L’elettrochimica è una branca della chimica che si occupa dello studio delle reazioni che coinvolgono lo scambio di elettroni, noto come reazioni di ossidoriduzione. Per risolvere gli esercizi di elettrochimica con successo, è fondamentale comprendere concetti chiave come i potenziali normali di riduzione, le celle elettrochimiche, le leggi di Faraday, l’equazione di Nernst, l’energia libera di Gibbs e la costante di equilibrio.
Ecco alcuni esercizi comuni di elettrochimica che richiedono l’applicazione di vari concetti:
– Verifica della conservazione di una soluzione di solfato di rame (II) in un recipiente di zinco: utilizzando i potenziali normali di riduzione del rame e dello zinco, si può determinare che la soluzione di solfato di rame (II) non può essere conservata in un recipiente di zinco.
– Calcolo del numero di elettroni in un passaggio di corrente: mediante formule e calcoli appropriati, è possibile determinare il numero di elettroni che attraversano un filo metallico quando una certa corrente viene fatta passare per un determinato periodo.
– Calcolo della massa di nichel depositata al catodo: calcolando la quantità di nichel depositata al catodo in base alla corrente e al tempo trascorso.
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Nel contesto di una cella elettrochimica, il nichel si deposita al catodo attraverso la reazione Ni2+ + 2 e– → Ni. Un’ulteriore applicazione pratica riguarda il calcolo del potenziale di un elettrodo a idrogeno immerso in una soluzione con pH=10, dove si utilizza l’equazione di Nernst per determinare il potenziale.
Un altro esercizio comune consiste nel calcolare il potenziale di una cella con una specifica reazione redox e nella determinazione della variazione di energia libera in una cella elettrochimica, inclusa la relativa costante di equilibrio.
