Pila e Elettrolisi

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NUMERO DI OSSIDAZIONE

. Definizione:
_ La carica formale che si viene a trovare su un atomo in una molecola, se per ogni legame presente in quella molecola gli elettroni di legame vengono tutti attribuiti all'atomo piщ elettronegativo.
. Calcolo:
_ Ogni elettrone in piщ rispetto al numero di elettroni esterni nell'atomo neutro contribuisce con una unitа negativa al numero di ossidazione
_ Ogni elettrone in meno rispetto al numero di elettroni esterni nell'atomo neutro contribuisce con una unitа positiva al numero di ossidazione.
. Regole:
_ Elementi (monoatomici o biatomici) e Composti di carica neutra hanno numero di ossidazione uguale a 0.
_ Elementi ionici e ioni molecolari hanno numero di ossidazione uguale alla carica.
_ L'idrogeno, nei composti, ha numero di ossidazione +1 (nei composti coi metalli ha -1)
_ L'ossigeno, nei composti, ha numero di ossidazione -2 (quando и legato ad un altro ossigeno ha -1; quando и composto col Fluoro ha +2)
_ Gli elementi del primo gruppo hanno numero di ossidazione +1
_ Gli elementi del secondo gruppo hanno numero di ossidazione +2
_ Gli elementi del terzo gruppo generalmente hanno numero di ossidazione +3
. Ossido-riduzioni:
_ Ossidarsi significa Cedere elettroni
_ Ridursi significa Acquistare elettroni
_ Nelle Ossido-Riduzioni avviene il passaggio di elettroni da un elemento all'altro

LA PILA

. Definizione:
_ Dispositivo che permette di ottenere corrente elettrica utilizzando un fenomeno chimico.
. Semireazione:
_ Espressione che indica l'ossidazione o la riduzione di un elemento.
_ Nel caso di una ossidazione si esprime come: E -> E + e
_ Nel caso di una riduzione si esprime come: E + e -> E
. Componenti delle Celle galvaniche:
_ Gli elettrodi sono sbarrette di metallo immerse in una soluzione che contiene ioni dello stesso elemento che compone l'elettrodo.
_ L'anodo (Anioni=ioni negativi) и l'elettrodo a cui avviene la reazione di ossidazione
_ Il catodo (Cationi=ioni positivi) и l'elettrodo a cui avviene la reazione di riduzione
_ Il voltmetro и uno strumento che permette di misurare la differenza di potenziale elettrico tra due elettrodi.
_ Il ponte salino и un tubo a U contenente un sale in soluzione.
_ Le celle galvaniche si indicano scrivendo: il primo elettrodo | gli ioni nella prima soluzione || gli ioni nella seconda soluzione | il secondo elettrodo.
. Svolgimento della reazione:
_ Un atomo della sbarretta all'anodo cede elettroni e va in soluzione
_ Gli elettroni ceduti vanno verso il catodo e si depositano sulla sbarretta che diviene carica negativamente
_ Un elettrone della soluzione al catodo (caricato positivamente) prende gli elettroni e, divenendo, neutro, passa allo stato solido e si deposita sulla sbarretta
_ Uno ione negativo della soluzione al catodo (o di quella nel ponte salino) migra, attraverso il ponte salino, verso la soluzione all'anodo riequilibrando la carica positiva che questo aveva acquisito.
. La Forza Elettromotrice:
_ Definizione: La forza elettromotrice di una cella galvanica и la differenza di potenziale che esiste fra i due elettrodi della cella. Si misura in Volt.
. Potenziale Standard:
_ Definizione: E' la forza elettromotrice sprigionata in una cella galvanica in si fa reagire un elemento con l'idrogeno preso come elemento di riferimento.
_ L'elettrodo standard a idrogeno и composto da idrogeno gassoso con pressione a 1 atm, concentrazione di 1 m, e temperatura di 25°C.
_ L'elettrodo standard a idrogeno ha potenziale 0.
_ Nella serie elettrochimica degli elementi quelli con potenziale negativo si ossidano piщ facilmente e quelli con potenziale positivo si riducono piщ facilmente.
_ Il potenziale standard di una pila standard si calcola facendo Energia dell'elemento che si riduce, meno, energia dell'elemento che si ossida: E0=Er-Eo.

L'ELETTROLISI

. Definizione:
_ E' un fenomeno elettrico da cui si origina un fenomeno chimico. Consiste nelle scissione in ioni di una soluzione elettrolitica, che poi si muovono verso un elettrodo e subiscono una reazione di ossidazione o riduzione.
_ Gli ioni negativi si muovono verso l'elettrodo positivo a cui avvengono reazioni di ossidazione.
_ Gli ioni positivi si muovono verso l'elettrodo negativo a cui avvengono reazioni di riduzione.
_ Nell'elettrolisi l'anodo e il polo positivo e il catodo quello negativo
_ Se in soluzione sono presenti piщ ioni che possono ridursi o ossidarsi si deve considerare che:
1) Delle specie che possono ridursi si ridurrа quella con potenziale standard maggiore
2) Delle specie che possono ossidarsi si ossiderа quella con potenziale standard minore
_ Esistono casi particolari come la sovratensione in cui un elemento puт ossidarsi o ridursi per valori diversi da quelli del suo potenziale standard
. I Conduttori sono le sostanze che permettono il movimento delle particelle cariche.