Concetti Chiave
- Gli elettrodi di prima specie, come Cu, Zn e Ag, sono metalli immersi in una soluzione dei propri ioni e sono reversibili agli ioni dell'elemento costituente.
- Gli elettrodi inerti, come il platino, fungono da conduttori di corrente senza partecipare alle reazioni di ossidoriduzione nella cella galvanica.
- Nella cella galvanica, le reazioni di ossidoriduzione avvengono, come nel caso del ferro che si ossida e gli ioni ferrici che si riducono.
- Un elettrodo di seconda specie è un metallo a contatto con un sale poco solubile, come l'elettrodo a cloruro di argento, ed è reversibile per gli anioni del sale.
- La concentrazione degli ioni Ag+ rimane costante negli elettrodi di seconda specie, permettendo un processo elettrodico stabile.
Elettrodi di prima specie
Elementi come Cu, Zn e Ag sono elettrodi di prima specie, ovvero elementi (metalli o non metalli) immersi in una soluzione dei propri ioni. Sono reversibili agli ioni dell’elemento costituente.
Possono essere utilizzati anche elettrodi inerti. Questi elettrodi funzionano da semplici conduttori di corrente, e non intervengono nella reazione redox. Un esempio di elettrodo inerte è il platino (Pt). L’elettrodo inerte in pratica fornisce la superficie alla quale decorre la semireazione, ma i reagenti debbono arrivarvi dalla soluzione elettrolitica.
Quali sono le reazioni nella cella galvanica?
Si consideri la cella galvanica nella quale avviene la seguente la reazione:
Fe (s) + 2Fe3+ (aq) → 3Fe2+ (aq)
Pila Fe/Fe3+: Fe (s)|Fe2+ (aq)||Fe2+ (aq), Fe3+ (aq)|Pt (s)
Le reazioni che si verificano sono le seguenti:
Processo anodico (Ossidazione anodica): Fe→〖Fe〗^(2+)+2e^-
Processo catodico (Riduzione catodica): 2〖Fe〗^(3+)+〖2e〗^-→2〖Fe〗^(2+)
Reazione globale (Processo elettromotore): 2〖Fe〗^(3+)+Fe→〖3Fe〗^(2+)
Si noti come il platino non intervenga in nessuna delle reazioni di ossidoriduzione, si comporta quindi da elettrodo inerte.
Elettrodi di seconda specie
Un elettrodo di seconda specie è costituito da un metallo a contatto con un suo sale poco solubile, immersi in una soluzione contenente l’anione del sale poco solubile. Classico esempio di questo elettrodo è l’elettrodo è l’elettrodo a cloruro di argento.
Se l’elettrodo funziona da catodo (ovvero se riceve elettroni dall’anodo, quindi se si riduce) si scrive: Ag(s), AgCl(s) | Cl-(aq).
Riduzione (processo primario): Ag^++ e^-→Ag
Ossidazione (processo secondario): AgCl→Ag^++Cl^-
Totale (processo elettrodico): AgCl+ e^-→Ag+Cl^-
La concentrazione degli ioni Ag+ non varia, e l’elettrodo è reversibile per gli anioni Cl- del sale poco solubile.
Domande da interrogazione
- Cosa sono gli elettrodi di prima specie e come funzionano?
- Quali sono le reazioni che avvengono in una cella galvanica con elettrodo di ferro?
- Che cos'è un elettrodo di seconda specie e come si comporta?
Gli elettrodi di prima specie, come Cu, Zn e Ag, sono metalli immersi in una soluzione dei propri ioni e sono reversibili agli ioni dell'elemento costituente. Possono anche essere utilizzati elettrodi inerti, come il platino, che fungono da conduttori di corrente senza intervenire nelle reazioni redox.
Nella cella galvanica con elettrodo di ferro, si verifica un processo anodico di ossidazione del ferro (Fe → Fe²⁺ + 2e⁻) e un processo catodico di riduzione degli ioni ferrici (2Fe³⁺ + 2e⁻ → 2Fe²⁺), con una reazione globale che produce 3Fe²⁺.
Un elettrodo di seconda specie è un metallo a contatto con un suo sale poco solubile, come l'elettrodo a cloruro di argento. Funziona da catodo quando si riduce, mantenendo costante la concentrazione degli ioni Ag⁺ e rimanendo reversibile per gli anioni Cl⁻ del sale poco solubile.
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