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Estratto del documento

Il trasferimento di elettroni nella reazione in cui Cu e Ag sono a contatto

produce calore ma non è utilizzabile per produrre energia elettrica. È possibile costruire un circuito in cui il passaggio di elettroni avviene attraverso un conduttore che collega Cu e Ag opportunamente tenuti separati. In questo modo è possibile ottenere il passaggio di corrente elettrica. Questo circuito prende il nome di pila elettrochimica (cella voltaica o galvanica).

Il ponte salino svolge tre funzioni:

  1. Permette il contatto elettrico tra le due soluzioni
  2. Impedisce il mescolamento tra le soluzioni dei due elettrodi
  3. Mantiene l'elettroneutralità in ogni semielemento poiché gli ioni fluiscono fuori dal ponte salino

Cu|Cu (1M)||Ag (1M)|Ag2++

Differenza di potenziale (d.d.p.) o forza elettromotrice (f.e.m.). La f.e.m. (E) rappresenta la d.d.p. massima tra i due elettrodi.

Elettrodo Semielemento o semipila o semicella

Zn|Zn (1M)||Cu

(1M)|Cu2+ + 2e- = Cu E0 = E- - E+ (- riduzione) (ossidazione) E- è indicato anche come potenziale di cella. Quando un metallo è posto in una soluzione contenente i suoi ioni si raggiunge uno stato di equilibrio e si crea una differenza di potenziale (d.d.p.) fra metallo (negativo) e soluzione (positiva) chiamata potenziale elettrico. Me + ne- ⇌ Men+ Me = elettrodo metallico L'equilibrio si stabilizza rapidamente quando il metallo è immerso in una soluzione dei suoi ioni. Stabilito l'equilibrio la d.d.p. si mantiene costante. Non è possibile misurare sperimentalmente la d.d.p. tra l'elettrodo e la soluzione. Potenziale di un semielemento o di semicella Ogni misura di potenziale in elettrochimica si deve fare tra due elettrodi immersi nelle opportune soluzioni e opportunamente collegati. È necessario un semielemento di riferimento a cui si attribuisce un potenziale convenzionale di 0 V. Elettrodo standard ad idrogeno (semielemento di riferimento)E° H+/H2 H 2H + 2e+2 E° = 0 (anodo) 2H + 2 e H+ 2E° = 0 (catodo) Condizioni standard: T = 25°C; P = 1 atm (gas); c = 1M (soluzioni) Potenziale di un semielemento in cui l’elettrodo partecipa alla reazione elettrodica E° = E° – E°catodo anodo Pila Daniell Figura 21-6 La cella voltaica zinco-rame (-) Zn/Zn (1M) || Cu (1M)/Cu (+)2+ 2+E = E – E ) = E – E = 0,34 – (-0,76) = 1,1 V Cu2+/Cu Zn2+/Zn(+) (-Più alti (più positivi) sono i potenziali di cella maggiore è la tendenza che la reazione vada a completezza (maggiore forza motrice). Figura 21-7 La cella voltaica rame-argento Dal volume: Whitten “Chimica Generale” Piccin Nuova Libraria S.p.A. La cella standard Zn < Cu < Ag2+ 2+ + Zn > Cu > Ag Forza crescente comeForza crescente come agenti riducentiagenti ossidanti Piccin Nuova Libraria S.p.A. Serie dei potenziali standard o normali dei semielementi Dal volume: Whitten “Chimica

Generale” Piccin Nuova Libraria S.p.A.

Uso dei potenziali standard di elettrodo

Quanto più è positivo il valore di E° per una semireazione, tanto maggiore è la tendenza per la semireazione ad avvenire nella direzione scritta.

Quanto più è negativo il valore di E° per una semireazione, tanto maggiore è la tendenza per la semireazione ad avvenire nella direzione opposta a quella scritta.

I potenziali di elettrodo permettono di prevedere la spontaneità in una reazione redox (E° >0) (E° > E°) ossidante riducente

Scrivere prima l’equazione per la semireazione con il valore di E° più positivo.

1. rid

Scrivere l’equazione dell’altra semireazione come un’ossidazione e cambiare di

2. segno al potenziale

Bilanciare il trasferimento di elettroni senza moltiplicare i potenziali.

3. Sommare le semireazioni di riduzione e ossidazione. Se E°cella sarà positivo allora

4. la reazione

pila nFIGURE 21-10Una pila voltaica in condizioni non standard - L'Esempio 21-8 illustrato Piccin Nuova Libraria S.p.A.

FIGURA 21-11Pila a concentrazione Piccin Nuova Libraria S.p.A.

FIGURA 21-12Elettrodo a vetro e pHmetro Piccin Nuova Libraria S.p.A.

Dal volume: Petrucci "Chimica Generale" Piccin Nuova Libraria S.p.A.

Dettagli
Publisher
Giuseppe^^
A.A. 2012-2013
27 pagine
SSD Scienze chimiche CHIM/03 Chimica generale e inorganica
I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher Giuseppe^^ di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Chimica Generale e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Università degli Studi di Messina o del prof Arena Carmela.