Obiettivi Formativi

L'elettrochimica è una branca della chimica-fisica ed ha ampie applicazioni nel campo della fisica, della biologia della medicina e dell'ingegneria, per esempio nello sviluppo di nuove batterie, della deposizione di metalli, nel controllo della corrosione e in procedure di analisi di laboratorio riguardati le acque, gli alimenti ed i fluidi del corpo. Il corso si propone di fare acquisire i principi fondamentali su cui sono basate le applicazione e tratterà di alcune di esse.

Metodi didattici

Il corso prevede 48 h di lezioni frontali.

Prerequisiti

Conoscenza di matematica, fisica, chimica generale e chimica fisica

Verifiche dell'apprendimento

L’esame Esame orale finale, che verterà su almeno tre argomenti, verificherà il raggiungimento delle conoscenze e la padronanza dei concetti acquisiti.

Programma del Corso

PROPRIETA’ DELLE SOLUZIONI ELETTROLITICHE (generalità): Definizione e tecniche sperimentali. Pile e elettrolisi: richiami. (2 ore) ELETTROLITI DEBOLI: Teoria di Arrhenius. Legge di diluizione di Ostwald. (3 ore) ELETTROLITI FORTI: Atmosfera ionica. Teoria di Debye - Hückel . Meccanismo della conducibilità. Associazione ionica. Conducibilità a frequenze di potenziale elevato. Coefficienti di attività. Legge limite di Debye - Hückel. Deviazioni dalla legge limite di Debye – Hückel. (7 ore) MOBILITA’ IONICHE: Migrazione indipendente degli ioni. Mobilità ioniche. Numeri di trasporto. Metodo di Hittorf. Metodo del confine mobile. Conducibilità ioniche. Solvatazione ionica. Mobilità degli ioni idrogeno e idrossido. Mobilità ioniche e coefficienti di diffusione. (3 ore) TERMODINAMICA DEI SISTEMI IONICI: Teorie degli ioni in soluzione. Modello di elettrostrizione di Drude e Nernst. Modello di Born. Trattazioni qualitative. (2 ore) CELLE ELETTROCHIMICHE e TECNICHE VOLTAMMETRICHE: Processi ossido-riduttivi chimici ed elettrochimici. La serie elettrochimica. Leggi di Faraday. Tensione di decomposizione. (5 ore) Generalità. Voltammetria ciclica. Applicazioni della voltammetria ciclica. Voltammetria differenziale pulsata. Applicazioni. Voltammetria differenziale pulsata. (8 ore) ELETTROCHIMICA DEI SISTEMI BIOLOGICI: Equilibrio Donnan. Membrana cellulare come conduttore elettrico. Potenziale di membrama a riposo. Misura del potenziale a riposo. Genesi del potenziale a riposo. Canali ionici. Pompa sodio-potassio. Equazione di Goldman- Hodgkin- Katz vs Equazione di Nerst. Sinapsi elettriche e sinapsi chimiche. (8 ore) ELETTRONICA MOLECOLARE: Teoria del trasferimento elettronico. Teoria di Marcus. Approccio quantomeccanico al trasferimento elettronico. Interazioni elettroniche tra subunità redox equivalenti in sistemi supramolecolari. L'effetto del ponte e delle interfacce. Superscambio elettronico. Sistemi a valenza mista e bande di intervalenza. (10 ore)