0,76V

Idea 9
Elettrochimica
• In tutte le reazioni chimiche ha luogo produzione o
consumo di una certa quantità di energia.
• L'elettrochimica è quella branca della chimica in cui
vengono studiate le reazioni nelle quali è prodotta o
• consumata dell'energia elettrica, e cioè quei processi in
cui viene prodotto un lavoro elettrico mediante
• reazioni chimiche oppure nei quali un lavoro elettrico
produce reazioni chimiche.
• Le reazioni interessate sono quelle in cui c'è scambio di
elettroni, cioè si tratta di reazioni di ossidoriduzione
(redox).
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zinco
Ossidazione di Fe2+ a Fe3+ usando come ossidante Br2
Ossidazione di Br - a Br2 usando come ossidante Cl2
Ossidazione di Cl - a Cl2 usando come ossidante un sale di Fe3+
• Dire quale elemento si ossida e quale si riduce
nella cella Zn/Zn2+//Ag+/Ag e scrivere le
equazioni delle semireazioni
• Lo zinco ha potenziale standard minore
dell’argento. Quindi, lo zinco si ossida e
l’argento si riduce. Le semireazioni di
questa pila sono:
• Zn(s) → Zn2+(aq) + 2e – semireazione anodica
• Ag+(aq) + e - → Ag(s)
semireazione catodica
• Dire quale elemento si ossida e quale si
riduce nella pila Al / Al3+ // Pb2+ / Pb e
scrivere le equazioni delle semireazioni.
• L’alluminio ha potenziale standard minore
del piombo; quindi si ossida ed il piombo si
riduce. Le semireazioni di questa pila
sono:
• Al(s) → Al3+(aq) + 3e – semireazione anodica
• Pb2+(aq) + 2e - → Pb(s)
semireazione catodica
• Calcolare il valore della f.e.m. della cella
Daniell in condizioni standard
• Zn2+ (aq) + 2e –→ Zn (s)
E° = -0,76V
• Cu2+(aq) + 2e –→ Cu(s)
E° = + 0,34V
Si ossida quella con potenziale minore cioè
lo zinco e si riduce quella con potenziale
maggiore , cioè il rame.
E° =+0,34V –(-0,76V) = +1,10 V
• Calcolare il valore della f.e.m. della cella
Zn / Zn2+ // Pb2+ / Pb in condizioni
standard
• Zn2+ (aq) + 2e –→ Zn (s)
E° = -0,76V
• Pb2+ (aq) + 2e –→ Pb (s)
E° = -0,13V
• Il potenziale st. dello zinco è minore del piombo
e quindi lo zinco si ossida ed il piombo si riduce
• Ered = -0,13 V
Eox = -0,76 V
E°= -0.13 V - (-0,76V)
• L'acido nitrico reagisce con tutti i metalli,
tranne l'oro e i metalli del gruppo del
platino.
• I metalli meno elettronegativi vengono
attaccati liberando idrogeno. Ad esempio
con magnesio:
Mg + 2H+ → Mg2+ + H2
• Con gli altri metalli l'acido nitrico agisce come
acido ossidante, dato che lo ione nitrato è un
forte ossidante in soluzione acida, come indicato
dai valori del potenziale di riduzione delle
reazioni seguenti, e si può ridurre a diossido di
azoto o a monossido di azoto:
NO 3– + 2H+ + e– → NO2 + H2O,
NO 3– + 4H+ + 3e– → NO + 2H2O,
E0 = 0,79 V
E0 = 0,96 V
• Nella reazione con i metalli non viene
quindi prodotto idrogeno, e i prodotti di
reazione possono essere diversi a
seconda della concentrazione dell'acido e
della temperatura di reazione. Ad
esempio, il rame reagisce in acido nitrico
diluito a temperatura ambiente come
3Cu + 8HNO3 → 3Cu 2+ + 2NO + 4H2O + 6NO3–
• Il monossido di azoto prodotto può reagire
con l'ossigeno dell'aria formando NO2.
Con acido nitrico più concentrato si forma
direttamente NO2:
Cu + 4H+ + 2NO3− → Cu2+ + 2NO2 + 2H2O
• La maggior parte dei metalli reagisce con
l'acido nitrico formando i corrispondenti
nitrati, mentre Sn, As, e alcuni metalli del
blocco d formano gli ossidi.
• Al, Fe, Cr e Cu in opportune condizioni
possono essere passivati dall'acido
concentrato, in seguito alla formazione di
una pellicola di ossido protettivo.
• Ag +HNO3 → AgNO3+NO2 +H2O
• Cu + HNO3→ Cu(NO3)2+NO +H2O
• Zn + HCl → ZnCl2 +H2
Completare e bilanciare le seguenti
reazioni
•
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•
•
•
•
Rame + acido nitrico
Acido solforico + nitrito di bario
Ossido di potassio + acqua
Potassio + acqua
Cloro + argento
Nitrato di argento + cloruro di sodio
Idrossido di sodio + ipoclorito di ammonio
• Dare la definizione di numero di ossidazione e scrivere i
numeri di ossidazione di tutti gli elementi dei reagenti e
dei prodotti delle reazioni precedenti.
Completare e bilanciare le seguenti
reazioni
•
•
•
•
•
•
•
•
Solfuro di piombo(II) + acido cloridrico
Acido solforico + ammoniaca
Acido nitrico + idrossido di calcio
Rame + acido solforico
Ossido di calcio + acqua
Ferro + acqua
Acqua ossigenata
Argento + iodio
• Nella reazione tra ferro e acido cloridrico si
forma un gas e una sostanza solida.
Scrivere la reazione completa e calcolare
quanti litri di gas si liberano per reazione di
30 g di ferro a 30°C e 2,5 atmosfere.
• Fe + 2HCl→FeCl2 +H2
• P.m. del Fe =55,9
• 30/55,9 = 0,54
PV = nRT
• 2,5 x = 0,54 · 0,082 · 303
• X = 5,4 litri