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Serie elettrochimica

Che cos'è la serie elettrochimica?

La serie elettrochimica è la classificazione dei potenziali standard di riduzione di coppie in equilibrio redox.

I potenziali standard di riduzione indicano la tendenza di una coppia redox (Ox / Red) a subire il processo di riduzione:

Ox + n e- <==> Red

in cui:

  • Ox è una generica specie ossidata;
  • Red è una generica specie ridotta;
  • n e- rappresentano n elettroni scambiati tra la specie ossidata e la specie ridotta.

I valori dei potenziali standard di riduzione vengono calcolati scegliendo come elettrodo di riferimento un elettrodo standard ad idrogeno a cui è attribuito convenzionalmente il potenziale zero.

La serie elettrochimica (Tab. I seguente) ordina le coppie redox partendo dal massimo valore positivo rispetto all'elettrodo di idrogeno:

F2 + 2H+ + 2e- <==> 2 HF ; E° = +3,03 V

fino al massimo valore negativo:

Li+ + e- <==> Li ; E° = -3,05 V.

serie elettrochimica

Una determinata coppia redox agisce da ossidante su quelle che nella serie elettrochimica la seguono, mentre agisce da riducente su quelle che la precedono nella serie.

Facciamo un esempio: immergendo una barretta di zinco all'interno di una soluzione contenente ioni Cu2+, è possibile notare l'ossidazione dello zinco a Zn2+ (Zn(s) → Zn2+(aq) + 2e-) e la contemporanea riduzione degli ioni Cu2+ a rame metallico (Cu2+(aq) + 2e- → Cu(s) ).

pila daniell

Reazione spontanea tra Zn e ioni Cu2+.

Avviene questa reazione chimica in quanto la coppia redox (Cu2+(aq) + 2e- → Cu(s) : E° = +0,34 V) agisce da ossidante sulla coppia redox (Zn2+(aq) + 2e- → Zn ; E° = -0,76 V) che nella serie elettrochimica la segue.

Il processo complessivo è il seguente:

Zn + Cu2+ → Zn2+ + Cu

Se avessimo immerso una lamina di rame in una soluzione di ioni Zn2+ non si sarebbe avuta reazione.

In base a quanto detto F2 ossida tutti gli elementi riducenti della serie elettrochimica.

Concludendo, è possibile affermare che la serie elettrochimica consente di prevedere il senso delle reazioni che possono avvenire tra varie coppie redox.

Così, nel caso delle coppie

F2 + 2H+ + 2e- <==> 2 HF ; E° = +3,03 V

e

Li+ + e- <==> Li ; E° = -3,05 V

avviene la seguente reazione redox (bilanciata stechiometricamente):

F2 + + 2H+ + 2 Li → 2 HF + 2 Li+

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