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CHIMICA/ Le celle elettrochimiche: nuove prospettive da una vecchia fiamma

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Foto: University College London  Foto: University College London

Le pile, le batterie dell’automobile, quelle del telefono o del notebook e chi ne he più ne metta, sono celle elettrochimiche. L’elettrochimica studia i processi chimici collegati all’utilizzo o alla generazione di corrente elettrica; processi elettrochimici sono utilizzati in tantissime produzioni: il rivestimento di un metallo con un altro come la doratura e l’argentatura, la zincatura; la produzione di cloro, sodio, alluminio, titanio; il trattamento superficiale che porta al cosiddetto alluminio anodizzato.

Le celle elettrochimiche sono essenzialmente formate da due superfici, nella maggior parte dei casi, metalliche, immerse in una soluzione salina. I sali in soluzione si scindono in ioni elettricamente positivi (cationi) e negativi (anioni). Alla superficie degli elettrodi gli ioni acquistano o perdono elettroni: reazioni di riduzione nel primo caso e di ossidazione nel secondo. In conclusione, una cella elettrochimica è costituita da due elementi conduttori, gli elettrodi, e un fluido ionico.Anche una fiamma può essere vista come un fluido ionico; infatti ad alta temperatura, 1000 o più gradi, gli atomi e le molecole tendo a perdere elettroni. La cosa è messa bene in evidenza se si pone una candela tra due piastre elettricamente cariche: il campo elettrico “attira” la fiamma deformandola.

Recentemente tre ricercatori del University College London, Atif Elahi, Toks Fowowe e Daren J. Caruana, hanno pubblicato su Angewandte der Chemie, una delle più vecchie riviste di chimica, l’articolo “Dynamic Electrochemistry in Flame Plasma Electrolyte” con una serie di misure elettrochimiche su una fiamma di idrogeno e ossigeno, in cui sono stati introdotti diversi ossidi metallici, posta tra due elettrodi opportunamente progettati. I loro esperimenti hanno messo in evidenza nuove proprietà della fiamma dimostrando come sia possibile controllare reazioni di ossido-riduzione sulla superficie degli elettrodi.

La possibilità di compiere processi elettrochimici senza un solvente fa prevedere delle applicazioni vantaggiose dovute al fatto che viene a cadere la forte limitazione, posta dal solvente, all’intervallo utilizzabile di tensione elettrica: 6 volt al massimo. Ciò permette l’accesso a reazioni chimiche che in soluzione non sono attualmente possibili.





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