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Elettrochimica I potenziali di riduzione L’elettrodi standard ed i potenziali standard Equazione di Nerst Le Pile Pila Daniell Pila ad acido Elettrodi.

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Presentazione sul tema: "Elettrochimica I potenziali di riduzione L’elettrodi standard ed i potenziali standard Equazione di Nerst Le Pile Pila Daniell Pila ad acido Elettrodi."— Transcript della presentazione:

1 Elettrochimica I potenziali di riduzione L’elettrodi standard ed i potenziali standard Equazione di Nerst Le Pile Pila Daniell Pila ad acido Elettrodi Elettrodi inerti Forza elettromotrice della pila La pila e l’equilibrio chimico Attacco dei metalli Corrosione e protezione Spostamento dell’equilibrio pHmetro

2 Attacco dei metalli Cu + H + Au + H + Ag + H + Fe + H + Zn + H + Al + H + 2H + + 2e - H 2 Cu e - Cu

3 Potenziali standard di riduzione F 2 (g) + 2H + + 2e - 2HF F 2 (g) + 2e - 2F H 2 N 2 O 2 (g) + 2H + + 2e - N 2 + 2H 2 O O(g) + 2H + + 2e - H 2 O FeO 4 2- (aq) + 8H + + 3e - Fe 3+ (aq) + 4H 2 O F 2 O(g) + 2H + + 4e - H 2 O 2 + 2F S 2 O 8 2- (aq) + 2H + + 2e - 2HSO 4 - (aq) O 3 (g) + 2H + + 2e - O 2 (g) + H 2 O S 2 O 8 2- (aq) + 2e - 2SO 4 2- (aq) Ag 2+ (aq) + e - Ag + (s) NiO 2 (s) + 4H + + 2e - Ni 2+ (aq) + 2H Co 3+ (aq) + e - Co 2+ (aq) H 2 O 2 + 2H + + 2e - 2H 2 O CeOH 3+ (aq) + H + + 3e - Ce 3+ (aq) + H 2 O BiO 3 - (aq) + 6H + + 2e - Bi 3+ (aq) + 3H 2 O PbO 2 (s) + SO H + + 2e - PbSO 4 (s) + 2H 2 O Au + (aq) + e - Au(s)

4 Semi-Reazione E° (V) F 2 (g) + 2e - 2F S 2 O 8 2- (aq) + 2H + + 2e - 2HSO 4 - (aq) O 3 (g) + 2H + + 2e - O 2 (g) + H 2 O S 2 O 8 2- (aq) + 2e - 2SO 4 2- (aq) Ag 2+ (aq) + e - Ag + (s) Co 3+ (aq) + e - Co 2+ (aq) H 2 O 2 + 2H + + 2e - 2H 2 O BiO 3 - (aq) + 6H + + 2e - Bi 3+ (aq) + 3H 2 O PbO 2 (s) + SO H + + 2e - PbSO 4 (s) + 2H 2 O Au + (aq) + e - Au(s) MnO 4 - (aq) + 4H + + 3e - MnO 2 (s) + 2H 2 O HClO 2 + 2H + + 2e - HClO + H 2 O HClO 2 + 3H + + 3e - 1/2Cl 2 + 2H 2 O HClO(aq) + H + + e - 1/2Cl 2 (g) + H 2 O

5 MnO 4 - (aq) + 5H + + 5e - Mn 2+ (aq) + 4OH BrO 3 - (aq) + 6H + + 5e - 1/2Br 2 + 3H 2 O HClO(aq) + H + + 2e - Cl - (aq) + H 2 O ClO 3 - (aq) + 6H + + 5e - 1/2Cl 2 + 3H 2 O PbO 2 (s) + H + + 2e - Pb 2+ (aq) + 2H 2O ClO 3 - (aq) + 6H + + 6e - Cl - + 3H 2 O Au(OH) 3 (s) + 3H + + 3e - Au(s) + 3H 2 O Ce 4+ (aq) + e - Ce 3+ (aq) BrO 3 - (aq) + 6H + + 6e - Br - + 3H 2 O Au 3+ (aq) + 3e - Au(s) ClO 4 - (aq) + 8H + + 7e - 1/2Cl 2 + 4H 2 O ClO 4 - (aq) + 8H + + 8e - Cl - + 4H 2 O Cl 2 (g) + 2e - 2Cl HCrO 4 2- (aq) + 7H + + 3e - Cr 3+ (aq) + 4H 2 O

6 O 2 (g) + 4H + + 4e - 2H 2 O MnO 2 (s) + 4H + + 2e - Mn 2+ (aq) + 2H 2 O ClO 3 - (aq) + 3H + + 2e - HClO 2 + H 2 O IO 3 - (aq) + 12H e - I 2 + 6H 2 O ClO 4 - (aq) + 2H + + 2e - ClO H 2 O ClO 3 - (aq) + 2H + + e - ClO 2 + H 2 O Cu 2+ (aq) + 2CN - + e - CuCN 2 - (aq)

7 Elettrodo standard di riferimento H2H2 2H + + 2e - E 0 =0 L’unità di misura della tendenza una specie a ridursi è quella del potenziale elettrico, che si misura in VOLT

8 Potenziali standard di riduzione Tutti le specie che hanno un potenziale di riduzione Minore di zero vengono ossidate da ioni H+ Tutte le specia che hanno un potenziali di riduzione Maggiore di zero NON vengono ossidate da H+

9 Potenziali standard di riduzione Ogni ione puo’ OSSIDARE (ovvero fare avvenire la rezione in senso inverso a quello del potenziale di riduzione) tutte le specie che hanno un potenziale di riduzione più basso

10 MnO 4 - (aq) + 5H + + 5e - Mn 2+ (aq) + 4OH BrO 3 - (aq) + 6H + + 5e - 1/2Br 2 + 3H 2 O HClO(aq) + H + + 2e - Cl - (aq) + H 2 O ClO 3 - (aq) + 6H + + 5e - 1/2Cl 2 + 3H 2 O PbO 2 (s) + H + + 2e - Pb 2+ (aq) + 2H 2O ClO 3 - (aq) + 6H + + 6e - Cl - + 3H 2 O Au(OH) 3 (s) + 3H + + 3e - Au(s) + 3H 2 O Ce 4+ (aq) + e - Ce 3+ (aq) BrO 3 - (aq) + 6H + + 6e - Br - + 3H 2 O Au 3+ (aq) + 3e - Au(s) ClO 4 - (aq) + 8H + + 7e - 1/2Cl 2 + 4H 2 O ClO 4 - (aq) + 8H + + 8e - Cl - + 4H 2 O Cl 2 (g) + 2e - 2Cl HCrO 4 2- (aq) + 7H + + 3e - Cr 3+ (aq) + 4H 2 O

11 Potenziali standard di riduzione La tabella dei potenziali puo’ leggersi anche in senso inverso. Ogni specie ridotta (a destra nella semireazione) che si trova in basso nella Tabella puo’ Ridurre tutte le specie che hanno un potenziale di riduzione più alto

12 MnO 4 - (aq) + 5H + + 5e - Mn 2+ (aq) + 4OH BrO 3 - (aq) + 6H + + 5e - 1/2Br 2 + 3H 2 O HClO(aq) + H + + 2e - Cl - (aq) + H 2 O ClO 3 - (aq) + 6H + + 5e - 1/2Cl 2 + 3H 2 O PbO 2 (s) + H + + 2e - Pb 2+ (aq) + 2H 2O ClO 3 - (aq) + 6H + + 6e - Cl - + 3H 2 O Au(OH) 3 (s) + 3H + + 3e - Au(s) + 3H 2 O Ce 4+ (aq) + e - Ce 3+ (aq) BrO 3 - (aq) + 6H + + 6e - Br - + 3H 2 O Au 3+ (aq) + 3e - Au(s) ClO 4 - (aq) + 8H + + 7e - 1/2Cl 2 + 4H 2 O ClO 4 - (aq) + 8H + + 8e - Cl - + 4H 2 O Cl 2 (g) + 2e - 2Cl HCrO 4 2- (aq) + 7H + + 3e - Cr 3+ (aq) + 4H 2 O

13 Equazione di Nerst Cu e - Cu PbO 2 + 4H + +2e - Pb H 2 O

14 Spontaneità di una reazione di ossidoriduzione Cu 2+ + Zn Cu + Zn 2+

15 Le Pile Cu 2+ + Zn Cu + Zn 2+ Nelle pile avvengono reazioni di ossidoriduzione che producono energia elettrica Una reazione redox che, per effetto dei potenziali di riduzione, avviene spontaneamente, viene fatta avvenire in modo “indiretto”, ovvero in modo che la reazione porti alla produzione di Energia elettrica

16 Pila Daniell

17 Elettrodi Si puo’ avere una pila anche quando in una semireazione ci sono solo specie ioniche, ovvero non c’è un metallo. La rezione si fa mettendo le due specie in soluzione ed utilizzando un conduttore inerte come elettrodo. Tipicamente si usa come eletrodo inerte il Platino (Pt).

18 Pila Zinco Acido

19 Forza elettromotrice della Pila La differenza di potenziale standard tra due coppie redox si definisce la f.e.m.

20 Pile a concentrazione Pila Daniell

21 La Pila e l’equilibrio chimico Se il potenziale delle 2 semireazioni è uguale..

22 Cu 2+ + Zn

23 La Pila e l’equilibrio chimico Più in generale……

24 Attacco dei metalli Si definiscono metalli nobili quelli che hanno un potenziali di riduzione >0 Essi non sono attaccati dagli acidi. A meno che non si tratti di un ACIDO OSSIDANTE Es: H 2 SO 4 o meglio ancore HNO 3

25 Corrosione e protezione dei metalli

26 il pH metro


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