Celle elettrochimiche: risoluzione degli esercizi pratici
Le celle elettrochimiche, che includono sia le celle galvaniche che quelle di elettrolisi, hanno una struttura che prevede due elettrodi immersi in una fase liquida conduttrice di corrente elettrica. Questi elettrodi sono collegati a un circuito esterno, permettendo lo scambio di elettroni tra la fase liquida e il circuito esterno.
Prima di procedere con la modellazione delle celle elettrochimiche, è essenziale identificare le semireazioni che avvengono ai due elettrodi e determinare quali elettrodi agiscono da anodi e da catodi. Qui di seguito, vengono proposti esercizi pratici con la relativa soluzione dettagliata.
Esercizi
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Primo esercizio:
In una cella galvanica a due semicelle, troviamo una lamina di stagno immersa in una soluzione di acido solforico nella prima semicella, mentre nella seconda semicella c’è un elettrodo di platino immerso in una soluzione di acido nitrico.
Dopo il collegamento dei due elettrodi tramite un filo e delle due soluzioni tramite un ponte salino, si verifica una conversione di energia chimica in energia elettrica, con la formazione di monossido di azoto sull’elettrodo di platino.
Le semireazioni che si verificano sono:
Sn → Sn²⁺
NO₃⁻ → NO
Dato che la semireazione di riduzione avviene sull’elettrodo di platino, questo funge da catodo, mentre quella di ossidazione avviene sull’elettrodo di stagno, che agisce da anodo.
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Secondo esercizio:
Una cella galvanica comprende due semicelle. Nella prima semicella è presente una soluzione di permanganato in acido solforico diluito con un elettrodo di platino, mentre nella seconda c’è una soluzione di ione stagno (II) in acido solforico diluito con un elettrodo di platino.
Dopo il collegamento dei due elettrodi tramite un filo e delle due soluzioni tramite un ponte salino, avviene una conversione di energia chimica in energia elettrica, con la seguente reazione:
MnO₄⁻(aq) + Sn²⁺(aq) + H⁺(aq) → Mn²⁺(aq) + Sn⁴⁺(aq) + H₂O(l)
Anche in questo caso, le semireazioni sono analizzate per determinare l’anodo e il catodo, così come quali elettrodi sono positivi e quali negativi.
In entrambi gli esercizi, la metodologia di risoluzione viene dettagliatamente esposta, offrendo una comprensione esaustiva delle reazioni elettrochimiche coinvolte.
