I Meccanismi Della Conduzione: Soluzioni, Gas, Semiconduttori

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1 I Meccanismi Della Conduzione: Soluzioni, Gas, Semiconduttori
Parte III I Meccanismi Della Conduzione: Soluzioni, Gas, Semiconduttori

2 Trasporto nei liquidi: Elettrolisi Elettrolisi dell’acqua
L'elettrolisi (pronuncia elettrolìsi o elettròlisi) è un processo che trasforma energia elettrica in energia chimica. È il processo inverso a quello della pila. Con la pila infatti si sfrutta una reazione chimica per produrre energia elettrica, con l'elettrolisi invece si usa l'energia elettrica per far decorrere una reazione chimica che non avverrebbe spontaneamente. Per applicazione di ddp costante subiscono elettrolisi tutte quelle sostanze che, in soluzione o fuse, si scompongono in ioni, ossia gli acidi, le basi ed i sali, nonché l'acqua stessa. Elettrolisi dell’acqua Voltametro di Hofmann

3 Conduttori Elettrolitici
Voltametro Acqua distillata Zucchero Sale La soluzione acqua-sale è conduttrice NaCl, CuSO4, HCl, H2SO4, NaOH ZUCCHERO SALE + - Elettrodi metallici Anodo Catodo

4 Conduttori Elettrolitici
I sali, gli acidi e le basi si chiamano “elettroliti” e le loro soluzioni in acqua “soluzioni elettrolitiche” L’acqua comune contiene molti sali disciolti e per questo è molto condut-trice Faraday (1833) + -

5 L’elettrolisi E Le Leggi Di Faraday
Il moto degli ioni in un voltametro in cui sono immersi due elettrodi metallici collegati a una batteria è detto “elettrolisi” Quando gli ioni arrivano sugli elettrodi cedono a questi la loro carica diventando neutri e re-agendo chimicamente H+ H+ H+ Cl- Cl- Cl- H+ H+ Cl- H+ Cl- Cl- H+ H+ Cl- Cl- H+ H+ H+ Cl- Cl- Cl- H+ H+ Cl- Cl- + -

6 L’elettrolisi E Le Leggi Di Faraday
Faraday misurò quantitativamente le sostanze che nell’elettrolisi si sviluppano o si depositano negli elettrodi 1a Legge di Faraday: La massa di sostanza che si deposita a un elettrodo è direttamente proporzionale alla quantità di carica elettrica che passa nel voltametro

7 L’elettrolisi E Le Leggi Di Faraday
2a Legge di Faraday: In più voltametri contenti elettroliti diversi e connessi in serie in modo che siano attraversati dalla stessa quantità di carica elettrica, le masse delle sostanze che si depositano agli elettrodi sono direttamente proporzionali agli equivalenti chimici Equivalente chimico = M/Z (H  1.008) Grammo-equivalente = M/Z g (H  g)

8 Ioni E Carica Elettrica Elementare
Atomo: nucleo + elettroni Nucleo: carica elettrica positiva Elettroni: carica elettrica negativa La carica elettrica non può assumere valori qualunque ma solo multipli interi relativi di una carica unitaria La carica unitaria è quella dell’elettrone

9 Ioni E Carica Elettrica Elementare
Se Z è il numero degli elettroni in un atomo allora la loro carica complessiva è: Siccome la carica dell’atomo è nulla allora la carica del nucleo è: Quando un atomo perde un elettrone o ne acquista uno in più la sua carica complessiva non è più nulla e prende il nome di ione

10 La Conduzione Elettrolitica E La Legge Di Ohm
La conduzione elettrolitica dipende dalla quantità di elettrolita disciolto, dalla superficie degli elettrodi immersi e dalla loro distanza In particolare è maggiore con l’aumen-tare della superficie degli elettrodi immersi ed è minore con l’aumentare della loro distanza

11 La Conduzione Elettrolitica E La Legge Di Ohm
Gli esperimenti dimostrano che la conduzione elettrolitica segue la legge di Ohm come nei conduttori metallici a patto che gli elettrodi siano dello stesso tipo e che le condizioni siano tali per cui il passaggio di corrente non alteri la costituzione chimica

12 Isolanti Negli isolanti nessun atomo è ionizzato in condizioni normali; solo l’applicazione di un campo elettrico molto intenso può produrre qualche elettrone di conduzio-ne ionizzando un ugual numero di atomi

13 I semiconduttori hanno un comporta-mento intermedio
A basse temperature la conducibilità è bassa come per gli isolanti A temperatura ambiente si hanno 1011 elettroni di conduzione per cm3 I semiconduttori per eccellenza sono il Silicio e il Germanio

14 Semiconduttori Nei semiconduttori la conduzione è dovuta non solo agli elettroni di conduzione ma anche al movimento di cariche elettriche positive - + - + - + - + - + + + + + + + + + + + + + + - +

15 La Scarica Nei Gas A Pressione Normale
In condizioni normali un gas è neutro e quindi non può condurre l’elettricità, comportandosi da isolante perfetto L’aria atmosferica però conduce l’elet-tricità, anche se debolmente Nell’aria ci sono particelle cariche il cui numero aumenta in presenza di particolari agenti detti agenti ionizzanti

16 vero falso La corrente elettrica è un flusso di elettroni attraverso un filo metallico