78964 - ELETTROCHIMICA T

Scheda insegnamento

Anno Accademico 2018/2019

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso lo studente possiede le conoscenze di base dell’elettrochimica, 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 dell’energetica elettrochimica e della corrosione dei materiali.

Programma/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

Applicazioni:
• 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 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

Consulta il sito web di Massimo Marcaccio

Consulta il sito web di Catia Arbizzani