15-ELETTROCHIMICA.ppt

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Una ossidazione è una perdita di elettroni e porta ad un aumento delnumero di ossidazione.

Zn Zn 2+ 2e- Fe→ Fe 2+ + 2e-

H2 2H+ + 2e - Fe 2+ Fe 3+ + e-

Una riduzione è un acquisto di elettroni e porta ad una diminuzione del numero di ossidazione.

Fe 2+ + 2e-→ Fe 2H+ + 2e - H2 I2 + 2e- 2 I-

Coppia redox = coppia costituita dallo stesso elemento o composto! nella "orma ossidata e ridotta

Fe2+#Fe Fe3+#Fe2+ CH3 CH3 C$ CH$H C$$H C$$H %c &iru'ico %c. (attico


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1uando una lamina di un metallo è immersa in acqua li atomi

del metallo tendono a passare in soluzione come ioni + lasciandoelettroni sulla super"icie del metallo

+ + e-

4i enera cos5 una separazione dicarica neati'a sull6elettrododeri'ante dall6eccesso di elettronirimasti su di esso e positi'a nella

soluzione arricc,itasi di ioni +

. M+

M+

M+


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Un elettrodo di rame rispetto aduno di zinco ,a una tendenzaminore a mandare ioni in soluzione

e pertanto un elettrodo di ZI*C$ sar7 &IU0 *89%:I;$ di unelettrodo di


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Pila Daniell

Nel recipiente contenente zinco !!iene l

rezione

cioè lo zinco della sbarra va in soluzione come ione e lascia i due

elettroni sulla sbarra; gli elettroni attraversano la sbarra, ilconduttore e poi la sbarra di rame fino ad arrivare all'interfaccia fra

la sbarra di rame e la soluzione contenente ioni Cu2+ in modo che

avviene la reazione

e "li to#i $i r#e %i $epo%itno %&ll %'rr $i r#e( L rezione totle

Le $&e %'rre #etllic)e %i c)i#no elettro$i* l'elettrodo dove avviene la

reazione di riduzione si chiama catodo e quello dove avviene la

reazione di ossidazione si chiama anodo. I due sistemi formati dagli

elettrodi e dalle soluzioni sono chiamati semicelle o semielementi.


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(6equazione di *ernst

permette di calcolare il potenziale di un elettrodo 8 o la di""erenzadi potenziale ΔE, ai capi di una cella elettroc,imica.

R è la costante universale dei gas, uguale a 8,!" #$%mole &, ( è la tem)eratura

assoluta, n è il numero di elettroni trasferiti nella semireazione da ogni mole di reattivo

* è il *arada, cioè la carica associata ad una mole di elettroni %-"8 coulom/.

4ostituendo i 'alori delle 'arie costanti per := 2> ? si ottiene

8@ è il potenziale standard cioè il 'alore del potenziale quandola concentrazione di reaenti e prodotti in soluzione è A : = 2>? e'entuali specie assose ,anno & = A atm.

8 = 8@ quando Box = Brid

&er un elettrodo

&er una cella D8 = 8 catodo / 8 anodo


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Il D8 misurato in una pila "ormata colleando un semielemento incondizioni standard ad un elettrodo normale ad idroenocostituisce il 'alore di 8@ del semielemento in questione.

In pile di questo tipo l0elettrodo normale ad idroeno potr7 "unereda catodo o da anodo a seconda del semielemento cui è accoppiato.

&er una cella D8 = 8 catodo / 8 anodo

quindi i potenziali calcolati potranno a'ere seno positi'o oneati'o


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D8@ = 8@ catodo / 8@ anodo

= 8@ Cu2+#Cu - 8@ H+#H2

3G; = 8@ Cu2+#Cu -8@ Cu2+#Cu =+ 3G;


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D8@ = 8@ catodo / 8@ anodo

= 8@ H+#H2 - 8@ Zn2+#Zn

; = - 8@ Zn2+#Zn8@ Zn2+#Zn = -;


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Hanno 'alore positi'o li 8@ delle coppie redox c,e si comportanoda ossidanti nei con"ronti della coppia redox 2H+#H2

Hanno 'alore neati'o li 8@ delle coppie redox c,e sicomportano da riducenti nei con"ronti della coppia redox 2H+#H2


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Potenziali standard di riduzione (in volt) di alcune coppie redox in ordine

decrescente di valore.


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Potenziali standard di riduzione (in volt) di alcune coppie redox in ordine

decrescente di valore.


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aiore l08@ di una coppia redoxmaiore la sua tendenza ad ossidare

inore il 'alore di 8@maiore la tendenza della coppia redox a ridurre

(% C$&&I% C$* 8@ %99I$


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4e una lamina di "erro 'iene immersa in una soluzione di sol"ato dizinco la seuente reazione a''iene o non in condizioni standardK

Fe + Zn4$G Fe4$G + Zn

Zn2+ # Zn 8@ = - ;Fe2+ # Fe 8@ = -GG ;

Jai dati di 8@ si deduce c,e la reazione non a''iene e c,ein'ece è spontanea la ossidazione dello zinco da parte di ioni"errosi

Zn +Fe4$G Zn4$G +Fe


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Fe 3+# Fe 2+ 8@ =

Fe 3+ Fe 2+ ox#rid

1 0,01 100 E= 0,77 + (0,059x2 = 0,!!!

1 1 1 E= 0,77 + 0 = 0,77

0,01 1 0,01 E= 0,77 + (0,059x"2 = 0,#52

$ariando le %on%entrazioni della &orma ossidata e di 'uella ridotta lostesso semielemento pu assumere $alori di potenziale, E, di$ersi)

*$r passaio di elettroni an%e %olleando due semielementi dellostesso tipo, pur%- a %on%entrazione di$ersa)


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ILA A CONCENTR3IONE

&ila a concentrazione


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&ila a concentrazione pila %ostituita da due semielementi %imi%amente uuali, ma adi&&erente %on%entrazione).li elettroni passano dal semielemento a %on%entrazione minore diioni (anodo a 'uello a %on%entrazione maiore (%atodo

+ + e-


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D8 = L lo 01+2 3

01+2 !

D8 = L lo A

01+2 !

D8 = L pH pH = D8 L


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Elettrodo a %alomelano

oni elettrodo il %ui potenziale rispetto all’elettro normale ad idroenosia noto, pu essere usato %ome elettrodo di ri&erimento)

in enere l’elettrodo normale adidroeno - sostituito da unelettrodo a %alomelano%e a un potenziale %ostante

rispetto all’elettrodo normale ad idroeno = + 0,2/2 a 25 °


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Per %omodit d’uso la determinazione del pH $iene e&&ettuata%on un elettrodo di $etro

3u4o di $etro %on all’estremit unamem4rana s&eri%a di $etro parti%olare,permea4ile ali H+)

E’ riempita di Hl 0,1 in %ontatto %on un

elettrodo interno di ri&erimento di *)

6uando si pone l’elettrodo in una soluzione%ontenente H+, e 'uindi la mem4ranasepara due soluzioni a di$erso pH,

l’elettrodo si %omporta %ome una pila a%on%entrazione


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Le""e $i r$

: L ;&ntit< $i %o%tnz c)e %&'i%ceo%%i$zione o ri$&zione ci%c&n

elettro$o $&rnte l+elettroli%i , $irett#ente

proporzionele ll ;&ntit< $i elettricit<c)e p%% ttr!er%o l cell

: I =r$ , l ;&ntit< $i elettricit< c)ecorri%pon$e ll+c;&i%to o ll per$it e ;&in$i lp%%""io $i 6(00 10 2 elettroni o &n #ole $ielettroni(


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CHIMICA@

CHIMICA

GRAZIE

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