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

La legge di Faraday regola 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 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.

Si verifica se E > E – E cioè se E > E – E; questa è la tensione della pila che le due semicelle 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
• E = E – E cioè E = 0 ---> pila
• E > V ---> avvengono le reazioni al catodo (riduzione)
• E < V ---> avvengono le reazioni all’anodo (ossidazione)

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

• Agli elettrodi si scaricano per prime le 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.

Sovratensione

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.