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Elettrochimica

Reazioni redox ed energia elettrica

Convenzioni per i segni di q e w.

Le reazioni di ossidoriduzione spontanee (∆G<0) possono essere utilizzate come

sorgenti di energia elettrica. e Cu + 2Ag

2+ 0

Cu 2 Ag +

e

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

+

calore ma non è utilizzabile per produrre energia elettrica.

E’ 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 passaggio di corrente elettrica.

Questo circuito prende il nome di pila elettrochimica (cella voltaica o galvanica)

Il ponte salino svolge tre funzioni:

Permette il contatto elettrico tra

1. le due soluzioni

Impedisce il mescolamento tra le

2. soluzioni dei due elettrodi

Mantiene l’elettroneutralità in

3. ogni semielemento poiché gli

ioni fluiscono fuori il ponte

salino

Cu|Cu (1M)||Ag (1M)|Ag

2+ +

Differenza di potenziale (d.d.p.) o forza elettromotrice (f.e.m.).

f.e.m. (E) rappresenta la d.d.p. massima tra i due elettrodi

+

Elettrodo Elettrodo

Semielemento o

Semielemento o semipila o

semipila o semicella

semicella Zn|Zn (1M)||Cu (1M)|Cu

2+ 2+

E = E – E ) = 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 Me

n+

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 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

+ 2

E° = 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 < Ag

2+ 2+ + Zn > Cu > Ag

Forza crescente come

Forza crescente come agenti riducenti

agenti 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.


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DESCRIZIONE APPUNTO

Appunti di Chimica generale per l'esame della professoressa Arena. Gli argomenti trattati sono i seguenti: l'elettrochimica, le reazioni redox e l'energia elettrica, il potenziale di cella, l'elettrodo standard a idrogeno, il potenziale di un semielemento in cui l’elettrodo partecipa alla reazione elettrodica.


DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea in chimica industriale
SSD:
Università: Messina - Unime
A.A.: 2013-2014

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 Messina - Unime o del prof Arena Carmela.

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