LEZIONE 5 CHIMICA

in questa lezione scriverò di particolari sistemi che funzionano secondo le leggi dell'elettrochimica, ecco a voi alcuni esempi della lezione V

Elettrodeposizione del rame.

Per eseguire la elettrodeposizione del rame, è utile lavare prima gli elettrodi e il recipiente con acido nitrico, nel caso di un precedente utilizzo, dopo di che si prepara una soluzione di solfato di rame ( color azzurro )

E si aggiungono ad esso acido solforico e acido nitrico.

L’acido solforico ha la funzione di evitare la depolarizzazione del catodo.

L’acido nitrico, invece viene aggiunto per evitare che lo ione H⁺ non si scarichi al elettrodo, l’acido aggiunto agisce con tale reazione:

NO^-₃ + 10H⁺  ↔ NH⁺₄ + 3 H₂O

L’acido nitrico aggiunto deve essere esente di NO^-_{2 ,}  per questo aggiungo Urea e porto ad ebollizione per eliminare i nitriti presenti.

La reazione di elettrolisi che avviene agli elettrodi sono:

al catodo      Cu²⁺ +2e^- ↔ Cu_(s)

al anodo        4OH^-↔ O₂ +2 H₂O + 4e^-

Il potenziale che si deve applicare agli elettrodi per una deposizione regolare è di 2-3 v

Come faccio a capire quando l’elettrodeposizione è finita?

1. per scolorimento della soluzione di solfato di rame
2. aggiungo solfuro per vedere se precipita CuS
3. non immergo tutto il catodo subito, dopo un tempo prestabilito lo immergo , se non c’e ulteriore deposizione la prova è conclusa.

Una variabile da tenere in considerazione è la temperatura, più questa è alta più l’elettrodeposizione del rame sarà fine.

La pila Daniel.

Nel 1836, John Frederic Daniel elaborò una pila, chiamata pila Daniel, sfruttando il prototipo inventato da Volta. La cella è costituita da un compartimento anodico (semicella) formato da una barretta di zinco immersa in una soluzione di solfato di zinco (ZnSO4) e un compartimento catodico formato da una barretta di rame immersa in una soluzione di solfato di rame (CuSO4).Le due semicelle sono collegate da un ponte salino costituito da un tubo riempito da una soluzione satura di nitrato di potassio (KNO3) con dei tappi alle estremità permeabili a ioni e acqua.[2] Alla chiusura del circuito esterno con un conduttore, al catodo avviene la semi-reazione di riduzione:

Cu²⁺_(aq) + 2e^- → Cu_(s)         E° = 0.34 V

per cui ioni Cu2+ scompaiono dalla soluzione e si depositano come metallo sulla lamina. All'anodo avviene la semi-reazione di ossidazione:

Zn_(s) → Zn²⁺_(aq) + 2 e-        E° = - 0.76 V

per cui dello zinco metallico si stacca dalla lamina raggiungendo la soluzione come ioni Zn2+. La reazione completa è:

Zn_(s) + Cu²⁺⁽_aq) → Zn²⁺⁽_aq) + Cu_(s)       ∆E° = 1.1 V

Per effetto di questa reazione nel comparto catodico mancherebbero cariche positive, mentre nel comparto anodico si avrebbe un eccesso di cariche positive. Il tutto però viene compensato perché gli ioni potassio (K+) e nitrato (NO3-) del ponte salino si spostano raggiungendo il compartimento catodico ed anodico, rispettivamente, ristabilendo l'elettroneutralità della soluzione.

La pila daniel, è una di quelle pile che non può essere considerata ricaricabile, ovvero applicando una voltaggio tale da far avvenire la reazione in senso opposto, il prodotto della celle Cu metallico si ossida a Cu²⁺ ma lo zinco presente ora in soluzione come Zn²⁺ non riesce a ridursi , perché al suo posto si scarica lo ione H⁺ riducendosi a  H_2.

Un tipo di pila reversibile è la pila Weston.

Nel prossimo post ci dedicheremo alla pila Weston