Le celle elettrochimiche sono costituite da una fase liquida in grado di condurre corrente elettrica, contenente elettroliti, all’interno della quale si trovano due elettrodi collegati a un circuito esterno. Questo permette lo scambio di elettroni tra la fase liquida e il circuito esterno. Le celle elettrochimiche possono essere galvaniche o di elettrolisi e sono composte da due semicelle separate collegate da un ponte salino che garantisce l’elettroneutralità delle soluzioni.
Nel caso di una cella elettrochimica basata sul processo redox globale Cd(s) + 2 Fe^3+(aq) ⇌ Cd^2+(aq) + 2 Fe^2+(aq), le semireazioni di riduzione presentano potenziali normali di riduzione distinti. Poiché la somma dei potenziali è positiva, la reazione avviene spontaneamente. Questo tipo di reazione può essere sfruttato per una cella galvanica, dove l’energia chimica viene convertita in energia elettrica.
La rappresentazione di una cella elettrochimica avviene tramite un diagramma che indica le specie coinvolte nella reazione di ossidoriduzione e la direzione del flusso di corrente. La convenzione stabilita dalla IUPAC prevede di indicare a sinistra la semicella dell’ossidazione (anodo) e a destra quella della riduzione (catodo). Ad esempio, una cella con un elettrodo di rame immerso in una soluzione di ioni Cu^2+ e un elettrodo di argento immerso in una soluzione di ioni Ag^+ è rappresentata come: Cu|Cu^2+||Ag^+|Ag.
È importante indicare anche le concentrazioni degli ioni presenti in soluzione per una corretta rappresentazione della cella elettrochimica. Questi passaggi sono essenziali per comprendere il funzionamento e la reazione che avviene all’interno di una cella elettrochimica.
