Concetti Chiave
- La relazione tra energia libera di Gibbs e potenziale di cella è espressa dall'equazione ΔG°r = -nFEcell°, evidenziando la connessione tra spontaneità della reazione e potenziale positivo.
- Un potenziale di cella positivo indica una reazione redox spontanea, poiché K aumenta esponenzialmente con Ecell°.
- Il potenziale di cella può essere misurato con un voltometro, calcolando la differenza tra i potenziali elettrodici, fissando arbitrariamente a 0 il potenziale dell'elettrodo di idrogeno.
- La formula utilizzata per misurare il potenziale di cella è E°cel = E°R - E°L, dove R e L rappresentano i potenziali degli elettrodi a destra e a sinistra.
- Un potenziale di cella maggiore di zero indica che l'elettrodo testato funge da catodo e che la reazione è favorevole e spontanea.
Qual è la relazione tra energia libera e potenziale?
Come abbiamo visto che G°r=-RTln(Keq), possiamo stabilire una relazione tra l’energia libera di Gibbs e il potenziale di cella: ΔG°r=-nFEcell° (n=numero degli equivalenti riducenti, gli elettroni che entrano in gioco,
F=costante di Faraday, E= differenza di potenziale, è in realtà ΔE). Combinando le due equazioni si ha che
nFER
lnKcell
nFEcell°=RTln(Keq), che riordinata dà RT
Visto che K aumenta esponenzialmente con Ecell°, per Ecell° positivo e grande avremo un K>>1, dunque una reazione spontanea: si prova così che un potenziale di cella positivo è tipico di una reazione redox spontanea. Se c'è differenza di potenziale c'è liberazione di energia.
Per ogni reazione redox si può misurare ΔE e ricavare ΔG e viceversa, entrambe sono misure che si fanno negli stati standard.
Misurazione del potenziale di cella
Con un voltometro possiamo misurare solo il potenziale di cella, cioè la differenza tra i due potenziali elettrodici, ma non i potenziali elettrodici stessi. Per quantificare questi ultimi è necessario porre arbitrariamente a 0 il potenziale elettrodico di un elettrodo, l’elettrodo ad H, per poi misurare con il voltometro il potenziale di cella di una cella che usa come catodo l’elettrodo ad H e come anodo l’elettrodo di cui vogliamo testare il potenziale. Per misurare il potenziale di cella si usa la formula E°cel=E°R-E°L, dove R e L sono rispettivamente destra e sinistra. Se E°cell>0, la reazione è spontanea, l’elettrodo destro, quello che stiamo testando, funge da catodo. Se invece E°cell
Domande da interrogazione
- Qual è la relazione tra energia libera di Gibbs e potenziale di cella?
- Come si misura il potenziale di cella?
- Cosa indica un potenziale di cella maggiore di zero?
La relazione tra energia libera di Gibbs e potenziale di cella è espressa dalla formula ΔG°r = -nFEcell°, dove ΔG°r rappresenta l'energia libera, n il numero di equivalenti riducenti, F la costante di Faraday e Ecell° la differenza di potenziale. Un potenziale di cella positivo indica una reazione redox spontanea, poiché K aumenta esponenzialmente con Ecell°.
Il potenziale di cella si misura utilizzando un voltometro, che calcola la differenza tra i potenziali elettrodici. Per quantificare i potenziali elettrodici, si fissa arbitrariamente a 0 il potenziale dell'elettrodo a idrogeno e si utilizza la formula E°cel = E°R - E°L, dove R e L rappresentano rispettivamente i potenziali dell'elettrodo destro e sinistro.
Un potenziale di cella maggiore di zero indica che la reazione è spontanea e che l'elettrodo destro, quello testato, funge da catodo. Questo è un segno che la reazione redox avviene in modo favorevole, liberando energia.
Accedi a tutti gli appunti
Tutor AI: studia meglio e in meno tempo
