Diapositiva 1 - Digilander
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Pile Volta Grenet Bunsen in serie e in parallelo a colonna , a tazze Serie potenziali redox Effetto seebeck Semipila Zinco / ioni zinco Elettrodo di zinco Zn Lo zinco si ossida immettendo ioni Zn++ nella soluzione e trattenendo elettroni:gli ioni Zn++ richiamati dalla laminetta diventata negativa si riducono acquistando elettroni ,con un processo reversibile :all’equilibrio permane una carica negativa sullo zinco e Zn° <<<>>> (Zn++ ) + 2e e e e e Zn++ SO4-- Soluzione di solfato di zinco Semipila rame / ioni rame Elettrodo di rame Cu Il rame si ossida immettendo ioni Cu++ nella soluzione e trattenendo elettroni:gli ioni Cu++ richiamati dalla laminetta diventata negativa si riducono acquistando elettroni ,con un processo reversibile :all’equilibrio permane una carica negativa sul rame Cu° <<<>>> (Cu++ ) + 2e e e e Cu++ SO4-- Soluzione di solfato di rame galvanometro Elettrodo di zinco elettroni Elettrodo di rame Zn Cu e SO4-- e e e e e e e Zn++ SO4-- Cu++ SO4-Soluzione di solfato di zinco Soluzione di solfato di rame Lo zinco risulta più negativo del rame:collegando le due semicelle con un conduttore nel quale è inserito un galvanometro , si osserva uno spostamento di elettroni dallo zinco verso il rame, e di ioni solfato in senso opposto con uso di sifone e soluzione salina galvanometro Elettrodo di zinco elettroni Elettrodo di rame Zn Cu e SO4-- e e e e e e e Zn++ SO4-- Cu++ SO4-Diminuendo gli elettroni nella semicella dello zinco, riprende la trasformazione dello zinco in ione zinco; nella semicella con il rame l’arrivo di elettroni fa riprendere la trasformazione di ioni rame in rame neutro : equilibrio dinamico galvanometro Elettrodo di zinco polo negativo-anodo elettroni Elettrodo di rame polo positivo-catodo Zn Cu e SO4-- e e e e e e e Zn++ SO4-- Cu++ SO4-- Anodo, ossidazione Zn ° - 2e > Zn++ catodo, riduzione (Cu++) + 2e > Cu° Pila:ossidoriduzione Zn° + Cu++ > (Zn++) + Cu° Pila voltaica :zico-rame Anodo:negativo:ossidazione Zn° > (Zn++) + 2e- Zn++ SO4-- Catodo:positivo:riduzione (Cu++) + 2e- > Cu° Cu++ SO4-- Pila voltaica :zico-rame Anodo:negativo:ossidazione Zn° > (Zn++) + 2e- Zn++ SO4-- Catodo:positivo:riduzione (Cu++) + 2e- > Cu° Cu++ SO4-- Polo negativo, zinco, anodo, ossidazione Polo positivo, rame, catodo, riduzione Lo zinco neutro passa in soluzione come ione zinco lasciando elettroni sulla lamina che diventa negativa:ossidazione Zn° > (Zn++) + 2eGli elettroni migrano attraverso il circuito esterno (lampada si accende)e passano alla lamina di rame Ioni rame acquistano elettroni e si riducono a rame metallico neutro Cu° che si deposita :riduzione (Cu++) + 2e- > Cu° Ioni solfato SO4– migrano verso la cella anodica per compensare la carica positiva in eccesso dovuta a Zn++ Durante il funzionamento la lamina di zinco si assotiglia e quella di rame si ingrossa (rame poroso) Zn° + Cu++ >>>> (Zn++) + Cu° ossidoriduzione Pila zinco/rame Non attiva perché manca soluzione sifone tester Semicella con zinco e solfato di zinco Semicella con rame e solfato di rame Pila Bunsen Cilindro di zinco in soluzione di acido solforico Vaso poroso con barra di carbone di storta in acido nitrico Potenziale 1.96 volt circa Serie potenziali di riduzione (E°) Costruendo pile che hanno come elettrodo l’idrogeno e un altro elemento si possono misurare i potenziali generati in ogni coppia H / X e riportarli in una tabella Valori negativi assegnati se elemento si ossida rispetto a idrogeno Valori positivi assegnati se elemento si riduce rispetto a idrogeno Schema pila : coppia riducente // coppia ossidante Zn/Zn++ // 2H+/H2 -0.76 Pb/Pb++ // 2H+/H2 -0.13 H2/2H+ // Cu++/Cu +0.34 Zinco -0.76 Zn++ > Zn° Piombo -0.13 Pb++ > Pb° Idrogeno 0.0 2H+ > H2° Rame 0.34 Cu++ > Cu° Consultando la serie dei potenziali di riduzione è possibile riconoscere la polarità di una pila in funzione della coppia di elementi costituenti e calcolarne la tensione Si pone come polo negativo (anodo) l’elemento che precede nella serie (si ossida) e come polo positivo (catodo) l’elemento che segue nella serie (si riduce) La tensione (DE) si calcola con la formula E° polo positivo – E° polo negativo Pila E° E° anodo catodo tensione Zn / H -0.76 0 Zn H 0- (-0.76) =0.76 Zn /Pb -0.76 -0.13 Zn Pb -0.13 –(-0.76) = 0.63 Zn/Cu -0.76 +0.34 Zn Cu +0.34 – (-0.76) = 1.0 Pb/Cu -0-13 +.0.34 Pb Cu +.0.34 – (-0.13) =0.47 Pila Zinco / rame con celle separate e sifone con soluzione salina Zn Cu 0.34 – (0.76) = 1 volt Pila Zinco / rame con celle separate e sifone con soluzione salina Zn Cu Poli errati :nessuna tensione ago deviato a sinistra Pila Zinco / rame A dischi 0.34 – (-0.76)= 1 volt zinco rame Pila Zinco / rame 0.34 – (-0.76) = 1 volt Zn Cu Due elementi in serie pila a tazze Zn / Cu Zn Cu Zn Cu Tensione = 2 volt Zn Pb Pila Zinco / Piombo : 0.63 volt -0.13 – (-0.76)= 0.63 Volt Pila piombo / rame Pb 0.47 volt Cu 0.34 – (-0.13)= 0.47 volt Due elementi pila a colonna Zn / Cu voltmetro Due Volt di tensione Zinco(-) carbone Tensione 1.5 volt Pila Grenet Pila Grenet Zinco (negativo) e carbone di storta Tensione 1.5 volt Pila a colonna disco di zinco panno con soluzione H2SO4 disco di rame disco di zinco panno con soluzione H2SO4 disco di rame disco di zinco panno con soluzione H2SO4 disco di rame utilizzatore Pile in serie :tensione totale = somma singole tensioni Pile in serie :tensione totale = somma singole tensioni V = V1 + V2 +V3 + Vn V1=1 volt V = 5*V1= 5 volt V Pile in paralleo :tensione totale tensione singola pila: V= V1 V V1 = 1 volt V = 1 volt Riscaldando una estremita si genera una corrente elettrica che fa deviare l’ago magnetico Seebeck : effetto termoelettico rame argentana ago calore rame argentana calore zinco rame calore
