Metodi elettrolitici

METODI ELETTROLITICI

Si definisce elettrolisi l’insieme di fenomeni che si verificano quando, per mezzo di generatori di corrente

continua collegati a conduttori di prima specie, viene fatta passare corrente in un sistema contenente gli

elettroliti.

Gli elettrodi sono detti anodo e catodo e sono collegati al polo positivo e al polo negativo del generatore.

Le reazioni di ossidoriduzione che si verificano nella cella sono dette reazioni di elettrodo o elettrodiche,

perché lo scambio di elettroni avviene sulla superficie di ciascun elettrodo.

LEGGE DI FARADAY: regolano il passaggio di corrente e le quantità di materia scaricata agli elettrodi.

Prima legge: m = K x q ---> m è la massa ridotta al catodo o ossidata all’anodo; K è la costante

proporzionale; q è la quantità di carica che passa in cella.

q = I x t ---> q è la quantità di carica; I è l’intensità di corrente; t è il tempo.

Seconda legge: m /M = m /M = … ---> il rapporto tra la massa e la massa equivalente rimane

1 E1 2 E2

costante

Legge: m = Q/F x Mm/z ---> m massa; Q quantità di carica; F quantità di carica che contiene una

mol di elettrone, cioè 96500; Mm massa molare; z numero di elettroni scambiati.

ELETTROLISI

Se E > E ---> allora elettrolisi mentre se E < E ---> allora pila.

cella pila antagonista cella pila antagonista

Si verifica se E > E – E cioè se E > E – E ; questa è la tensione della pila che le due semicelle

sistema a c sistema 1 2

realizzerebbero se collegate in corto circuito.

La tensione applicata alla cella dall’esterno deve superare la tensione della pila antagonista quindi:

- E > E – E ---> elettrolisi e E < E – E ---> pila

sistema 1 2 sistema 1 2

- E = E – E cioè E = 0 ---> pila

sistema 1 2 sistema

- E > V ---> avvengono le reazioni al catodo (riduzione)

sostanza elettrodo

- E < V ---> avvengono le reazioni all’anodo (ossidazione)

sostanza elettrodo

In soluzione esistono diverse coppie redox elettroattive che potrebbero scaricarsi agli elettrodi:

- Agli elettrodi si scaricano per le prime specie che richiedono minore energia, la tensione minima;

- Qualsiasi sostanza ossidabile può reagire prevalentemente all’anodo e qualsiasi sostanza riducibile può

reagire prevalentemente al catodo;

- La tensione minima da applicare per realizzare l’elettrolisi corrisponde alla tensione della pila antagonista

formata da due coppie redox interessate alla scarica, cioè il potenziale teorico V = E - E

T a c

SOVRATTENSIONE

La sovratensione è la differenza tra il potenziale di scarica che effettivamente si misura su un determinato

elettrodo e il potenziale previsto in base all’equazione di Nerst. La polarizzazione degli elettrodi:

polari