Gli atomi di zinco passano in soluzione come ioni Zn 2+ idrati: Zn Zn 2 +aq +2e- ; gli elettroni restano nel metallo e si crea un doppio strato

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1 Gli tmi di zinc pssn in sluzine cme ini idrti: q e- ; gli elettrni restn nel metll e si cre un dppi strt elettric fr l elettrd (cric negtivmente per l eccess di elettrni) e l sluzine (cric psitivmente per l presenz degli ini ).

2 Schemtizzzine del dppi strt Metll e - e - e - e - e - e - e - e - e - e - e - e - e Cmp lettric 10 V 10 cm 1 A cm Me n Me n Me n Me n Me n Me n Me n Me n Me n Me n Me n Me n Me n Me n Me n Me n Me n Me n Me n Me n Me n Me n Sluzine Cmp lettric 10 8 V/cm - Cpcità del dppi strt C 1 µfcm - per - d.d.p. di 1 Vlt (quest è l rdine di grndezz) - L cric Q del cndenstre Q C V (culmb cm - ) 10-6 Q cm mle di elettrni 9685 lmb (10-6 lmb equivlenti un milinesim di mg

3 (-) e - () e - G < 0 Qund G 0 l pil è scric

4 Semielementi di I Specie Me Me n n e - Me Me n sempi: e - e - Ag e - Ag Schemtizzzine dell elettrd

5 Ag Semielementi di II Specie Schemtizzzine dell elettrd Cl - Ag Cl (s) Me Sle pc slubile del Me Sluzine di elettrlit cn ine cmune del sle pc slubile del Me sempi: g Cl (s) g Cl - g e - g g Cl (s) e - g Cl - lettrd clmeln g g KCl Cl ( s) Cl AgCl (s) Ag Cl - Ag e - Ag AgCl (s) e - Ag Cl - lettrd di Arent- Clrur di rgent Ag KCl AgCl ( s) Cl

6 Semielementi Gs Schemtizzzine dell elettrd lettrd inerte Pt Gs Sluzine cntenente l specie ssidt ridtt del gs sempi: elettrd di Idrgen O e - (g) O sempi: elettrd di Clr Cl e - Cl - sempi: elettrd di Ossigen O (g) e- O O - Pt (g) P Pt O (g) P O O O O - O - Pt Cl (g) P Cl Cl - Cl -

7 Semielementi di ssidriduzine RDOX Schemtizzzine dell elettrd lettrd inerte Pt Sluzine cntenente un cppi redx sempi: ClO - e - O ClO - O Pt ClO - ClO - sempi: Fe e - Fe Pt Fe Fe

8 Semielement d mlgm Schemtizzzine dell'elettrd Me g n Me g (l) lettrd simile l semielement di I specie, l differenz cnsiste nell'ttività del metll che nell'mlgm nn e unitri. sempi: N n g (l) e - N(g) n

9 Termdinmic del prcess elettrchimic L quntità mssim di lvr ttenibile d un sistem che evlve spntnemente dll stt inizile ll stt finle è ricvbile, qund l trsfrmzine viene cndtt ttrvers un infinit successine di stti d equilibri (trsfrmzine reversibile) cme segue: Dl I principi dell termdinmic per un trsfrmzine reversibile si h: Piché U P V si h: U Q rev L rev P V Q rev L rev Dl II principi dell termdinmic Q rev T S G L utile mssim T S L rev P V Il lvr elettric è un lvr utile Il lvr elettric è definit cme il prdtt di un quntità di cric per un differenz di ptenzile (d.d.p.) G L elettric 1 ml di elettrni 9685 culmb 1 Frdy G nf

10 quzine di Nernst Per un generic rezine αa βb γc δd G rezine ν P G f (Prdtti) νr G f (Regenti) G G ( ) ( ) 0 γ 0 δ 0 α 0 A B β γg C RT ln C δg D RT ln D αg RT ln A βg RT ln B [( ) ( )] γ δ A B C C D D G rezine γg δg αg βg RT ln α β G rezine G i rezine i G RT ln i rezine RT ln γ C α A δ D β B A T Cstnte Per un rezine di ssidriduzine, in cui vi è un pssggi di elettrni dll specie che si ssid quell che si riduce, l vrizine di energi liber può essere mess in relzine cn il lvr elettric G - nf B

11 G rezine G G nf rezine RT nf RT ln ln γ C α A γ C α A δ D β B δ D β B G - nf Per un ben precis rezine di ssidriduzine, Tcst, il n di elettrni, che vengn scmbiti sn determinti. G nf RT nf Ptenzile Stndrd Il in quest equzine è dett frz elettrmtrice (f.e.m.) ciè l differenz di ptenzile circuit pert (OCV) R8.1 J K -1 ml -1 ln α A γ C ; T K ; F 9685 lmb ; ln.06 lg n lg α A γ C quzine di Nernst β B δ D β B δ D

12 lg n Qund 0 l rezine è ll'equilibri, in queste cndizini, si h: α β γ δ - n A B n C D lg vver lg γ δ α β C D α A γ C β B δ D A B n lg K K 10 n Vedim un rezine rele Cr Fe Cr Fe lg n Cr Cr Cr Fe lg Cr Fe Fe Fe

13 Ptenzile di un semielement Ad gni equilibri chimic, in cui sn cinvlti elettrni, può essere pplict l'equzine di Nernst, quindi nche per l'equilibri presente nel dppi strt elettrdic: α Ox ne - β Rid In cui Ox frm ssidt, Rid frm ridtt si h: sempi: elettrdi di I specie n α Ox Ox / Rid lg β Rid e - / lg L ttività dei slidi e liquidi puri è unitri 1

14 sempi: elettrdi di II specie Me Sle pc slubile del Me Sluzine di elettrlit cn ine cmune del sle pc slubile del Me AgCl (s) e - Ag Cl - AgCl ( s ) / Ag 1 lg Ag AgCl (s) Cl L ttività dei slidi e liquidi puri è unitri AgCl 1 ; Ag 1 sempi: elettrdi gs lettrd inerte Pt Gs Sluzine cntenente l specie ssidt ridtt del gs O e - / (g) O lg L ttività di un gs (cnsiderndl idele) P

15 sempi: elettrdi redx lettrd inerte Pt ClO - e - O ClO, Sluzine cntenente un cppi redx / ClO Altr esempi: ClO - O lg ClO ClO sempi: elettr d mlgm di sdi Fe e - Fe Fe / Fe 1 lg L ttività dei liquidi puri è unitri O 1 Fe Fe Me g n Me g (l) N n g (l) e - N / N 1 lg N(g) n N N( g ) n g n

16 Il ptenzile stndrd lettrd di idrgen stndrd P Pt ( g ) 1tm O O 1F O e - (g) O / O / lg ssend l rgment del lgritm 1 Per cnvenzine viene ttribuit l ptenzile di quest elettrd il vlre V In generle si definisce un elettrd stndrd qund tutte le specie elettrchimicmente ttive si trvn in cndizine stndrd.

17 Determinzine dei ptenzili stndrd Si preprn delle pile cn due elettrdi stndrd in cui un di questi è l'elettrd di idrgen stndrd, per esempi: Pt P 1 tm O 1 1 si misur sperimentlmente per quest pil un f.e.m V Se pplic gli equilibri elettrdici l'equzine di Nernst si ttiene: O e - (g) O ο / s 0 lg O ο / e ο d / lg L f.e.m. dell pil deve essere sempre un vlre psitiv perché si negtiv il G e quindi l rezine spntne: f.e.m. () (-)

18 Determinzine dell plrità dell pil: - Si cntrll se c'è svilupp di gs - se c'è cnsum ument dell mss di un elettrd -si cntrll il vers dell crrente - qund sn nti gli si pplic l'equzine di Nernst e si clcln direttmente i ptenzili. Nel nstr cs se si immerge dell zinc in cid si sserv un svilupp spntne di gs e l mss dell zinc diminuisce quest signific che l si ssid e l' O si riduce. f.e.m. () (-) (s) (d) (d) 0.76 ο d / 0.76 V

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20 Tbell dei ptenzili stndrd di semielementi (5 C) rispett l S

21 sempi 1 quilibri elettrdic quilibri elettrdic e - e - ( ) Ptenzile elettrdic / lg Schemtizzzine dell cell SO SO SO SO ( ) Ptenzile elettrdic / lg f.e.m. () (-) f.e.m. lg - lg / / f.e.m. ( ) lg / /

22 sempi quilibri elettrdic quilibri elettrdic e - O e - (g) O Ptenzile elettrdic Ptenzile elettrdic ( ) / lg SO SO P Pt 1tm ( ) / lg Schemtizzzine dell cell f.e.m. () (-) f.e.m. O lg - lg / / O O f.e.m. ( ) O lg O / /

23 sempi quilibri elettrdic O e - (g) O Ptenzile elettrdic quilibri elettrdic e - Ptenzile elettrdic ( ) / lg P Pt tm SO 1 SO O ( ) / lg Schemtizzzine dell cell f.e.m. () (-) f.e.m. lg O lg / / O ( ) f.e.m. lg / O / O

24 Pile cncentrzine L f.e.m. di un pil è dt dll differenz di ptenzile tr due elettrdi; si dicn pile chimiche qund i due elettrdi sn diversi ciè su di essi vvengn due diverse rezini elettrdiche; si dicn pile cncentrzine qund i due elettrdi sn uguli ciè sui due elettrdi vviene l stess rezine elettrdic. sempi 1 f.e.m. SO SO f.e.m. () (-) f.e.m. SO ' SO ' lg - lg / / lg ' In cui ; suppnim che > quilibri elettrdic e - Ptenzile elettrdic lg /