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Elettrochimica

I potenziali di riduzione L’elettrodi standard ed i potenziali standard Equazione di Nerst Le Pile Pila Daniell Pila ad acido Elettrodi Elettrodi inerti Forza elettromotrice della pila La pila e l’equilibrio chimico Attacco dei metalli Corrosione e protezione

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Presentation Transcript

  1. I potenziali di riduzione L’elettrodi standard ed i potenziali standard Equazione di Nerst Le Pile Pila Daniell Pila ad acido Elettrodi Elettrodi inerti Forza elettromotrice della pila La pila e l’equilibrio chimico Attacco dei metalli Corrosione e protezione Spostamento dell’equilibrio pHmetro Elettrochimica

  2. Attacco dei metalli Cu + H+ Fe + H+ Au + H+ Zn + H+ Al + H+ Ag + H+ Cu 2+ + 2e- Cu 2H+ + 2e - H2

  3. F2(g) + 2H+ + 2e- <==> 2HF F2(g) + 2e- <==> 2F- H2N2O2(g) + 2H+ + 2e- <==> N2 + 2H2O O(g) + 2H+ + 2e- <==> H2O FeO42-(aq) + 8H+ + 3e- <==> Fe3+(aq) + 4H2O F2O(g) + 2H+ + 4e- <==> H2O2 + 2F- S2O82-(aq) + 2H+ + 2e- <==> 2HSO4-(aq) O3(g) + 2H+ + 2e- <==> O2(g) + H2O S2O82-(aq) + 2e- <==> 2SO42-(aq) Ag2+(aq) + e- <==> Ag+(s) NiO2(s) + 4H+ + 2e- <==> Ni2+(aq) + 2H2 Co3+(aq) + e- <==> Co2+(aq) H2O2 + 2H+ + 2e- <==> 2H2O CeOH3+(aq) + H+ + 3e- <==> Ce3+(aq) + H2O BiO3-(aq) + 6H+ + 2e- <==> Bi3+(aq) + 3H2O PbO2(s) + SO42- + 4H+ + 2e- <==> PbSO4(s) + 2H2O Au+(aq) + e- <==> Au(s) +3.053 Potenziali standard di riduzione +2.866 +2.650 +2.420 +2.200 +2.153 +2.123 +2.070 +2.050 +1.987 +1.930 +1.842 +1.780 +1.715 +1.700 +1.685 +1.680

  4. Semi-Reazione F2(g) + 2e- <==> 2F- S2O82-(aq) + 2H+ + 2e- <==> 2HSO4-(aq) O3(g) + 2H+ + 2e- <==> O2(g) + H2O S2O82-(aq) + 2e- <==> 2SO42-(aq) Ag2+(aq) + e- <==> Ag+(s) Co3+(aq) + e- <==> Co2+(aq) H2O2 + 2H+ + 2e- <==> 2H2O BiO3-(aq) + 6H+ + 2e- <==> Bi3+(aq) + 3H2O PbO2(s) + SO42- + 4H+ + 2e- <==> PbSO4(s) + 2H2O Au+(aq) + e- <==> Au(s) MnO4-(aq) + 4H+ + 3e- <==> MnO2(s) + 2H2O HClO2 + 2H+ + 2e- <==> HClO + H2O HClO2 + 3H+ + 3e- <==> 1/2Cl2 + 2H2O HClO(aq) + H+ + e- <==> 1/2Cl2(g) + H2O +1.700 E° (V) +2.866 +1.685 +1.680 +2.123 +1.679 +2.070 +2.050 +1.645 +1.987 +1.628 +1.842 +1.611 +1.780

  5. MnO4-(aq) + 5H+ + 5e- <==> Mn2+(aq) + 4OH- BrO3-(aq) + 6H+ + 5e- <==> 1/2Br2 + 3H2O HClO(aq) + H+ + 2e- <==> Cl-(aq) + H2O ClO3-(aq) + 6H+ + 5e- <==> 1/2Cl2 + 3H2O PbO2(s) + H+ + 2e- <==> Pb2+(aq) + 2H2O ClO3-(aq) + 6H+ + 6e- <==> Cl- + 3H2O Au(OH)3(s) + 3H+ + 3e- <==> Au(s) + 3H2O Ce4+(aq) + e- <==> Ce3+(aq) BrO3-(aq) + 6H+ + 6e- <==> Br- + 3H2O Au3+(aq) + 3e- <==> Au(s) ClO4-(aq) + 8H+ + 7e- <==> 1/2Cl2 + 4H2O ClO4-(aq) + 8H+ + 8e- <==> Cl- + 4H2O Cl2(g) + 2e- <==> 2Cl- HCrO42-(aq) + 7H+ + 3e- <==> Cr3+(aq) + 4H2O +1.507 +1.423 +1.420 +1.482 +1.390 +1.482 +1.389 +1.470 +1.358 +1.460 +1.350 +1.451 +1.450 +1.440

  6. +1.232 +1.229 O2(g) + 4H+ + 4e- <==> 2H2O MnO2(s) + 4H+ + 2e- <==> Mn2+(aq) + 2H2O ClO3-(aq) + 3H+ + 2e- <==> HClO2 + H2O 2IO3-(aq) + 12H+ + 10e- <==> I2 + 6H2O ClO4-(aq) + 2H+ + 2e- <==> ClO3- + H2O ClO3-(aq) + 2H+ + e- <==> ClO2 + H2O Cu2+(aq) + 2CN- + e- <==> CuCN2-(aq) +1.224 +1.214 +1.195 +1.189 +1.152 +1.120

  7. Elettrodo standard di riferimento 2H+ + 2e- H2 E0=0 L’unità di misura della tendenza una specie a ridursi è quella del potenziale elettrico, che si misura in VOLT

  8. Potenziali standard di riduzione Tutti le specie che hanno un potenziale di riduzione Minore di zero vengono ossidate da ioni H+ Tutte le specia che hanno un potenziali di riduzione Maggiore di zero NON vengono ossidate da H+

  9. Potenziali standard di riduzione Ogni ione puo’ OSSIDARE (ovvero fare avvenire la rezione in senso inverso a quello del potenziale di riduzione) tutte le specie che hanno un potenziale di riduzione più basso

  10. MnO4-(aq) + 5H+ + 5e- <==> Mn2+(aq) + 4OH- BrO3-(aq) + 6H+ + 5e- <==> 1/2Br2 + 3H2O HClO(aq) + H+ + 2e- <==> Cl-(aq) + H2O ClO3-(aq) + 6H+ + 5e- <==> 1/2Cl2 + 3H2O PbO2(s) + H+ + 2e- <==> Pb2+(aq) + 2H2O ClO3-(aq) + 6H+ + 6e- <==> Cl- + 3H2O Au(OH)3(s) + 3H+ + 3e- <==> Au(s) + 3H2O Ce4+(aq) + e- <==> Ce3+(aq) BrO3-(aq) + 6H+ + 6e- <==> Br- + 3H2O Au3+(aq) + 3e- <==> Au(s) ClO4-(aq) + 8H+ + 7e- <==> 1/2Cl2 + 4H2O ClO4-(aq) + 8H+ + 8e- <==> Cl- + 4H2O Cl2(g) + 2e- <==> 2Cl- HCrO42-(aq) + 7H+ + 3e- <==> Cr3+(aq) + 4H2O +1.507 +1.423 +1.420 +1.482 +1.390 +1.482 +1.389 +1.470 +1.358 +1.460 +1.350 +1.451 +1.450 +1.440

  11. Potenziali standard di riduzione La tabella dei potenziali puo’ leggersi anche in senso inverso. Ogni specie ridotta (a destra nella semireazione) che si trova in basso nella Tabella puo’ Ridurre tutte le specie che hanno un potenziale di riduzione più alto

  12. MnO4-(aq) + 5H+ + 5e- <==> Mn2+(aq) + 4OH- BrO3-(aq) + 6H+ + 5e- <==> 1/2Br2 + 3H2O HClO(aq) + H+ + 2e- <==> Cl-(aq) + H2O ClO3-(aq) + 6H+ + 5e- <==> 1/2Cl2 + 3H2O PbO2(s) + H+ + 2e- <==> Pb2+(aq) + 2H2O ClO3-(aq) + 6H+ + 6e- <==> Cl- + 3H2O Au(OH)3(s) + 3H+ + 3e- <==> Au(s) + 3H2O Ce4+(aq) + e- <==> Ce3+(aq) BrO3-(aq) + 6H+ + 6e- <==> Br- + 3H2O Au3+(aq) + 3e- <==> Au(s) ClO4-(aq) + 8H+ + 7e- <==> 1/2Cl2 + 4H2O ClO4-(aq) + 8H+ + 8e- <==> Cl- + 4H2O Cl2(g) + 2e- <==> 2Cl- HCrO42-(aq) + 7H+ + 3e- <==> Cr3+(aq) + 4H2O +1.507 +1.423 +1.420 +1.482 +1.390 +1.482 +1.389 +1.470 +1.358 +1.460 +1.350 +1.451 +1.450 +1.440

  13. Equazione di Nerst Cu2+ + 2e- Cu PbO2+ 4H+ +2e- Pb2+ + 2H2O

  14. Equazione di Nerst Cu2+ + 2e- Cu PbO2+ 4H+ +2e- Pb2+ + 2H2O [Pb 2+] E= E0-0,059 log [H+]4 2

  15. Spontaneità di una reazione di ossidoriduzione Cu2+ + Zn Cu + Zn 2+

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