Concetti Chiave
- La cella elettrolitica richiede un accumulatore, come una cella Daniel, per attivare un processo non spontaneo.
- Il catodo funge da polo negativo, attirando elettroni, mentre l'anodo è il polo positivo, da cui gli elettroni escono.
- Applicazioni della cella elettrolitica includono l'elettroforesi e le batterie ricaricabili.
- La differenza di energia libera standard ΔG°r determina la favorevolezza dei reagenti o dei prodotti in una reazione chimica.
- Le reazioni esoergoniche tendono a spostarsi verso i prodotti, mentre quelle endoergoniche hanno un equilibrio più vicino ai reagenti.
Funzionamento della cella elettrolitica
Nella cella elettrolitica avviene un processo non spontaneo è quindi necessario collegare la cella ad un accumulatore come una cella Daniel perché il processo avvenga. In questo caso il catodo è il polo negativo perché il punto in cui la cella galvanica spinge dentro gli elettroni; l’anodo invece è il polo positivo perché gli elettroni forniti dalla cella galvanica in corrispondenza dell’anodo escono e vanno verso il catodo della cella galvanica. Delle applicazioni della cella elettrolitica sono l’elettroforesi e le batterie ricaricabili.
Energia libera e reazioni chimiche
Innanzitutto: ΔG°r è la differenza delle energie libera standard di formazione dei prodotti e dei reagenti puri nei rispettivi stati standard; ΔGr è l'energia libera della reazione a una qualsiasi determinata composizione della miscela di reazione, considerata costante: essa rappresenta la differenza tra le energie libere di prodotti e reagenti in quel momento della reazione.
Quindi se G°r>0, k deve essere minore di 1, quindi in una reazione di questo tipo sono favoriti i reagenti; al contrario se G°requilibrio sono presenti sia prodotti che reagenti (keq=1); invece per keq>>1 l’equilibrio, ossia la condizione a minor energia, è molto vicino ai prodotti tanto da considerare la reazione completamente spostata a destra. La reazione è quindi esoergonica perché spontaneamente avviene per raggiungere tale condizione. Nelle reazioni endoergoniche al contrario keq
Domande da interrogazione
- Qual è il ruolo della cella galvanica nella cella elettrolitica?
- Come si determina se una reazione chimica è spontanea o meno?
- Cosa indica il valore di keq in una reazione chimica?
Nella cella elettrolitica, la cella galvanica fornisce elettroni al catodo, che è il polo negativo, permettendo così il processo non spontaneo di elettrolisi di avvenire (come descritto nel testo).
La spontaneità di una reazione chimica è determinata dal segno di ΔG°r: se G°r> 0, la reazione è sfavorita e i reagenti prevalgono; se G°r< 0, la reazione è favorita e i prodotti prevalgono (come spiegato nel testo).
Il valore di keq indica la posizione di equilibrio della reazione: se keq>> 1, l'equilibrio è vicino ai prodotti, mentre se keq=1, sono presenti sia prodotti che reagenti (come evidenziato nel testo).
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