Lezione 13: Elettrochimica (reazioni di ossido-riduzione, pila di Daniell, pila di Volta, fem, celle galvaniche o pile)

Question 1

Cos’è una reazione redox?

Answer 1

È una reazione chimica che avviene con cambiamento del numero di ossidazione dei reagenti dovuto a scambio di elettroni diretto

Question 2

Dimmi la differenza tra specie ossidata e specie ridotta

Answer 2

SPECIE OSSIDATA/RIDUCENTE: cede elettroni aumentando il suo numero di ossidazione
SPECIE RIDOTTA/OSSIDANTE: acquista elettroni diminuendo il suo numero di ossidazione

Question 3

Cos’è il numero di ossidazione?

Answer 3

La carica che un atomo assumerebbe se tutti gli elettroni di un legame fossero attribuiti all’atomo più elettronegativo

Question 4

Descrivi l’importanza del ponte salino tramite l’esempio di Zn e Cu

Answer 4

In una pila senza ponte salino con Cu e Zn, gli elettroni tendono ad andare spontaneamente dal Zn al Cu.

Poiché si ha passaggio di elettroni da sinistra a destra, se la neutralità delle reazioni non viene ristabilita, si crea a sinistra un accumulo di cariche positive e a destra un accumulo di cariche negative che si oppongono a un ulteriore passaggio di corrente.

Il ponte salino è necessario perché mentre la reazione procede si producono ioni positivi Zn2+ nella cella di sinistra e si consumano ioni positivi Cu2+ nella cella di destra: se gli ioni negativi (SO4 2-) non potessero diffondere da destra a sinistra si avrebbe un accumulo di carica positiva nella semicella di sinistra che impedirebbe il flusso di elettroni (e viceversa per il K+).

Question 5

Cos’è una pila di Daniell?

Answer 5

Una pila ospita una reazione redox spontanea e converte energia chimica in energia elettrica.
In una pila di Daniell avviene la reazione tra ioni Cu2+ e zinco metallico.

Question 6

Cos’è la pila di Volta?

Answer 6

È una pila costituita da una colonna di più elementi sovrapposti detti elementi voltaici, ciascuno dei quali consiste in un disco di Zn sovrapposto a uno di Cu uniti attraverso uno strato intermedio di feltro o cartone imbevuto di H2O salata o acidulata

Question 7

Relazione che la fem di una pila alla ∆G

Answer 7

fem = -∆G/nF = RT/nF x ln(Keq)

Question 8

fem di una pila

Answer 8

∆E° cella = E° catodo - E° anodo

Question 9

Catodo e anodo di una pila

Answer 9

CATODO: semicella della riduzione verso cui migrano i cationi
ANODO: semicella dell’ossidazione verso cui migrano gli anioni

Question 10

Dimmi 2 cose sui potenziali di riduzione

Answer 10

1. Si fa riferimento per convenzione a quello della coppia di riferimento H+/H2, alla quale viene assegnato il potenziale di 0 volt
2. un potenziale negativo indica la tendenza a cedere elettroni, un potenziale positivo la tendenza ad acquistare elettroni

Question 11

Equazione di Nernst

Answer 11

Consente di calcolare il potenziale di riduzione di una semicella in condizioni diverse da quelle standard.

E = E° + (RT/nF) ln( [specie ossidata]^o / [specie ridotta]^r)