Chimica

DEFINIZIONI E CONCETTI DI BASE Ioni, elettroliti e carica elettrica quantizzata. Transizione da conduzione elettronica a conduzione ionica in una cella. Celle elettrolitiche e celle galvaniche. Leggi di Faraday. Sistema di unità di misura. CONDUZIONE ELETTRICA E INTERAZIONI TRA IONI I fondamenti; Leggi empiriche della conduttività negli elettroliti; Mobilità ionica e trasporto secondo Hittorf. Teorie sulla conduttività: equazione di Debye-Hueckel-Onsager. Il concetto di attività dal punto di vista elettrochimico. Le proprietà degli elettroliti deboli. POTENZIALI ELETTRODICI E STRUTTURA DEL DOPPIO STRATO Potenziali di elettrodo e loro dipendenza da T, P e a. Elettrodi di riferimento e serie elettrochimica. Potenziali interliquido e potenziali di membrana. Il doppio strato e gli effetti di elettrocapillarità): in particolare i tre modelli di doppio strato secondo Helmholtz, Gouy-Chapman e Stern. I metodi di determinazione del pzc. CORRENTE ELETTRICA Potenziali d’elettrodo e flusso di corrente; sovratensioni. Il transfer elettronico e il modello del complesso attivato. L’equazione di Butler-Volmer e i limiti a basso e alto campo. Sovratensione da concentrazione e i problemi associati alla diffusione ionica. Diffusione stazionaria, non-stazionaria planare e sferica, microelettrodi. Altri problemi di cinetica elettrochimica. Cenni su Adsorbimento, Isoterme di Adsorbimento, e Elettrocristallizzazione con e senza diffusione sulla superficie. CELLE GALVANICHE E ALTRE APPLICAZIONI INDUSTRIALI Fondamenti dei processi elettrochimici industriali. Celle d’elettrolisi, separatori e membrane. Sistemi elettrosintetici ed elettrocatalitici. Elettrodeposizione di metalli e di semiconduttori (anche in sistemi nanostrutturati). Trattamento delle acque, elettroforesi, elettrodialisi. Proprietà delle batterie e degli accumulatori ricaricabili. Esempi di batterie. Le celle a combustibile (“fuel cells”) e le loro applicazioni. CORROSIONE Termodinamica: i diagrammi di Pourbaix per vari metalli. La cinetica della corrosione. Esempi di corrosione.

Conoscenza della chimica di base, chimica fisica, matematica di base e fisica dell'elettromagnetismo

ELECTROCHEMISTRY (II Edizione) di Hamann, Hamnett e Vielstich-Wiley VCH (531 pagine)

Il corso di Elettrochimica si svolge nelle modalita' frontale e a distanza per tutta la sua durata e consiste nella spiegazione dei diversi argomenti presentati su slides di PowerPoint. Per la modalita' a distanza si usa Google Meet con un link di ingresso al corso da definire

Il corso di Elettrochimica si svolge in un semestre con frequenza di due lezioni a settimana. La durata della lezione e' di due ore continuate.

L'esame consiste nella sola prova scritta. In questa prova lo studente deve dimostrare con l'ausilio soltanto di carta e penna di aver compreso i concetti presentati nel corso. L'esame consiste in una prova scritta di durata massima di 3 ore. Il numero totale delle domande e' tre. Durante la prova e' tassativamente vietato l'uso di appunti del corso, testi, computer e smartphone. Su ogni foglio consegnato va apposto il nome ed il cognome dell'esaminando/a.

Articoli scientifici a carattere prevalentemente didattico su argomenti specifici del corso

Il corso di Elettrochimica si svolge nelle modalita' frontale e a distanza per tutta la sua durata e consiste nella spiegazione dei diversi argomenti presentati su slides di PowerPoint. Per la modalita' a distanza si usa Google Meet con un link di ingresso al corso da definire

DEFINIZIONI E CONCETTI DI BASE Ioni, elettroliti e carica elettrica quantizzata. Transizione da conduzione elettronica a conduzione ionica in una cella. Celle elettrolitiche e celle galvaniche. Leggi di Faraday. Sistema di unità di misura. CONDUZIONE ELETTRICA E INTERAZIONI TRA IONI I fondamenti; Leggi empiriche della conduttività negli elettroliti; Mobilità ionica e trasporto secondo Hittorf. Teorie sulla conduttività: equazione di Debye-Hueckel-Onsager. Il concetto di attività dal punto di vista elettrochimico. Le proprietà degli elettroliti deboli. POTENZIALI ELETTRODICI E STRUTTURA DEL DOPPIO STRATO Potenziali di elettrodo e loro dipendenza da T, P e a. Elettrodi di riferimento e serie elettrochimica. Potenziali interliquido e potenziali di membrana. Il doppio strato e gli effetti di elettrocapillarità): in particolare i tre modelli di doppio strato secondo Helmholtz, Gouy-Chapman e Stern. I metodi di determinazione del pzc. CORRENTE ELETTRICA Potenziali d’elettrodo e flusso di corrente; sovratensioni. Il transfer elettronico e il modello del complesso attivato. L’equazione di Butler-Volmer e i limiti a basso e alto campo. Sovratensione da concentrazione e i problemi associati alla diffusione ionica. Diffusione stazionaria, non-stazionaria planare e sferica, microelettrodi. Altri problemi di cinetica elettrochimica. Cenni su Adsorbimento, Isoterme di Adsorbimento, e Elettrocristallizzazione con e senza diffusione sulla superficie. CELLE GALVANICHE E ALTRE APPLICAZIONI INDUSTRIALI Fondamenti dei processi elettrochimici industriali. Celle d’elettrolisi, separatori e membrane. Sistemi elettrosintetici ed elettrocatalitici. Elettrodeposizione di metalli e di semiconduttori (anche in sistemi nanostrutturati). Trattamento delle acque, elettroforesi, elettrodialisi. Proprietà delle batterie e degli accumulatori ricaricabili. Esempi di batterie. Le celle a combustibile (“fuel cells”) e le loro applicazioni. CORROSIONE Termodinamica: i diagrammi di Pourbaix per vari metalli. La cinetica della corrosione. Esempi di corrosione.

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L'esame consiste nella sola prova scritta. In questa prova lo studente deve dimostrare con l'ausilio soltanto di carta e penna di aver compreso i concetti presentati nel corso. L'esame consiste in una prova scritta di durata massima di 3 ore. Il numero totale delle domande e' tre. Durante la prova e' tassativamente vietato l'uso di appunti del corso, testi, computer e smartphone. Su ogni foglio consegnato va apposto il nome ed il cognome dell'esaminando/a.

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