78964 - ELETTROCHIMICA T

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.

Contenuti

Fondamenti:

• Conduttori elettronici e ionici

• Elettroliti

• Celle elettrochimiche

• Leggi di Faraday

Conduzione elettrica negli elettroliti:

• Mobilità ionica

• Conduttanza

• Conducibilità e legge di Kohlrausch

• Trasporto

Interazioni Interioniche:

• Potenziale chimico

• Teoria di Debye-Hückel delle soluzioni

Potenziali degli elettrodi:

• Equazione di Nernst

• Potenziale elettrodo

• Potenziale standard

Trasporto di massa:

• Flusso

• Migrazione

• Diffusione

•Convezione

Struttura dell'interfaccia elettrodo-soluzione:

• Struttura dell'interfaccia elettrodo / soluzione

• doppio strato elettrico

• Potenziale elettrico sull'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, Zanichelli
• 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 frontali, esercizi e simulazioni al PC su alcune tematiche svolte durante le lezioni.

L'insegnamento potrà essere in parte erogato a distanza attraverso la piattaforma Microsoft TEAMS con il supporto di Microsoft 365.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

L’esame è scritto (3 ore). Lo scritto comprenderà 3 esercizi sugli argomenti svolti a lezione e 2 domande aperte. Saranno attribuiti 6 punti massimi per ogni esercizio/domanda. Saranno inoltre attribuiti 3 punti aggiuntivi: 1 per chi avrà risposto a entrambe le domande aperte, 1 per la capacità di esprimersi in termini scientifici appropriati e di orientarsi nell’ambito delle tematiche del corso, 1 per lo svolgimento ordinato e leggibile del compito.

Saranno fissati appelli ufficiali (vedere Alma Esami) o, eventualmente, appelli su richiesta di un congruo numero di studenti. Le richieste dovranno pervenire per email.

NB: Le modalità di verifica dell'apprendimento potranno subire variazioni in caso si protraggano le misure di prevenzione della diffusione del COVID-19. Eventuali variazioni saranno comunicate tempestivamente dal docente.

Strumenti a supporto della didattica

Videoproiettore, lavagna, computer portatile

Eventuali lezioni a distanza si terranno sulla piattaforma Teams facendo uso degli strumenti del pacchetto Microsoft 365

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Catia Arbizzani