oh calcolo del potenziale di a batteria viene eseguita quando si vuole sapere in anticipo (prima del montaggio) quale sarà la tensione, fem (forza elettromotrice) o ddp (differenza di potenziale) che una data cella genererà da due metalli con caratteristiche diverse.
Il termine è stato usato in anticipo perché, se vogliamo misurare la tensione di un qualsiasi dispositivo, sia una cella che una batteria, basta usare un multimetro.
Ciascuno dei metalli che partecipano alla composizione dell'anodo e del catodo della cella ha differenti capacità di subire ossidazione (capacità di perdere elettroni) e riduzione (capacità di guadagnare elettroni). Questa capacità di ossidarsi o ridursi è chiamata potenziale. Pertanto, i metalli che compongono l'elettrodo di una cella possono avere:
Potenziale di riduzione standard (Erosso): è la capacità dell'elettrodo di subire il fenomeno della riduzione. Questo potenziale si misura in Volt (V) e il suo valore è lo stesso del potenziale di ossidazione standard, ma con segno opposto.
Potenziale di ossidazione standard (Eossi): è la capacità dell'elettrodo di subire il fenomeno dell'ossidazione. Tale potenziale si misura in Volt (V) e il suo valore è lo stesso del potenziale di riduzione standard, ma con segno opposto.
NOTA: Un potenziale standard può essere influenzato dalla temperatura e dalla concentrazione delle soluzioni utilizzate nell'assemblaggio del palo.
Per eseguire calcolo del potenziale di una batteria, dobbiamo conoscere i valori dei potenziali standard, sia di ossidazione che di riduzione, e applicarli nel seguito Equazione matematica:
E = Erosso (più grande) - Erosso (più piccolo)
o
E = Eossi (più grande) - Eossi (più piccolo)
ΔE = variazione del potenziale di una batteria (emf o ddp).
Questa equazione utilizza la variazione potenziale perché, come nel dispositivo, si verificano ossidazione e riduzione, la misura del potenziale sarà data semplicemente sottraendo il potenziale di ciascuno degli elettrodi (metalli).
NOTA: Possiamo solo dire che stiamo lavorando con uno stack quando il çcalcolando il potenziale si ottiene un valore positivo.
Ora seguine un po' esempi di domande che affrontano il çcalcolo del potenziale di una batteria:
Esempio 1: (UFSC-SP) Date le semireazioni:
2 Fe+2 → 2 Fe+3 + 2 e Miossi = - 0,77 V
2 Cl-1 → 1 Cl2 + 2 e Miossi = - 1,36V
Calcola il potenziale della reazione sottostante (stack) e dì se è spontanea o meno, spuntando l'opzione corretta:
2 Fe+2 + Cl2 → 2 Fe+3 + 2 Cl-1
a) – 0,59V, non è spontaneo
b) 0,59 V, non è spontaneo
c) 0,59 V, è spontaneo
d) – 2,13 V, non è spontaneo
e) 2,13 V, è spontaneo
Risoluzione:
Poiché l'esercizio chiede di determinare il valore del potenziale della batteria, è sufficiente analizzare i potenziali di ossidazione forniti per giudicare quale è il più alto e quale è il più basso:
2 Fe+2 → 2 Fe+3 + 2 e Miossi = - 0,77 V (Questo è il più grande)
2 Cl-1 → 1 Cl2 + 2 e Miossi = - 1,36V (Questo è il più piccolo)
Quindi, basta applicarlo nella formula per calcolare il potenziale di una batteria:
E = Eossi (più grande) - Eossi (più piccolo)
ΔE = - 0,77 - (-1,36)
E = - 0,77 + 1,36
E = + 0,59V
Poiché il potenziale trovato ha un valore positivo, abbiamo un processo spontaneo. Lettera ç).
Esempio 2: (UFMS) Si considerino le semireazioni, di seguito indicate, con i rispettivi potenziali standard di riduzione, in Volt (V):
Ag+ + e → Ag Erosso = 0,80 V
Culo+2 + 2 e → Cu Erosso = 0,34V
Calcola il potenziale della reazione sottostante (stack) e dì se è spontanea o meno, spuntando l'opzione corretta:
Cu + 2 Ag+→ Cu+2 + 2 Ag
a) – 4,6 V
b) - 0,46 V
c) + 0,46 V
d) + 1,14V
e) - 1,14 V
Risoluzione:
Poiché l'esercizio ti chiede di determinare il valore del potenziale dello stack, devi semplicemente guardare i potenziali di riduzione forniti per giudicare quale è il più grande e quale è il più piccolo:
Ag+ + e → Ag Erosso = 0,80 V (Questo è il più grande)
Culo+2 + 2 e → Cu Erosso = 0,34V (Questo è il più piccolo)
Quindi, basta applicarlo nella formula per calcolare il potenziale di una batteria:
E = Erosso (più grande) - Erosso (più piccolo)
E = 0,80 - (0,34)
E = 0,80 - 0,34
E = + 0,46V
Poiché il potenziale trovato ha un valore positivo, abbiamo un processo spontaneo. Lettera ç).
Di Me. Diogo Lopes Dias
Fonte: Scuola Brasile - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/calculo-potencial-uma-pilha.htm
