- Docente: Massimo Marcaccio
- Crediti formativi: 6
- SSD: CHIM/02
- Lingua di insegnamento: Italiano
- Moduli: Massimo Marcaccio (Modulo 1) Catia Arbizzani (Modulo 2)
- Modalità didattica: Convenzionale - Lezioni in presenza (Modulo 1) Convenzionale - Lezioni in presenza (Modulo 2)
- Campus: Bologna
- Corso: Laurea in Ingegneria chimica e biochimica (cod. 8887)
Conoscenze e abilità da conseguire
Al termine del corso lo studente possiede le conoscenze di base dellelettrochimica, in particolare conosce gli aspetti termodinamici e cinetici dei processi elettrodici ed i fondamenti del trasporto e delle interazioni di specie elettricamente cariche. Lo studente apprende come applicare queste conoscenze nel campo dellenergetica elettrochimica e della corrosione dei materiali.
Contenuti
Fondamenti:
• Conduttori elettronici e ionici
• Elettroliti
• Celle elettrochimiche
• Leggi di Faraday
Conduzione elettrica negli elettroliti:
• Mobilità ionica
• Conduttanza
• Conduttività e legge di Kohlrausch
• Trasporto
Interazioni interioniche:
• Il potenziale chimico
• La teoria di Debye-Hückel delle soluzioni ioniche
Potenziali elettrodici:
• Equazione di Nernst
• Potenziali elettrodici
• Potenziali standard
Trasporto di massa:
• Flusso
• Migrazione
• Diffusione
• Relazione di Einstein
• Convezione
Struttura interfaccia elettrodo-soluzione:
• L'interfaccia elettrodo/elettrolita
• Struttura dell'interfaccia: doppio strato elettrico
• Il potenziale elettrico all'interfaccia
• Interfacce polarizzabili e non polarizzabili
• Elettrodi semiconduttori
Elementi di cinetica chimica ed elettrodica:
• Richiami di cinetica chimica
• Meccansimi di reazione
• Teoria dello stato di transizione
• La sovratensione
• Cinetica del trasferimento elettronico eterogeneo ed equazione di Butler-Volmer
• Effetto del trasporto di massa
• Teoria di Marcus del trasferimento elettronico
Tecniche di Indagine Elettrochimica:
• Legge di Cottrell e cronoamperometria
• voltammetria a scansione lineare di potenziale
• voltammetria ciclica di specie in soluzione e adsorbite su superficie
• Spettroscopia di Impedenza Elettrochimica (EIS)
• Tecniche elettrochimiche accoppiate a tecniche spettroscopiche (assorbimento ed emissione)
•Meccanismi di reazione elettrochimicamente indotti
• Sorgenti di energia elettrochimica
• Elettrocatalisi
• Celle a combustibile
• Sensori elettrochimici
• Corrosione
Testi/Bibliografia
• Appunti e slide di lezione
• CHIMICA FISICA, P. Atkins e J. de Paula, 4 ed., Zanichelli, 2004
• ELECTROCHEMISTRY, C.H. Hamann, A. Hamnett e W. Vielstich, 2 ed., Wiley-VCH, 2007
• Electrochemical Methods - Fundamentals and Applications, A. J. Bard, L. R. Faulkner, Wiley (II edition), 2001
Metodi didattici
Lezioni ed esercitazioni in aula;
esercitazioni/dimostrazioni di laboratorio su alcune tematiche svolte durante le lezioni.
Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento
La verifica dell'apprendimento dei contenuti del corso consisterà in un esame orale su argomenti svolti a lezione.
La durata della prova orale è mediamente di 40-50 minuti.
Strumenti a supporto della didattica
Videoproiettore;
lavagna;
calcolatore portatile.
Orario di ricevimento
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