Chimica - l'elettrochimica

Elettrochimica

• si occupa delle relazioni tra energie elettriche ed energie chimiche

• Trasformazione elettrica chimica (celle elettrolitiche)
• Trasformazione chimica elettrica (celle galvaniche)

Perché pure si può considerare un isolante, conduce elettricità se si cerca di elettrificarlo.

• Le sostanze conducono corrente se ci sono disposti ioni o elettroni alla

• Conduttori di primo specie: METALLI (spostamenti di elettroni)

• avviene senza trasporto di massa

Nelle pile/celle elettrochimiche, conducono per imposizione di un d.d.p. che causando la perdita a potenziale più utile (+) in p. più basso:

• (-) anodo:

su introduzione quella di potenziale l'atto attonro

m di elettroni che causano, importo e vicinanza

polarizzazione ionica determina il fenomeno di trasporto di ioni potenziale e sono di seconda specie

• Conduttori di seconda specie: IONI (trasporto di massa)

I conduttori di prima specie seguono la legge di Ohm

V = RI dove R = costante di proporzionalità (RESISTENZA)

La pendenza sarà determinata da R

Disegni il comportamento dei conduttori di prima specie.

Le soluzioni elettroniche si comportano prof. diversamente

La resistenza di un conduttore (2) viene espressa dalla relazione:

R = ρl/s

ρ = resistenza specifica (Ωm)

l = lunghezza del conduttore

s = sezione del conduttore (cm²)

• conduttanza è inverso della resistenza e dipende dalle quantità di portatore di carica (se aumenta la concentrazione degli ioni, aumenta la conduttanza).

• dipende anche dalla carica: se dei ioni (quindi con cariche opposte) si uniscono, che quindi diminuisce la conducibilità.

• Specialmente all’aumentare della T aumenta anche la velocità di reazione per effetto delle collisioni.

CELLA ELETTROLITICA

Un contenitore dove c’è la soluzione elettrica dove sono immersi due elettrodi collegati ad un generatore esterno.

Si applica una d.d.p. sufficiente ad innescare questa conducibilità. (Sono sufficienti ad innescare delle reazioni).

nella pila Daniell

ΔE° = 1.10V

E_(Zn) / E_(Cu)

ex

Zn²⁺ / Zn

E_(Zn/Zn) 0.34V

E_(H⁺/H₂) 0.00V 1.1

E_(Cu/Cu) 0.36V

anoda H⁺ / H₂

catodo Cu²⁺ / Cu

• H₂ → 2H⁺ + 2e⁻
• Zn → Zn²⁺ + 2e⁻
• Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu

Cu + H₂ → Cu + 2H⁺

ΔE° < 0 si supera l'otopon + la reazione è spontanea

ΔE° > 0 non si supera l'otopono e la "non " "è" un vi metallo

Nelle neazze; con ΔG > 0 dobbiamo compiere lavoro per far avvenire

la reazione # il lavoro è di tipo elettrico.

schematizzazione della pila

• Zn (n) | Zn²⁺ + H (H₂) | Cu²⁺ (H) | Cu (n)
• il metallo è connettato con le reazione in cui è invers e sopra
• collegato con un ponte salino (II)

Elettrdo standard ad idrogeno

pH = 4 atua [H₃O⁺] = 1M

Z'nHQRH⁺ + 1.2e⁻ → 1 H₂ 1H₂O

Iruv = ΔE° = -E_(Cn) - E_(Cm)

dove essendo una qualità positiva

E° uncsine le prime ass.osiate ad un sistem exctos

i valori di E° si rifritiamo alle reinriceanvin nel xim le cui non reming ( da x quel x dei)

• Cu²⁺ + 1.2e⁻ = (ex (-2.87)
• - Zn²⁺ + 1.2e⁻ = (-/0.76)

amodedo ax niradul

Elettrolisi

...

anodo (il polo positivo) avvengono delle reazioni di ossidazione, mentre al polo negativo (catodo) avvengono delle reazioni di riduzione. Se una soluzione di un sale opportunamente dissciolto per esempio NaCl viene sottoposta alla azione

della corrente continua, ed ad una d.d.p. sufficiente, il fenomeno dell'elettrolisi può essere visualizzato nel seguente modo:

2H₂O + 2Cl^- → 2H₂O + H_2(g) + Cl_2(g)

Il ΔS>0 sta avvenendo perché fornisce all’esterno lavoro che supera quello da svolgere (TΔG = ΔS).

Ed = E_d - E_i = 1.36 - 0.1 = 1.36V

CONDUTTANZA A DILUIZIONE INFINITA Λ_∞

Per gli elettroliti binari si può utilizzare un altro metodo che sfrutta

(…) della migrazione indipendente (…)

(…)

La conduttanza equivalente infinita per gli elettroliti

(…) è data dalla somma delle conduttanze

(…) infinite del catione e dell'anione:

Λ₀ = Λ_∞⁺ + Λ_∞^-

(…)

tenendo conto che Λ_∞ per un elettrolita stabile rappresenta il valore

(…) equivalente che esso avrebbe se fosse completamente

(…) dissociato e che le sue conduttanze, a temperatura costante,

è proporzionale al numero di ioni che si trovano fra gli elettrodi a

una distanza dalla conduttività, si ha:

Λ_e = Λ₀Λ_∞ α = Λ_eΛ_∞