07x02 - Le pile elettriche

L'elettrochimica: pile elettriche

​Lezione creata dal prof P. B. Giandonato @profgiando
Immagini credits Zanichelli ed.

Pile e reazioni redox

Le reazioni con trasferimento di elettroni, chiamate redox, da una specie chimica che li cede (riducente) a una che li accetta (ossidante) sono esoergoniche, e vengono sfruttate commercialmente per produrre celle elettrochimiche o pile elettriche.

Pile e reazioni redox

La pila Daniell è costituita da due parti: ognuna di esse si chiama semicella (o semipila) ed è costituita da una lamina di metallo posta a contatto con una soluzione acquosa di sali ternari dei due metalli, che liberano gli ioni di zinco o rame rendendoli disponibili.

Pile e reazioni redox

Nella semicella con la lamina di zinco avviene la semireazione di ossidazione Zn(s) → Zn²⁺ + 2e^-

Gli elettroni prodotti creano un surplus di carica elettrica negativa e la lamina di zinco risulta essere il polo negativo (-). Questa parte della pila costituisce la semicella anodica. Man mano che la reazione avviene, ioni zinco vengono sottratti alla lamina, che si assottiglia nel tempo.

Pile e reazioni redox

Nella semicella con la lamina di rame avviene la semireazione di riduzione Cu²⁺(aq) + 2e^- → Cu

II consumo di elettroni determina una carenza di carica elettrica negativa e quindi la lamina di rame risulta essere il polo positivo (+). Questa parte della pila costituisce la semicella catodica. Mentre la reazione avviene, ioni rame vengono sottratti alla soluzione e la lamina di rame si ispessisce.

Pile e reazioni redox

La reazione redox complessiva è rappresentata in questo modo:

Per mantenere la neutralità elettrica nelle due soluzioni si usa un ponte salino con una soluzione di nitrato di potassio KNO₃ che rilascia ioni negativi (NO₃^-) nella soluzione anodica e ioni positivi (K⁺) nella soluzione catodica.

Pile e reazioni redox

La reazione redox complessiva è rappresentata in questo modo:

Per mantenere la neutralità elettrica nelle due soluzioni si usa un ponte salino con una soluzione di nitrato di potassio KNO₃ che rilascia ioni negativi (NO₃^-) nella soluzione anodica e ioni positivi (K⁺) nella soluzione catodica.

Pile e reazioni redox

II voltaggio di una pila o di una batteria è la differenza di potenziale

(d.d.p.) che esiste fra i due elettrodi. La differenza di potenziale si mi-

sura in volt (V).

Multiple Select

Una specie chimica si comporta da ossidante quando:

• cede elettroni

• acquista elettroni

• riduce un'altra specie

• acquista ioni

• ossida un'altra specie

Multiple Select

Una specie chimica si comporta da riducente quando:

• cede elettroni

• acquista elettroni

• riduce un'altra specie

• acquista ioni

• ossida un'altra specie

Multiple Choice

La semicella anodica della pila Zn/Zn²⁺ // Cu²⁺/Cu è:

• Zn/Zn²⁺

• Cu²⁺/Cu

Fill in the Blanks

Il polo negativo della pila si chiama

Dropdown

Al polo positivo della ​

Select answer

avviene la semirezione di ​

Select answer

, mentre a quello ​

Select answer

avviene quella di ​

Select answer

Dropdown

Quando la ​

Select answer

funziona la massa della lamina di ​

Select answer

diminuisce mentre quella della lamina di ​

Select answer

​

Select answer

Dropdown

La ​

Select answer

converte l'energia ​

Select answer

in energia ​

Select answer

Multiple Choice

Considera la seguente reazione redox: Mg + ZnCl₂ → MgCl + Zn Cosa accade al cloro?

• Si ossida cedendo elettroni

• Si ossida acquistando elettroni

• Si riduce cedendo elettroni

• Si riduce acquistando elettroni

• Non cambia il suo numero di ossidazione

Multiple Choice

Individua l'unica affermazione sbagliata. La pila è una cella elettrochimica nella quale avviene:

• una semireazione di ossidazione

• una reazione di ossidoriduzione

• una semireazione di riduzione

• una reazione esoenergetica

• una reazione endotermica

Multiple Choice

La durata di funzionamento di una pila Daniell può essere aumentata utilizzando:

• un ponte salino con una soluzione più concentrata

• una soluzione di Cu²⁺ più concentrata

• un elettrodo di rame più grande

• una soluzione di Zn²⁺ più concentrata

• un elettrodo di rame più sottile