Le celle elettrochimiche e i loro tipi
Le celle elettrochimiche sono composte da due elettrodi, in genere costituiti da conduttori metallici in contatto con un conduttore ionico noto come elettrolita. Questi elettroliti possono essere sia soluzioni ioniche che sali allo stato fuso come NaCl o KBr.
Le celle elettrochimiche sono formate da due semicelle, ciascuna delle quali contiene un elettrodo immerso in un elettrolita. Le due semicelle sono collegate da un ponte salino e possono contenere lo stesso elettrolita o elettroliti diversi.
Le celle elettrochimiche possono essere di due tipi principali: celle galvaniche e celle di elettrolisi. Le celle galvaniche coinvolgono reazioni spontanee che convertono l’energia chimica in energia elettrica, mentre le celle di elettrolisi coinvolgono reazioni non spontanee che convertono l’energia elettrica in energia chimica.
Le celle galvaniche comportano la conversione di energia chimica in energia elettrica, con reazioni di ossidoriduzione spontanee. L’anodo è l’elettrodo negativo e il catodo quello positivo, e gli elettroni sono forniti dalla specie che si ossida e si muovono dall’anodo al catodo attraverso un circuito esterno. Un esempio tipico di cella galvanica è la pila Daniell.
La notazione per una cella galvanica prevede che la semicella in cui avviene la semireazione di ossidazione venga scritta a sinistra, mentre la semicella in cui avviene la semireazione di riduzione viene scritta a destra. Gli elettroni si muovono attraverso il circuito esterno dal catodo all’anodo, mentre il ponte salino mantiene l’elettroneutralità tra le due semicelle.
Le celle di elettrolisi coinvolgono reazioni non spontanee, come nel caso di una cella in cui il cloruro di calcio fuso viene decomposto nei suoi elementi. Gli elettroni si muovono dalla batteria al catodo, dove gli ioni calcio si riducono a calcio metallico, mentre al anodo avviene l’ossidazione degli ioni cloruro a cloro. Questo tipo di cella può essere rappresentato con la notazione Pt│Cl-│Cl2ǁCa2+│Ca│Pt.
In conclusione, le celle elettrochimiche possono essere di diversi tipi e vengono utilizzate in numerose applicazioni, dalla produzione di energia all’industria chimica.
