Elettromagnetismo - elettrochimica
Supporto teorico
Nozioni d'elettrochimica


N.Capitolo
1Richiami sulle reazioni d'ossidoriduzione
2Spontaneità e non spontaneità
3Esempi di reazione redox spontanea e non
4Agente ossidante e riducente
5Le celle elettrolitiche
6Il concetto di semicella
7La conduzione elettrolitica
8Setto poroso e ponte salino
9Il potenziale assoluto di semicella
10Giustificazione del funzionamento di una pila
11L'elettrodo normale a idrogeno
12La scala dei potenziali standard
13Significato dei potenziali standard
14Anodo e catodo
15Rappresentazione IUPAC di una pila
16F.e.m. di una pila
17Pile in serie e parallelo
18Prevedere una reazione redox
19Cenni sull'equazione di Nernst
20Ordine di scarica delle specie agli elettrodi
21L'elettrolisi dell'acqua

Le pile sia storiche che commerciali costituiscono un corposo capitolo dell'elettrochimica, cioè di quella branca della chimica che ha come oggetto di studio le relazioni tra elettricità ed effetti chimici.

Normalmente il verificarsi di una reazione chimica è accompagnata da liberazione o assorbimento di calore e da nessun'altra forma di energia. Ma ci sono delle reazioni che, quando costrette ad avvenire in modo opportuno, liberano energia sotto forma di corrente elettrica, che a sua volta può essere utilizzata con qualche perdita per compiere lavoro. Queste reazioni chimiche sono alla base del funzionamento di una pila. Infatti una pila è un convertitore di energia chimica in energia elettrica.

Quando si parla di pile si fa riferimento ad uno di quegli strumenti che hanno completamente rivoluzionato la scienza, aprendo in alcuni casi la strada per nuove scoperte e rami scientifici. Si pensi, a titolo d'esempio, che l'osservazione di Oersted sul legame tra corrente elettrica e campo magnetico (1820), l'invenzione dell'elettrocalamita (Sturgeon, 1825), gli esperimenti di Ampère (1820) sull'attrazione tra conduttori percorsi da corrente e di Faraday (1831) sull'induzione rappresentano solo alcune delle grandi conquiste scientifiche raggiunte impiegando la pila, "il più meraviglioso strumento inventato dal genere umano", per usare le parole di Domonique F. Arago. Per questo motivo tale oggetto, inventato da Alessandro Volta e successivamente sempre più perfezionato (evoluzione della pila), non solo è un dei più conosciuti della storia della scienza, ma è per di più un componente oggigiorno essenziale per un infinità di macchinari.

I 21 capitoli che seguono costituiscono un percorso graduale per richiamare le principali nozioni di base necessarie per capire in generale il funzionameto di una pila elettrochimica e le particolarità costruttive delle pile e degli altri apparati del Vecchio Gabinetto di Fisica presenti nella Sottosezione d'Elettrochimica del Museo virtuale. Nelle schede di questi strumenti si fa infatti largo uso dei concetti e delle notazioni d'elettrochimica per meglio sintetizzarne la descrizione e il principio di funzionamento. Vista l'importanza didattica che ha il Museo virtuale, gli argomenti trattati sono gli stessi che si affrontano nel corso di Chimica ed è per questo motivo che questo supporto teorico è stato sviluppato più di quanto strettamente necessario.