Appunti di Chimica 2 Parte

Elettrochimica

È ramo della chimica che descrive l'uso di reazioni chimiche di ossidazione per produrre elettricità e quello dell'elettricità per forzare il decorso di reazioni contro il loro equilibrio in modo da ottenere specifici prodotti.

In una reazione redox esistono una semireazione di ossidazione e una di riduzione. Ognuna di esse contiene una coppia redox e gli elettroni fluiscono spontaneamente dalla coppia + riducente (meno ossidante) a quella meno riducente (+ ossidante).

Potenziale standard di riduzione (E⁰) = tendenza degli elettroni di passare da una coppia redox ad un'altra coppia.

Coppia redox presa in esame è quella dell'idrogeno ed è posta E⁰ = 0 quindi qualsiasi coppia redox con valore positivo è + ossidante di quella dell'H che ne viene ossidata o viceversa.

Coppia redox + alta = del fluoro = massimo valore costringe tutti a cedere elettroni.

Elettrodo standard di idrogeno consiste nella coppia redox: 2H⁺ + 2e ₌ H₂

Collegando qualsiasi elettrodo a quello standard è possibile misurare il valore di E⁰ di tale elettrodo e quindi della coppia redox relativa. Permette di valutare se la coppia è + o - ossidante rispetto a quella dell'H.

Pila di Daniell

1 elettrodo di zinco ⟹ 1 di rame

ΔΕ = Ε⁰_rame - Ε⁰_zinco = 0,34 + 0,15

Cu²⁺ + 2e ⟹ Cu

Zn ⟹ Zn²⁺ + 2e

Cu

CuSO₄/H₂O

2n

2nSO₄/H₂O

• Catodo
• Riduzione
• Polo positivo
• Anodo
• Ossidazione
• Polo negativo

2n(aq)/2n²⁺(aq)//Cu²⁺(aq)/(cu)

• Si indica prima la coppia riducente
• Prima forma indotta / forma ossidata
• Doppia barra simboleggia ponte salino
• Poi prima forma ossidata / forma indotta

Potenziale di cella (E⁰) è una proprietà intensiva definita come la differenza tra il potenziale del catodo e quello dell'anodo.

ΔΕ = Ε⁰_cat - Ε⁰_an = +0,34 - (-9,76) = +1,1 V

Elettrochimica

Ramo della chimica che descrive l'uso di reazioni chimiche di ossidazione per produrre elettricità e quello dell'elettricità per forzare il decorso di reazioni contro il loro equilibrio in modo da ottenere specifici prodotti.

In una reazione redox esistono una semireazione di ossidazione e una di riduzione. Ognuna di esse contiene una coppia redox e gli elettroni fluiscono spontaneamente dalla coppia a riducente (meno ossidante) a quella meno riducente (= ossidante).

Potenziale standard di riduzione (E^o) = tendenza degli elettroni di passare da una coppia redox ad un'altra coppia.

Coppia redox presa in esame è quella dell'idrogeno ed è posta a E^o = 0 quindi qualsiasi coppia redox con valore positivo è + ossidante di quella dell'H che ne viene ossidata e viceversa.

Coppia redox + alta = del fluoro = massimo valore costringe tutti a cedere elettroni

Elettrodo standard ad idrogeno consiste nella coppia redox: 2H⁺ + 2e^- ↔ H₂

Collegando qualsiasi elettrodo a quello standard è possibile misurare il valore di E^o di tale elettrodo e quindi della coppia redox relativa. Permette di valutare se la coppia è + o - ossidante rispetto a quella dell'H

Pila di Daniell

1 elettrodo di zinco ⟶ 1 di rame

ΔE^o = E^o_{coppia rame} - E^o_zinco = 0,34 + 0,76

Cu

CuSO₄/H₂O

• Catodo
• Riduzione
• Polo positivo

Cu²⁺ + 2e^- ↔ Cu

Zn

ZnSO₄/H₂O

• Anodo
• Ossidazione
• Polo negativo

2n ↔ 2n²⁺ + 2e^-

• Si indica prima la coppia riducente
• Prima forma indotta / forma ossidata
• Doppia barra simboleggia ponte salino
• Poi prima forma ossidata / forma ridotta

Potenziale di cella (E_c^o) è una proprietà intensiva definita come la differenza tra il potenziale del catodo e quello dell'anodo.

ΔE^o = E^o_cat - E^o_an = +0,34 - (-0,76) = + 1,1 V

Equazione di Nernst

Pone in relazione il potenziale di cella di una coppia redox.

E = E₀ + ^RT/_nF ln ^[ox]/_[red]

F = costante di Faraday

n = num. di elettroni scambiati

O_x + n e^- ↔ red anodo

E₀ = E_an⁰ + ^RT/_nF ln ^[ox]/_{[red] an}

E₀ = E_an⁰ + ^RT/_nF ln ^[ox]/_{[red] an}

ΔE = E_cat - E_an