Elettrochimica

A.A. 2020/2021
6
Crediti massimi
56
Ore totali
SSD
CHIM/02
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
Scopo dell'insegnamento e' introdurre gli studenti a temi specifici dell'elettrochimica, richiamando i concetti base, sia termodinamici sia cinetici, presentando e discutendo aspetti connessi alle soluzioni elettrolitiche ed ai nuovi materiali elettrodici; ai semiconduttori; alle membrane a scambio ionico, con particolare riguardo ai processi innovativi applicati alla conversione dell'energia ed ai trattamenti ambientali.
Risultati apprendimento attesi
Lo studente sapra' definire e calcolare i potenziali dei semielementi galvanici e di cella, comprendere i parametri che incidono sulle sovratensioni, l'effetto del solvente e dell'elettrolita, ed i parametri fondamentali della legge limite di Debye-Huckel; sapra' utilizzare l'equazione di Butler Volmer e della retta di Tafel. Comprendera' l'uso di semiconduttori come elettrodi. Padroneggera' i processi di conversione dell'energia e dei processi a membrana
Programma e organizzazione didattica

Edizione unica

Responsabile
Periodo
Secondo semestre
Nel caso in cui il secondo semestre dell'anno accademico sia ancora interessato dal problema Covid si terranno tutte le ore del corso, sia di lezione frontale (40 ore) sia di laboratorio (16 ore), in modalità sincrona a distanza. Se la fase emergenziale è finita si terranno le lezioni in modalità tradizionale.
Programma
Richiamo dei concetti elettrochimici di base. Potenziale Volta, di superficie e Galvani. L'equazione di Nernst. Il doppio strato elettrico: formazione e parametri. Legge limite di Debye-Huckel: discussione e campi applicazione. Termodinamica dell'interfase: la curva elettrocapillare, i modelli del doppio strato elettrico: Helmholtz; Guy-Chapman, Stern, e la capacità del doppio strato. Cinetica elettrochimica: equazione di Butler Volmer e retta di Tafel. Reazioni multielettroniche e multistep. Corrente limite. Elettrodi a semiconduttori: il piegamento delle bande. La fotoelettrochimica. Sistemi avanzati di conversione dell'energia. Processi a membrana: elettrodialisi ed elettro-elettrodialisi. I diagrammi di Pourbaix

Esperienze di laboratorio
La conversione di energia: elettrolisi dell'acqua e pila a combustibile. Elettrodeposizione di rame. Elettro-elettrodialisi di una soluzione di solfato di sodio. Elettrossidazione di inquinante organico.
Prerequisiti
Conoscenza della termodinamica e della cinetica chimica ed elettrochimica.
Metodi didattici
lezione frontale
sito ariel
Materiale di riferimento
Website
http://ariel.unimi.it/

Verranno messe a disposizione sulla piattaforma ARIEL le presentazioni Power Point discusse a lezione.
Testi raccomandati:
- J.O.M. Bockris, A.K.N. Reddy "Modern Electrochemistry - 2A" Kluwer Academic Publishers;
- M. A. Brett and A. M. Oliveira Brett, "ELECTROCHEMISTRY: Principles, Methods, and Applications" Oxford University Press.
- Allen J. Bard, Larry R. Faulkner; "ELECTROCHEMICAL METHODS: Fundamentals and Applications" - Wiley and Sons INC, New York.
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
Orale: verrà verificata la capacità di presentare, commentare e discutere i fenomeni e le equazioni presentate a lezione; verrà chiesto di discutere i grafici presentati a lezione, in relazione ai fenomeni elettrochimici che li determinano. Sarà richiesta la capacità di risolvere esercizi e problemi connessi ai temi svolti. Verranno discussi i risultati ottenuti nelle prove di laboratorio.
CHIM/02 - CHIMICA FISICA - CFU: 6
Laboratori: 16 ore
Lezioni: 40 ore
Docente: Vertova Alberto
Docente/i
Ricevimento:
mercoledì ore 14-16; venerdì ore 14-16
Dipartimento di Chimica - sezione di Elettrochimica 2° piano