Per scuola elementare

Isolanti e conduttorielettroliti e non elettroliti

Conducibilità elettrica di una soluzione elettrolitica

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ESEMPIO PER APPLICARE METODO SPERIMENTALEOSSERVAZIONE-REGISTRAZIONE DATI-INTERPRETAZIONE

batteria

Lampada-amperometrointerruttore

aria

non conduce

acqua

Non conduce

vetro

Non conduce

legno

Non conduce

sale

Non conduce

metalloconduce

Osservazioni e definizioni relative all’esperimento

Alcune sostanze inserite nel circuito elettrico non permettono il passaggio della corrente elettrica :

esempio aria,acqua, legno, vetro, alcool, soda, zucchero…..

Mentre altre lo permettono:metalli in genere

Si denisce isolante la sostanza che non consente passaggio della corrente

Si definisce conduttore la sostanza che permette passaggio della corrrente

Altro esperimento usando soluzioni

batteria

Lampada-amperometrointerruttore

Alcool+acqua:non conduce

Acqua+zucchero:non conduce

Acqua+sale:conduce

Osservazioni su risultato esperimento:mentre era attendibile che mescolando tra loro sostanze tutte isolanti come acqua+ alcoolacqua+ zuccheroacqua+ sale

Non dovesse formarsi una soluzione conduttrice si trova invece che soluzione tra acqua (isolante) e sale(isolante)produce una soluzione conduttrice

Si definisce non elettrolita la sostanza che in soluzione non rendeconduttrice la soluzione stessa(es.zucchero, alcool..)

Si definisce elettrolita la sostanza che rende conduttrice la soluzione(esempio:Sali, acidi, idrossidi o basi)

Come spiegare tale diverso comportamento?Vedi esperimento con soluzioni elettrolitiche

batteriaCatodo polo negativo Anodo polo positivo

Lampada o amperometro

Soluzione acqua+elettrolita(sale,acido,base)

Cationi + Anioni -

Cella elettrolitica:contiene una soluzione formata da acqua e una sostanza

che sciolta in acqua permette il passaggio della corrente elettrica che percorre il circuito tra catodo e anodo con interposta la soluzione come

parte integrante del circuito stesso

batteriaCatodo polo negativo Anodo polo positivo

Lampada o amperometro

Cationi + Anioni -

Osservazioni:acqua distillata non permette passaggio della correnteacqua + elettrolita permette passaggio della corrente

Elettrodi e soluzione in parte nascosti:cosa avviene in

soluzione?

batteriaCatodo polo negativo Anodo polo positivo

Lampada o amperometro

Cationi + Anioni -

Apparentemente gli elettroni escono dal catodo, giungono a unelettrodo,passano in soluzione,risalgono sull’elettrodo e tornano

all’anodo e così si chiude il circuito della corrente…ma come sono trasferiti mentre sono nella soluzione?

batteriaCatodo polo negativo Anodo polo positivo

Lampada o amperometro

Cationi + Anioni -

Mentre nel circuito metallico gli elettroni si spostano dal catodo all’elettrodoe dall’altro elettrodo all’anodo e quindi alla batteria,nella soluzione avviene

uno scambio di elettroni con gli ioni presenti:dal catodo gli elettroni passano sui cationi che sono stati attirati dalla caricanegativa dell’elettrodo collegato al catodo,mentre gli anioni migrano versol’elettrodo collegato al polo positivo o anodo cedendovi gli elettroni:quindisi manifesta una corrente elettronica nel circuito esterno alla soluzione e

una doppia corrente ionica all’interrno della soluzione

batteria batteria

batteria

batteria

batteria batteria

diluita

concentrata

media media

media media

Cambiando un fattore per volta e lasciando gli altri invariati si osserva che lacorrente aumenta se aumenta la concentrazione,se aumenta la parte immersa degli elettrodi: se diminuisce la distanza degli elettrodi

C,S,1/D

corrente

Se aumenta la concentrazioneaumenta la corrente

Se diminuisce la distanzaaumenta la corrente

Se aumenta superficie immersaaumenta la corrente

Se cambia natura elettrolitacambia valore corrente

Come mai ?

Aumento concentrazioneaumento superficie immersadiminuzione distanzavariazione natura elettrolita A..B

Intensità corrente elettrica

A

B

B

A parità di altre condizioni la corrente elettrica varia con il variare dellaconcentrazione, della distanza, della superficie immersa,della natura degli

elettroliti

Ipotesi: se il meccanismo che permette il passaggio della correnteelettrica in tutto il circuito è quello prima descritto, è chiaro che

maggiore è il numero degli ioni che interagiscono,maggiore sarà ilvalore della corrente effetto dello scambio di elettroni tra elettrodi

e soluzione; più vicini sono gli elettrodi più frequentemente possonointeragire ioni ed elettrodi;

più ampia è la parte immersa degli elettrodimaggiore è la possibilità che contemporaneamente possano

interagire più ioni; se cambia la natura degli elettroliti può cambiareil valore della corrente per vari motivi:

perché da ogni particella derivano 2 o più ioni; perché ogni particella

porta una carica semplice o multipla; perché tutte o in parte le particelle si suddividono in ioni.

Aumentando la temperatura aumenta anche la corrente elettricaperché aumenta la velocità di spostamento degli ioni in soluzione.

100 CA 100 C + 100 A

100 AC 30 C + 30 A + 70 CA