Esami elettrochimica

5/13/2018 Esami elettrochimica

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non scrivere nello spazio sopra le due linee TEST la PARTE ELETTROCHIMICA 2008COGNOME: ......Luogo e data di uascita: NOME: .MATRICOLA Nr:

ELETTROLITIConosciamo la conducibilitr limite dei 2 ioni di una soluzione di NaCl:A n (Na)= 50 ~;;Jro r 1cm 2; i: (Cr)= 76 Q 1 n o r 1cm 2

1 f-A) determinate le lora mobilita limite uo+e u,' = :: ).;, _

TERMODINAMICA: tempo 3 2 . .: 1 0 " 5In una cella con 2 compartimenti (di 1 iciaseuno), due elettrodi di eu . - : : : : ? J h i ' ' )in 0.6 molll CUS04 acidificato, can setto poroso irnpermeabile agli ioni I-----::-=:------+-------jcanoaorame: effettuo un'elettrolisi passando 96500 C in cella. 1 1 , 1 ~ /e

B) calcolare inumeri di trasporto t+ e t- t+ : 0,4C) Fare un grafico della conducibilta equivalente della soluzione t- = 0~ .b

1\0eq in funzione di radice di c identificando valore e posizione di A . 0 =(limite per diluizione infinite). Grafico qui sotto come indicate: 1 U . Q - { d : ! . .

o

A) Qua1 e il tempo minimo di elettrolisi perche la corrente non superiMAl i3 A?

B) Qual e la concentrazione finale degli ioni in ogni compartirnento? f.e.m. primazeroC) Quill sono le f .e .m, di cella PRIMA, e DOPO l'elettrolisi? (usa la

legge di Nernst).e dopa. 3 1 t m V

I~T I~ ~ C ~ ) = o 02-6 . .~ - - ') 1141V- ~f C~ -~F 2 - -~ "vvJ1 3 v ' r 1 V 1.4


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non scrive re nello spaz io so pra Ie due line e ESAME DI ELETTROCHIMICA 2008COGNOME: ......Lucgo e data di nascita: NOME: ......MATRICOLA Nr:

Corrosione, In una cella contenente HN03 acquoso sono immersidue elettrodi, uno di Zn (Zn2 + +2e-~ Zn; E O = -0.76 V) e uno diHg (Hg2+ +2e- ~ Hg; EO = +0.86 V).

A- Quale elettrodo si comporta da catodo e quale da anodo B(dunque si corrode) se vengono cortocircuitati (uniti can i7h+2 H t -?a, l~-H ~un conduttore ideale) Zh r 2 . t t f + Ci?(;tl~tf nB- Scrivere la reazione di cella' ,,- ?--'c- Se la soluzione e priva di 02 disciolto, ben sapendo la Cbassa velocita della reazione 2I-t +2e- -7 H2 su entrambi i v 'e rv Jo - v , 7 - 6 Vmetalli, scrivere verso che potenziale tende il sistema

VERO (V) 0 FALSO (F)A) La colonna di Hg in polarografia e rnediamente dimaggiore altezza che nelle curve elettrocapillari, a paritadi carica superficiale d' elettro~o. , .. . I fB) Nel modello del complesso attivato, 1 applicazione di una Ir'B~Fsovratensione 1'] causa un abbassamento della barriera diattivazione pari a nF1'].

C) Durante I'elettrocristallizzazione la diffusionesuperficiale e preceduta dalla formazione degli adatomi

D) La sovratensione causata da gradienti di concentrazione e Fsempre inferiore a quella causata dal transfer elettronico. )D-

\. .

ESERCIZIO 1:Le costanti cinetiche di una reazione elettrochirnica sono:.ic = to -7 Acm-2 ~ = 0.7 (vedi eg. Di Butler-Volmer)DETERMINARE:A - quanto valgono te j" ' quando la sovratensione Y l =0.4 V ,nell'approssimazione ad alto campoB- quale dovrebbe essere il val ore di 11(nell'approssimazione a

basso campo) affinche j sia uguale a 0.5 joESERCIZIO 2:Diffusione. Dato un profile stazionario di concentrazione, canlarghezza 5 = 10- 3 em, nel quale la concentrjione degli ioni varilinearmente da zero a un massimo di 10-5 molem", e dato D =10-5 cm 2s- 1 calcolare le seguenti grandezze:-IL FLUSSO ] DEGLl IONl ALLA SUPERFICIE . ~ Q .t - = --il tempo t per diffondere attraverso 0, secondo Einstein 2 .D-La corrente elettrica, al1'elettrodo, supponendo n=lESERCIZIO 3:

t= s , O & ' J ; 1 V 1 t \ a u - 2i= -10,/i/Mu.,I.- t

rtA- V

v

no nscriverenellacolonna


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~LETTROCHIMICA Compito d'esonero3 giugno 2009

Problema 1: cenducibilita degli clettrohti fortiE' data la m ob ilita it= 4*10"H m 2 (s*Vr l di un catione monovalente con concentrazione insoluzione pari a 1O-~mol L1 , Supponiamo lelettrolita sia forte e uni-univalente, connumero di trasporto cationico t" = 0.2. Determinare (NOTA sui Siemens, 1S = 1Q .1):a- La conduci bilita equivalente (in S*n/ mar I):b~ La conduttanza (in S) tra due e lettrodi piani (due quadrati d i 10 em di Iato),

paralleli, separati da uno strato di elettrolito spesso 1 mm.

Problema 2: doppio strato compattoSupporriarno un elettrodo carico con densita di carica uniforrne pari a +10-2 C m-2, Lacostante dielettrica relativa e 5.65 fino all IHP ~ 20 tra IHP e OHP. Dati E ll = 8.85* 10-12 C2(J*mY I,e la carica anionics adsorbita, pari a! 250% della carica all' elenrodo, determinate:

a- La densi ti l di carica anionica allo IHP, e cationica alia OHP , in C n,-2 ;b- L'andamento del potenziale nell'intero doppio strato compatto (graficarnente);c- L "intensita e il verso del cain po elettrico tra elettrodo e JHP ,C tra IHP e OHP .

ELETTROCHIMICA Compito d'esonero3giugno 2009

Problema 1: conducibilita d egli elettroliti forti1,' d I bili + 4' I Og 2 'V)-I di 1 . ,.ata a 1110 I 11a u =.,. m (3' " I un catrone rnonova ente con concentrazrone II Isoluzione pari a 10"4 mol t.'. Supponiarno J 'elettrolita sia forte e uni-univalente, connumero di trasporto cationico t" = 0.2. Determinate (NOTA sui Siemens. 1S=1Q-I):a- La conducibilita equivalents (in S*m2 mol');b- La conduttanza (in S) tra due elettrcdi piani (due quadrati di 10 em di lato),

paralle li, se pa rati d a u no strata di e le ttro lito spesso 1 min.

Problema 2: doppio stratocnrnpattoSupponiarno un elettrodo carico can densita di carica uniformc pari a + 10.2 C 111-2 . Lacostante dielettrica relativa e 5.65 fino all'lHP e 20 tra IHP e OHP. Dati En = = 8.85* 10-12 C2(J*m rI.e In carica anionica adsorbi ta, pari al 250% della cari en all'clettrodo, determi nare:

:1- La densita di carica anionica allo IHP, e carionica allo 01-:lP. in C m-l; ,b- L' andamento del potenzi ale nell' intero doppio strato comparte (graficamente):c- L'intcnsita e il verso del campo elettrico tra elettrodo e IHP, e tra rJ-JPe OHP.


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Q\)i~ ~CtAfiep. .R.e.:H o Wt\ tA t - h o ~ ~ ~o. t 1 . _ ' # 0 ~ ~ e . " ' l o~ ~ ~~C, .. . . .~\U~ "MD-!Io~ c L : c.o-to"~l r i o .~, ~e..iQ .. ce..e.",,00 o..\I\f1.W, St.c.o-.J" ' t i ,~ :A ) .; P 2 C s,' s p o i t o . a.. F~

P \~ 'W t e ~ \ r b jO~~\)4,I. s e . , -i.. 0.1~~~

. 1 ~ P i ! . C ~ ~ . s~t.., ~ .~~ ~ . e o . . ~LO~ svri"':cJA~ ~u SaM5'e.t '&uJt, e, ~oUR A . C A f 4 t A 6a: c l o f t \ O s t A o 1 o .


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... di t r o . . s e o 4 < > : CJ.: ~lG.. ~ ~9t'&\\.e. c u . .Co~ti~e \ . eM. wv\l~e A-~ -e .1 (R'f\t;. ,Su~o e.oV: \~ d u e c p - t . . o w . : B+ ~ C"~. "M .~f1 l.- ..(JMo dD~rlQ.. ~eJf I ~

gw~ tB.. . . . ..t. tc~

t...~ " + - 2 .e ~ ~ ~

~~ t.. J a . 1 b t o a : I10k J o . . : -- da tt ~ c.A CD'I \ FEM ~\'ou. i_ ~ & ..a& towl fEH ~.. I' fo' s~ o . UGJb.~ c l . : u.~ F~JJ.IIIIP ~ c le ...e . ~ -00~


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C ~g -tlo me " ............... " '." 1 ' , " N om e M atrico la N . .Quizzzzzz ....di trasporto: Se. u. B+ ::. 2 . L t c . .. . e. ')Q. Itt. - : . . 1 I a . f 2 t . c ~

Scrivere t8+ - 0.4Scrivere tc+ - 0.2Sciegliere idue eletrrodl per ottenere: )La differenza di FEM maggiore: +0.60 - (- 0:rt; :::: ....1.55 c:ou ~ e . ~

La differenza di FEM mtnoree -1 -0 .15 - 0.0 = -I -O.1 'S Cc1'L C u . . . - e. t t - j ( , 2 .Scrivere la reazione di cella (reazione anodo+reaziene catodo) per almeno uno dei due casi soprai l ' Y 1 - \ . o 2 A o +-7 ~+ + T2A r t i G!++. J . . ( L -;> 2 . J f + +C u . . _Quizzzzzz ....elettrocapillare: cosa avviene nel casoA)

8)

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Cognome Nome Matricola N .PROBLEMA 1: scrivere Ie risposte a) e b)

PROBLEMA 2: scrivere Ie risposte a) b) e c)


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non scrivere nello spazio sopra le due nnee ESAME DI ELETTROCHIMICA 2009COGNOME: . NOME: ......Luogo e data di nascita: MATRICOLA Nr:

"0Il S C J j v el e nella co lo lln a a d es L i aESERCIZIO I:La Resistenza a1Trasferimento di carica per una reazione a Tambiente e 100 Q cm2 (vedi eq. di Butler-Volmer, can n=I)DETERMINARE:A- quanta vale la densita di corrente di scambio j oB- quanta vale la densita di corrente anodica in alto campo, per

valori di II - +0.3 V e ~ - 0.4c- stirnare la densita di corrente anodica can 11 - +0.3, se siusasse (erroneamente) I'approssirnazione a b as so campo.

.+J basso campo =

ESERCIZlO 2:Diffusione piana, state non stazionario. Dato il flusso J di cationi j(ls) =monovalenti reagenti alla superficie, pari a 10.6 mol em-2s-1 dopoIs, nell ipotesi che non vari Ia differenza di concentrazione tr asuperficie e soluzione nell 'esperimento, calcolare: j(4s) =- quanta vale la densita di corrente di sola diffusione (dopo Is);- quanta vale la densita di corrente di sola diffusione dopo 4 s; t=-Il tempo t, perche il flusso diffusivo S 1 riduca al 5% del suovalore dato sopra, cioe di quello a 1 sESERCIZIO 3:Corrosione. In una cella contenente RNO) acquoso (PH 0) sonoirnmersi due elettrodi, uno di Hg (Hg2+ +2e -7 Hg; E O = +0.86 V)e uno di Cu (Cu2 + +2e- -7 Cu; E O = +0.34 V).

A- Quale elettrodo si comporta da catodo e quale da anodo(dunque si corrode) se vengono cortocircuitati (uniti canun conduttore ideale);

B- Scrivere la reazione di cella, se c'e aria in soluzione.

A

B

VERO (V) 0 FALSO (F)A) La corrosione delle Zn e piu lenta se 10Zn e pili puro; A-

B-B) II parametro di asimmetria riguarda solo I'altezza dellabarriera dattivazione, e non la sua forma;

C) Nell'isoterma di Frumkin I'energia di Gibbsd'adsorbimento dipende dall'occupazione dei siti; D-D) La sovratensione causata da gradienti di concentrazione esempre inferiore a quella causata da! transfer elettronico;

E) L' ad-atomo diffonde fino a ineontrare un gradino 0 undifetto di superficie su cui fissarsi.(nell' elettrocristallizzazione)

c-

E-

I Ultima colonna riservata ner ivoti, 1 1NON SCRIVERE! j

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