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RELAZIONE STRUTTURA –PROPRIETA IMPORTANTE!!!!!!!

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Presentazione sul tema: "RELAZIONE STRUTTURA –PROPRIETA IMPORTANTE!!!!!!!"— Transcript della presentazione:

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5 RELAZIONE STRUTTURA –PROPRIETA IMPORTANTE!!!!!!!

6 Cu ---> Cu e - 2 ( Ag + + e - ---> Ag ) Cu + 2 Ag + ---> Cu 2+ + Ag

7 La prima pila Nel 1799 Alessandro Volta riprese gli studi di Luigi Galvani sulla corrente elettrica, riuscendo a realizzare la prima pila (oggi detta voltaica), con i seguenti costituenti:1799Alessandro VoltaLuigi Galvanicorrente elettrica Un supporto di legno posto verticalmente su una base circolarelegno Dischetti di rame e zincoramezinco Panno imbevuto di una soluzione acida formata da acqua e acido solforicoacido solforico Due fili di rame La pila consiste di dischetti di rame e zinco alternati, fra i quali sono interposti dischetti di panno acidulato, il tutto tenuto a posto dalla struttura di legno esterna. Una volta disposti i dischetti e il panno sul supporto, collegando il primo e l'ultimo dischetto della colonna con due fili di rame, si viene a creare tra essi un potenziale elettrico.potenziale elettrico Il dispositivo così costituito permise a Volta di produrre una corrente elettrica, di cui osservò il flusso riuscendo a indurre la contrazione dei muscoli di una rana mortacorrente elettrica PILA = DISPOSITIVO PER RECUPERARE E UTILIZZARE G COME LAVORO

8 Fe 2+ -->Fe 3+ + e - Ce 4+ + e - -->Ce 3+ Fe 2+ + Ce 4+ -->Fe 3+ + Ce 3+

9 Una pila scarica è un sistema arrivato allequilibrio E= E° + (0,059/n)lg(1/Q) E=0 = E° + (0,059/n)lg(1/K) E° = (0,059/n)lgK

10 Nelle pile viste fino ad ora le reazioni avvengono in soluzione acquosa in presenza di elettroliti, quindi la loro fem cala nel tempo. Alle pile è logico chiedere una fem costante. Tutte le pile descritte di seguito garantiscono una fem costante o perché sono continuamente rifornite di combustibile o perché sono a secco.

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15 La prima pila a secco, cioè priva di elementi liquidi, prodotta industrialmente e commercializzata su ampia scala è la pila Leclanché, dal nome di Georges Leclanché. La paternità della prima pila a secco è contesa tra Leclanché e Giuseppe Zamboni.Georges LeclanchéGiuseppe Zamboni La pila Leclanché è costituita da un anodo di zinco metallico, che funge anche da contenitore, e da un catodo costituito da una barretta di grafite, sulla cui superficie avviene la riduzione del biossido di manganese, miscelato a del cloruro d'ammonio a formare una pasta gelatinosa.anodozincocatodografitemanganesecloruro d'ammoniogelatinosa La stechiometria della reazione di riduzione non è esattamente nota, tuttavia si può dire che le reazioni che in una pila Leclanché sono le seguentistechiometria

16 Il cloruro d'ammonio, oltre a fornire gli ioni H+ per la reazione di riduzione, ha anche il compito di complessare gli ioni zinco prodotti dalla reazione di ossidazionecomplessareioni Zn NH OH- [Zn(NH3)2] H2O mantenendo quindi bassa la concentrazione degli ioni Zn2+ liberi, e quindi mantenendo elevato il potenziale della reazione di ossidazione, legato alle concentrazioni delle specie ossidata e ridotta secondo l'equazione di Nernst.equazione di Nernst L'ammoniaca che si libera al catodo tende a formare un velo gassoso sulla sua superficie, che impedisce il flusso degli elettroni. Quando questo avviene, la pila smette di erogare corrente e diviene scarica.ammoniaca La stechiometria della reazione di riduzione non è esattamente nota, tuttavia si può dire che le reazioni che in una pila Leclanché sono le seguentistechiometria

17 Batterie ad argento Le batterie ad argento sono molto simili a quelle a mercurio. Utilizzano un anodo di zinco e un catodo di argento e lelettrolita è sempre una pasta alcalina di idrossido di potassio (KOH). La differenza di potenziale ai poli è di 1,6 V.argento Reazione chimica all'anodo (ossidazione)anodoossidazione Zn + 2OH- -> ZnO + H2O + 2e- Reazione chimica al catodo (riduzione)catodoriduzione Ag2O + H2O + 2e- -> 2Ag + 2OH- Reazione completa Zn + Ag2O -> ZnO + 2Ag Usi: Macchine fotografiche, pacemaker cardiaci, alcuni apparecchi elettronici di precisione Vantaggi: Dimensioni ridotte, voltaggio relativamente alto e molto stabile Svantaggi: Costo molto elevato

18 Pila Weston La pila Weston, che deve il suo nome al chimico inglese Edward Weston che la creò nel 1893, è una nota pila a umido di riferimento utilizzata in laboratorio per la calibrazioni di strumenti di misura quali i voltmetri e i potenziometri. L'anodo è costituito da un amalgama Cd/Hg al 12,5% in Cd, mentre il catodo è formato da una pasta di solfato mercuroso (Hg2SO4) depositata su mercurio metallico. L'elettrolita è comune alle due celle ed è rappresentato, nella versione originaria ideata da Weston, da una soluzione satura di solfato di cadmio (CdSO4); nelle moderne versioni si utilizza invece una soluzione insatura, onde avere una minore variabilità del potenziale erogato in funzione della temperatura. La forza elettromotrice della pila originaria vale 1,0183 V a 20°C.Edward Weston1893calibrazionivoltmetripotenziometriamalgamaCdHg Reazione chimica all'anodo (ossidazione)anodoossidazione Cdamalg. -> Cd e- Reazione chimica al catodo (riduzione)catodoriduzione Hg2SO4 + 2 e- 2 Hg + SO42- Usi: calibrazione di strumenti di misura quali voltmetri e potenziometri Vantaggi: forza elettromotrice costante nel tempo e che presenta piccolissima variazione in funzione della temperatura (elevata riproducibilità)riproducibilità Svantaggi: utilizzo di mercurio tossico, necessaria calibrazione periodica della pila insatura con una cella che utilizza la versione satura


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