Chimica propedeutica biochimica di Giordano Perin. Un altro bel ...

Giordano Perin; Chimica 9: elettrochimica
Il movimento degli elettroni è dato dalla presenza di una differenza di potenziale o forza
elettromotrice, una coppia redox è tanto forte quanto riesce a generare forza elettromotrice, non
posso però conoscere la forza elettromotrice di una coppia da sola, è necessario prendere una coppia
redox di riferimento, in questo caso la coppia sarà H₂/H˖che avrà come forza elettromotrice zero;
altro fattore da tenere in considerazione è quello delle condizioni fisiche, in particolare si
definiscono delle condizioni dette STANDARD:
temperatura: 25°C
concentrazione: 1M
pressione: 1atm
verso: riduzione, uso cioè il verso della reazione di riduzione.
SI DEFINISCE QUINDI IL POTENZIALE STANDARD DI RIDUZIONE: differenza di potenziale
scatenato da una doppia redox in condizioni standard rispetto alla differenza di potenziale di
riferimento della coppia H₂/H˖. Il PSR vale per la cella di riduzione, per la cella di ossidazione è
sufficiente utilizzare il PSR della cella che ospita la riduzione cambiato di segno. Il PSR può essere
maggiore o minore di zero, in particolare:
ALTO PSR → si riduce → ossidante.
BASSO PSR → si ossida → riducente.
VALUTAZIONE DELLA FORZA ELETTROMOTRICE DI UNA CELLA: si tratta di un calcolo
molto comune in laboratorio (pHmetro funziona come una cella elettromotrice); in particolare si
può misurare come potenziale standard:
E°cella= E°rid ­ E°ox
(che risulta essere una somma in quanto le due grandezze hanno quasi sempre segno opposto). In
caso di condizioni non standard si ha:
Ecella = E°cella ­2,303RT/nF logQ
si tratta dell'equazione di Nernst, quindi F sta per la carica di una mole di elettroni, equivalente a
96484,56 coulomb, Q sta per il quoziente di reazione, e n numero di elettroni trasferiti. (posso
quindi scrivere in definitiva Ecella = E°cella ­0,0592/n logQ)
PILE A CONCENTRAZIONE: si tratta di pile che sfruttano per funzionare una differenza di
concentrazione fra reagenti e prodotti, in questo caso è da considerare che una pila di questo tipo si
scarica quando la reazione giunge all'equilibrio, cioè quando Q = K; in questo caso si avrà che
E°­0,0592/n logK = 0 (con questo metodo è possibile generare una pila funzionante anche
sfruttando la stessa coppia redox).
CELLE ELETTROLITICHE: spendere energia per forzare una redox non spontanea; in generale
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