Istituto Provinciale di Cultura e Lingue “Ninni Cassarà”
Classe V C
La conduzione dell’elettricità nelle soluzioni elettrolitiche
Prof. E. Modica
15 Aprile 2010
Richiami di chimica
Le reazioni di ossido-riduzione dette redox, sono delle reazioni che producono elettricità.
Definizione 1 : Si definisce redox una reazione chimica che comporta la variazione del numero di
ossidazione di due o più elementi chimici.
Definizione 2 : Si definisce ossidazione quel processo chimico che porta all’aumento del numero di
ossidazione dell’elemento che si ossida.
Esempio 1 :
0
0
+4 −2
C + O2 −→ C O2
Definizione 3 : Si definisce riduzione quel processo chimico che porta alla diminuzione del numero
di ossidazione dell’elemento che si riduce.
Esempio 2 :
+2 −2
0
0
2 Hg O −→ 2 Hg + O2
Le soluzioni elettrolitiche
Si consideri un recipiente che contiene un liquido (cella elettrolitica) al cui interno sono inseriti due
conduttori metallici, detti elettrodi, collegati ai poli di una batteria.
Se il liquido contenuto nella cella è un conduttore, il circuito elettrico risulta chiuso e un amperometro
collegato in serie è in grado di misurare l’intensità di corrente che attraversa il circuito.
Se si considera come liquido l’acqua distillata, l’amperometro segna il passaggio di una corrente elettrica molto debole; se invece si scioglie nell’acqua del sale da cucina, l’amperometro rileverà il passaggio
di una corrente di gran lunga più intensa.
Definizione 4 : Si dice elettrolita una qualsiasi sostanza che, disciolta in acqua, la rende conduttrice.
Definizione 5 : Si dice soluzione elettrolitica una soluzione che contiene elettroliti.
Osservazione 1 : Le soluzioni elettrolitiche, a temperatura non molto elevata, seguono la prima legge
di Ohm.
L’elettrolisi
Nel caso delle reazioni redox è possibile produrre elettricità utilizzando dei processi di natura chimica.
È invece possibile utilizzare l’energia elettrica all’interno delle celle elettrolitiche per ottenere delle
reazioni redox.
Definizione 6 : Si dice elettrolisi l’insieme di tutte le trasformazioni chimiche che avvengono in
seguito al passaggio di corrente elettrica nelle soluzioni elettrolitiche.
Quando si collegano gli elettrodi ai poli di una batteria, tra di essi si genera una differenza di potenziale
e, di conseguenza, nella soluzione elettrolitica, all’interno della quale gli ioni si muovono disordinatamente, si genera un movimento ordinato di questi ultimi: gli ioni positivi (detti cationi) si dirigono
verso l’elettrodo negativo (detto catodo) e quelli negativi (detti anioni) verso l’elettrodo positivo
(detto anodo). Quando questi ioni arrivano ai rispettivi elettrodi, si comportano come segue: i cationi acquistano elettroni dal catodo e quindi si riducono, mentre gli anioni cedono elettroni all’anodo e
quindi si ossidano.
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La galvanostegia e la galvanoplastica
Si consideri una soluzione elettrolitica contenente sali di metallo (oro, argento, rame, stagno, cromo,
nichel), detta bagno galvanico.
Grazie al processo dell’elettrolisi è possibile far si che si depositino degli strati di tale metallo su oggetti
che vengono posti al catodo, al fine di renderli esteticamente migliori. Per esempio, se consideriamo
un anello come base, è possibile ricoprirlo d’oro mediante un processo elettrolitico in una cella dentro
la quale sono presenti degli ioni di oro.
Poiché l’oggetto da ricoprire viene totalmente immerso nel bagno galvanico, tramite tale processo è
possibile ricoprire oggetti di qualsiasi forma.
Se l’oggetto da ricoprire è un conduttore elettrico il processo di ricoprimento prende il nome di galvanostegia; invece se l’oggetto non è un conduttore, si parla di galvanoplastica.
L’oggetto da ricoprire viene sempre collegato al catodo, mentre l’altro elettrodo può essere costitutito
dello stesso materiale oppure di un altro metallo o di grafite.
Quando all’interno della cella elettrolitica passa corrente elettrica, l’elettrolita si deposita sull’oggetto
da ricorpire con una velocità che dipende dai seguenti fattori:
• concentrazione dell’elettrolita nella soluzione: maggiore è la quantità di metallo disciolto nella
soluzione, più velocemente avviene la deposizione;
• intensità della corrente elettrica: maggiore è la corrente che attraversa la cella elettrolitica, più
velocemente avviene la deposizione.
Osservazione 2 : È possibile aumentare l’intensità di corrente che attraversa la cella elettrolitica
utilizzando degli elettrodi con una superficie più estesa, oppure utilizzando un generatore di tensione
più potente. Va comunque tenuto in considerazione il fatto che esiste una corrente massima erogabile
affinché il processo di deposizione avvenga. Superato il valore di tale corrente, si innescano nella cella
delle reazioni chimiche che prevalgono sul processo di deposizione dei metalli sul catodo.
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