare, si utilizza la loro pressione in atm.

La forza elettromotrice della pila può essere calcolata anche determinando il potenziale dei singoli elettrodi:

E(anodo) = 0,000 + 0,0592/2 log (0,02^2 / 2,0) = -0,109 V

E(catodo = 0,777 + 0,0592 log (0,001 / 0,01) = 0,718 V

ΔE(pila) = E(catodo) - E(anodo) = 0,718 - (-0,109) = 0,827 V

Calcoliamo ora la costante di equilibrio della reazione:

0 = ΔE°(pila) - 0,0592/n log K

0 = 0,777 - 0,0592/2 log K

log K = 0,777 · 2 / 0,0592 = 26,25

K = 10^26,25 = 1,78·10^26