Volume 1

MODULO E S S + 2 e MnO4 +5 e + 8 H+ Mn++ + 4 H2O Moltiplichiamo le due semi-reazioni in modo da pareggiare gli elettroni coinvolti e sommiamo le due semi-reazioni tra loro: 5 (S S + 2 e ) 2 (MnO4 + 5 e + 8 H+ Mn++ + 4 H2O) 14. 2 U. 14 - Le reazioni di ossidoriduzione A questo punto si riscrive la reazione globale riportando i coefficienti davanti alle rispettive specie chimiche e si bilanciano gli elementi che non sono stati coinvolti nella reazione redox ottenendo l equazione (14.11). 5 S + 2 MnO4 + 10 e + 16 H+ 5 S + 2 Mn++ + 8 H2O + 10 e Potenziali normali di ossidoriduzione Possiamo costruire pile con catodo costituito da metalli differenti. Osserviamo che la ddp (differenza di potenziale) registrata è sempre diversa, questo ci dimostra che gli elettroni hanno maggiore o minore tendenza a trasferirsi al catodo: ciò è da mettere in relazione al tipo di metallo di cui è costituito. Allo stesso modo possiamo costruire pile modificando solo il metallo dell anodo e lasciando invariato quello al catodo. Misuriamo sempre ddp differenti. Per poter stabilire con quale forza un elemento ha tendenza ad attrarre a sé gli elettroni si è deciso di utilizzare un elettrodo di riferimento cui, per convenzione, si assegna valore 0 (zero). Questo elettrodo di riferimento è quello a idrogeno e la reazione che si verifica è: 2 H + + 2 e H 2 comportandosi quindi da catodo (elettrodo positivo). A questo elettrodo di H2 sono stati collegati i diversi metalli e si è preso nota dei valori registrati. In Tabella 14.1 sono riportati i potenziali normali di ossidoriduzione di alcuni elementi e di altri composti. Come si può osservare dalla Tabella 14.1, se gli elementi hanno più tendenza a ridursi rispetto allo ione idrogeno, assumono potenziali positivi; al contrario se hanno minore tendenza alla riduzione assumono potenziali negativi. 14. 3 Pila a secco La Pila di Daniell (che abbiamo preparato in laboratorio) ha un inconveniente: non è pratica da utilizzare. Per questo oggi vengono utilizzate pile che, pur basandosi sul principio della reazione spontanea di ossidoriduzione, sono di dimensioni contenute e non utilizzano soluzioni ioniche, ma gelatina (possono essere pile a stilo o a pastiglia e funzionare con un elettrolita salino o alcalino). Si tratta delle pile a secco Leclanché (Fig. 14.1). La pila a secco è costituita da una parte esterna di zinco con al centro un anima in grafite (carbonio) circondata da gel di biossido di manganese (MnO2), cloruro di zinco (ZnCl2) e cloruro di ammonio (NH4Cl). Lo zinco del rivestimento esterno funge da anodo, l anima di grafite da catodo. Le reazioni di ossidoriduzione sono: Figura 14.1. Pila Leclanché. Il polo negativo ( ) è Zn; il vero polo positivo (+) è formato da MnO2 mescolato a grafite. La bacchetta di grafite ha il suo compito di condurre elettroni. MnO2 mescolato a grafite (polvere) è il VERO POLO bastoncino di grafite NH4+ CI su gelatina manicotto di Zn setto poroso isolante 183