Pile e reazioni redox

Le reazioni con trasferimento di elettroni, chiamate redox, da una specie chimica che li cede (riducente) a una che li accetta (ossidante) sono esoergoniche, e vengono sfruttate commercialmente per produrre celle elettrochimiche o pile elettriche.

Pile e reazioni redox

La pila Daniell è costituita da due parti: ognuna di esse si chiama semicella (o semipila) ed è costituita da una lamina di metallo posta a contatto con una soluzione acquosa di sali ternari dei due metalli, che liberano gli ioni di zinco o rame rendendoli disponibili.

Pile e reazioni redox

Nella semicella con la lamina di zinco avviene la semireazione di ossidazione Zn(s) → Zn²⁺ + 2e^-

Gli elettroni prodotti creano un surplus di carica elettrica negativa e la lamina di zinco risulta essere il polo negativo (-). Questa parte della pila costituisce la semicella anodica. Man mano che la reazione avviene, ioni zinco vengono sottratti alla lamina, che si assottiglia nel tempo.

Pile e reazioni redox

Nella semicella con la lamina di rame avviene la semireazione di riduzione Cu²⁺(aq) + 2e^- → Cu

II consumo di elettroni determina una carenza di carica elettrica negativa e quindi la lamina di rame risulta essere il polo positivo (+). Questa parte della pila costituisce la semicella catodica. Mentre la reazione avviene, ioni rame vengono sottratti alla soluzione e la lamina di rame si ispessisce.

Pile e reazioni redox

La reazione redox complessiva è rappresentata in questo modo:

Per mantenere la neutralità elettrica nelle due soluzioni si usa un ponte salino con una soluzione di nitrato di potassio KNO₃ che rilascia ioni negativi (NO₃^-) nella soluzione anodica e ioni positivi (K⁺) nella soluzione catodica.

Pile e reazioni redox

La reazione redox complessiva è rappresentata in questo modo:

Per mantenere la neutralità elettrica nelle due soluzioni si usa un ponte salino con una soluzione di nitrato di potassio KNO₃ che rilascia ioni negativi (NO₃^-) nella soluzione anodica e ioni positivi (K⁺) nella soluzione catodica.

Pile e reazioni redox

II voltaggio di una pila o di una batteria è la differenza di potenziale

(d.d.p.) che esiste fra i due elettrodi. La differenza di potenziale si mi-

sura in volt (V).