Post on 25-Feb-2016
description
PileVolta Grenet Bunsenin serie e in paralleloa colonna , a tazze
Serie potenziali redox
Effetto seebeck
Elettrodo di zinco
Soluzione di solfato di zinco
Zn
Zn++ SO4--
Lo zinco si ossida immettendo ioni Zn++ nellasoluzione e trattenendo elettroni:gli ioni Zn++richiamati dalla laminetta diventata negativa
si riducono acquistando elettroni ,con unprocesso reversibile :all’equilibrio permane
una carica negativa sullo zinco
Zn° <<<>>> (Zn++ ) + 2e
ee
ee
e
Semipila Zinco / ioni zinco
Elettrodo di rame
Soluzione di solfato di rame
Cu
Cu++ SO4--
Il rame si ossida immettendo ioni Cu++ nellasoluzione e trattenendo elettroni:gli ioni Cu++richiamati dalla laminetta diventata negativa
si riducono acquistando elettroni ,con unprocesso reversibile :all’equilibrio permane
una carica negativa sul rame
Cu° <<<>>> (Cu++ ) + 2e
ee
e
Semipila rame / ioni rame
Elettrodo di zinco
Soluzione di solfato di zinco
Zn
Zn++ SO4--
ee
ee
e
Elettrodo di rame
Soluzione di solfato di rame
Cu
Cu++ SO4--
ee
e
galvanometro
Lo zinco risulta più negativo del rame:collegando le due semicelle con unconduttore nel quale è inserito un galvanometro , si osserva uno spostamento
di elettroni dallo zinco verso il rame, e di ioni solfato in senso opposto con uso di sifone e soluzione salina
elettroni
SO4--
Elettrodo di zinco
Zn
Zn++ SO4--
ee
ee
e
Elettrodo di rame
Cu
Cu++ SO4--
ee
e
galvanometro
elettroni
SO4--
Diminuendo gli elettroni nella semicella dello zinco, riprende la trasformazione dello zinco in ione zinco;
nella semicella con il rame l’arrivo di elettroni fariprendere la trasformazione di ioni rame in rame neutro :
equilibrio dinamico
Elettrodo di zincopolo negativo-anodo
Zn
Zn++ SO4--
ee
ee
e
Elettrodo di ramepolo positivo-catodo
Cu
Cu++ SO4--
ee
e
galvanometro
elettroni
SO4--
Anodo, ossidazione Zn ° - 2e > Zn++
catodo, riduzione (Cu++) + 2e > Cu°
Pila:ossidoriduzione Zn° + Cu++ > (Zn++) + Cu°
Pila voltaica :zico-rame
Zn++ SO4-- Cu++ SO4--
Anodo:negativo:ossidazione Catodo:positivo:riduzione
Zn° > (Zn++) + 2e- (Cu++) + 2e- > Cu°
Pila voltaica :zico-rame
Zn++ SO4-- Cu++ SO4--
Anodo:negativo:ossidazione Catodo:positivo:riduzioneZn° > (Zn++) + 2e- (Cu++) + 2e- > Cu°
Polo negativo, zinco, anodo, ossidazionePolo positivo, rame, catodo, riduzione
Lo zinco neutro passa in soluzione come ione zinco lasciando elettronisulla lamina che diventa negativa:ossidazione Zn° > (Zn++) + 2e-
Gli elettroni migrano attraverso il circuito esterno (lampada si accende)e passano alla lamina di rame
Ioni rame acquistano elettroni e si riducono a rame metallico neutro Cu°che si deposita :riduzione (Cu++) + 2e- > Cu°
Ioni solfato SO4– migrano verso la cella anodica per compensarela carica positiva in eccesso dovuta a Zn++
Durante il funzionamento la lamina di zinco si assotiglia e quelladi rame si ingrossa (rame poroso)
Zn° + Cu++ >>>> (Zn++) + Cu° ossidoriduzione
Semicella con rame e solfato
di rame
Semicella con zinco e solfato
di zinco
Pila zinco/rame
sifone
tester
Non attivaperché manca
soluzione
Pila Bunsen
Cilindro di zinco in soluzionedi acido solforico
Vaso poroso con barra di carbone di storta in acido nitrico
Potenziale 1.96 volt circa
Serie potenziali di riduzione (E°)
Zinco -0.76 Zn++ > Zn°
Piombo -0.13 Pb++ > Pb°
Idrogeno 0.0 2H+ > H2°
Rame 0.34 Cu++ > Cu°
Costruendo pile che hanno come elettrodo l’idrogeno e un altro elementosi possono misurare i potenziali generati in ogni coppia H / X
e riportarli in una tabellaValori negativi assegnati se elemento si ossida rispetto a idrogenoValori positivi assegnati se elemento si riduce rispetto a idrogeno
Zn/Zn++ // 2H+/H2 -0.76
Pb/Pb++ // 2H+/H2 -0.13
H2/2H+ // Cu++/Cu +0.34
Schema pila : coppia riducente // coppia ossidante
Consultando la serie dei potenziali di riduzione è possibilericonoscere la polarità di una pila in funzione della coppia di
elementi costituenti e calcolarne la tensione
Si pone come polo negativo (anodo) l’elemento che precede nella serie(si ossida)
e come polo positivo (catodo) l’elemento che segue nella serie (si riduce)
La tensione (DE) si calcola con la formulaE° polo positivo – E° polo negativo
Pila E° E° anodo catodo tensione
Zn / H -0.76 0 Zn H 0- (-0.76) =0.76
Zn /Pb -0.76 -0.13 Zn Pb -0.13 –(-0.76) = 0.63
Zn/Cu -0.76 +0.34 Zn Cu +0.34 – (-0.76) = 1.0
Pb/Cu -0-13 +.0.34 Pb Cu +.0.34 – (-0.13) =0.47
Pila Zinco / ramecon celle separatee sifone con soluzionesalina
Zn Cu
0.34 – (0.76) = 1 volt
Pila Zinco / ramecon celle separatee sifone con soluzionesalina
Zn Cu
Poli errati :nessuna tensioneago deviato a sinistra
Pila Zinco / rame
A dischi
zinco
rame
0.34 – (-0.76)= 1 volt
Pila Zinco / rame
0.34 – (-0.76) = 1 volt
Zn Cu
Due elementi in seriepila a tazze Zn / Cu
ZnZn CuCu
Tensione = 2 volt
PbZn
Pila Zinco / Piombo : 0.63 volt
-0.13 – (-0.76)= 0.63 Volt
Pila piombo / rame
Pb Cu
0.47 volt
0.34 – (-0.13)= 0.47 volt
Due elementi pila a colonna Zn / Cu
voltmetro
Due Volt di tensione
carbone
Zinco(-)
Tensione 1.5 volt
Pila Grenet
Zinco (negativo) e carbone di storta
Tensione 1.5 volt
Pila Grenet
Pila a colonnadisco di zincopanno con soluzione H2SO4disco di rame
disco di zincopanno con soluzione H2SO4disco di rame
disco di zincopanno con soluzione H2SO4disco di rame
utilizzatore
Pile in serie :tensione totale = somma singole tensioni
V = V1 + V2 +V3 + Vn
V1=1 volt
V = 5*V1= 5 volt
Pile in serie :tensione totale = somma singole tensioni
Pile in paralleo :tensione totale tensione singola pila: V= V1
V
V
V1 = 1 volt V = 1 volt
Seebeck : effetto termoelettico
rame
argentana
calore
Riscaldando una estremita si genera una corrente elettricache fa deviare l’ago magnetico
ago
zinco
rame
calore
rame
argentana
calore