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Le celle galvaniche, note anche come celle voltaiche, sono celle elettrochimiche in cui le reazioni redox spontanee producono energia elettrica. Quando si scrivono equazioni, è spesso conveniente separare le reazioni di ossidoriduzione in semireazioni per aiutare a bilanciare l’equazione complessiva ed evidenziare le effettive trasformazioni chimiche. D’altra parte, gli anodi e i catodi sono elettrodi negativi e positivi che rilasciano o acquistano elettroni durante le reazioni chimiche.
anodi e catodi
L’anodo è l’elettrodo negativo o riducente che rilascia elettroni al circuito esterno e viene ossidato durante la reazione elettrochimica. Nella maggior parte dei casi l’anodo è collegato al polo positivo del transito della corrente elettrica; Tuttavia non è sempre così. Un buon esempio di questa situazione può essere visto nelle batterie, dove la carica dell’anodo avviene sul polo positivo, mentre accade il contrario con le luci a LED, con l’anodo che qui è il polo negativo.
Nella maggior parte dei casi l’anodo può essere individuato dalla direzione che prende la corrente elettrica, apprezzandola come direzione di cariche libere. Ora, se il conduttore non è metallico, le cariche positive che si producono vengono trasferite al conduttore esterno.
Il catodo, dal canto suo, è l’elettrodo positivo o ossidante che acquista elettroni dal circuito esterno e si riduce durante la reazione elettrochimica. La carica dei catodi dipenderà dal dispositivo in cui si trova.
All’interno delle celle elettrolitiche , il mezzo di trasferimento dell’energia, non essendo un metallo ma un elettrolita, può coesistere con ioni negativi e positivi che si bilanciano in direzioni opposte. Tuttavia, si afferma che la corrente va dall’anodo al catodo.
Anodi e catodi nelle celle galvaniche
Le celle galvaniche, note anche come celle voltaiche, sono costituite da due mezze celle. Ogni semicella contiene un elettrodo metallico immerso in un elettrolita. Un circuito esterno collega i due elettrodi e un ponte salino collega le due soluzioni elettrolitiche. Gli elettroni fluiscono dall’anodo al catodo. La semireazione di ossidazione avviene all’anodo, mentre la semireazione di riduzione avviene al catodo.
Ad esempio, in una cella galvanica tra rame e magnesio si verifica al catodo la seguente semireazione: Cu 2+ + 2e – → Cu. E all’anodo si verifica la seguente semireazione: Mg → Mg 2+ + 2e –
Quando gli elettroni vengono persi durante l’ossidazione all’anodo, passano al circuito esterno per ridurre il catodo, generando corrente. Pertanto, quando l’anodo si ossida, la concentrazione di cationi aumenta nell’elettrolita. Allo stesso modo, quando il catodo si riduce, la concentrazione di anioni nell’elettrolita aumenta.
Per mantenere la neutralità elettrica, gli ioni attraversano il ponte salino. Quando i cationi vengono creati all’anodo, gli anioni si spostano dalla soluzione al lato dell’anodo utilizzando il ponte salino. Sul lato del catodo si creano anioni che fanno passare i cationi dal ponte salino alla soluzione sul lato del catodo. È importante ricordare che gli elettroni viaggiano attraverso i fili del circuito esterno e gli ioni viaggiano attraverso il ponte salino e le soluzioni.
Fontana
Atienza, M.; Fabbro, A.; Noguera, P.; Tortajada, L. e Morais, S. (sf). Celle galvaniche o voltaiche
Varela, I. Cosa sono l’anodo e il catodo? ergastolano.
