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Reazioni di Ossidazioni e Pila

Gli stati di ossidazione degli atomi consistono in cariche che vengono attribuite ad atomi presenti in molecole, o in ioni. Le reazioni di ossidoriduzioni o redox sono reazioni nelle quali si ha variazione del numero di ossidazione ( n. o . ) di ioni o atomi. La specie chimica che si ossida cede elettroni ed aumenta il numero di ossidazione.
La specie chimica che si riduce acquista quegli elettroni, diminuendo il numero di ossidazione. Ovviamente la specie chimica che si ossida funge da riducente mentre, al contrario, quella che si riduce funge da ossidante.
In una reazione ossidoriduttiva il bilancio delle cariche deve essere uguale a zero. Le reazioni redox possono essere proposte in due modi: in forma molecolare ed in forma ionica. La Pila è un dispositivo in cui avvengono reazioni di ossidoriduzione spontanee e l‘energia chimica liberata viene trasformata in energia elettrica.

Un generatore di corrente che produce energia elettrica continua da una cella elettrochimica (O pila) è la pila Daniell. E’ costituita da una lamina di zinco e una di rame, poste in due diversi recipienti, immerse nella soluzione 1 M del loro solfato (Quindi solfato di zinco nel primo caso e solfato di rame nel secondo). I metalli nelle due semi-pile (per semi-pila si intendono i due recipienti, che possono essere semplici beker in cui sono immerse le lamine) rappresentano gli elettrodi. Quello che si ossida costituisce l’anodo (-): in questo caso lo zinco, che si consuma, mentre quello che si riduce costituisce il catodo (+), in questo caso il rame, si ricopre di altro rame proveniente dalla soluzione. Ciò significa che si ha un flusso di elettroni che va dall’anodo al catodo e una corrente convenzionale che va dal catodo all’anodo.
Un elettrodo è un conduttore usato per stabilire un contatto elettrico con una parte non metallica di circuito, per esempio un semiconduttore, un elettrolita o il vuoto. L'anodo è definito come l'elettrodo su cui avviene l'ossidazione, mentre il catodo è l'elettrodo su cui avviene la riduzione. Un elettrodo può diventare anodo oppure catodo in dipendenza dal tipo di reazione chimica che vi ha luogo. La forza elettromotrice, comunemente abbreviata in f.e.m., è la causa della differenza di potenziale fra due punti di un circuito aperto o del flusso di corrente elettrica all'interno di un circuito elettrico. Che cosa esprime il potenziale standard di riduzione: Misura (in Volt) la tendenza dell’ossidante (la specie che si riduce) di catturare elettroni, quando tutte le specie coinvolte nella semireazione sono in concentrazione 1M, tutti i gas sono alla pressione di 101325 Pa (1 atm) e la temperatura è 298 K. Le reazioni redox sono spontanee: Come in tutte le trasformazioni a P e T costanti, E°catodo deve essere maggiore E°anodo, ovvero che il reagente ossidante deve essere più forte dell’ossidante prodotto. La FEM la differenza di potenziale (ddp tra due elettrodi di una pila) che si sviluppa a circuito aperto ed è maggiore della ddp in condizioni di passaggio di corrente (circuito chiuso) L'elettrolisi (pronuncia elettrolìsi o elettròlisi) è un processo che trasforma energia elettrica in energia chimica. È il processo inverso a quello della pila. Con la pila infatti si sfrutta una reazione chimica per produrre energia elettrica, con l'elettrolisi invece si usa l'energia elettrica per far decorrere una reazione chimica che non avverrebbe spontaneamente.

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