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a Ciclo Unico
Scuola di Scienze
CHIMICA INDUSTRIALE
Insegnamento
CHIMICA FISICA INDUSTRIALE 2
SCN1037405, A.A. 2019/20

Informazioni valide per gli studenti immatricolati nell'A.A. 2019/20

Principali informazioni sull'insegnamento
Corso di studio Corso di laurea magistrale in
CHIMICA INDUSTRIALE
SC1170, ordinamento 2015/16, A.A. 2019/20
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Crediti formativi 6.0
Tipo di valutazione Voto
Denominazione inglese INDUSTRIAL PHYSICAL CHEMISTRY 2
Dipartimento di riferimento Dipartimento di Scienze Chimiche
Obbligo di frequenza No
Lingua di erogazione ITALIANO
Sede PADOVA
Corso singolo È possibile iscriversi all'insegnamento come corso singolo
Corso a libera scelta È possibile utilizzare l'insegnamento come corso a libera scelta

Docenti
Responsabile ABDIRISAK AHMED ISSE CHIM/02

Dettaglio crediti formativi
Tipologia Ambito Disciplinare Settore Scientifico-Disciplinare Crediti
CARATTERIZZANTE Discipline chimiche CHIM/02 6.0

Organizzazione dell'insegnamento
Periodo di erogazione Secondo semestre
Anno di corso I Anno
Modalità di erogazione frontale

Tipo ore Crediti Ore di
didattica
assistita
Ore Studio
Individuale
Turni
LABORATORIO 1.5 18 19.5 2
LEZIONE 4.5 36 76.5 Nessun turno

Calendario
Inizio attività didattiche 02/03/2020
Fine attività didattiche 12/06/2020
Visualizza il calendario delle lezioni Lezioni 2019/20 Ord.2015

Syllabus
Prerequisiti: Chimica fisica 1, Chimica fisica industriale e Laboratorio di chimica fisica.
Conoscenze e abilita' da acquisire: Dopo aver fornito i concetti base di natura termodinamica e cinetica dell’elettrochimica, ed analizzati i principali fenomeni di trasporto di materia e le loro applicazioni in campo elettrochimico, l’insegnamento si propone di fornire un’adeguata conoscenza degli aspetti applicativi della stessa, con particolare riferimento alla conversione di energia elettrica in energia chimica, e viceversa, agli aspetti cinetici che caratterizzano i processi elettrochimici, ai fenomeni di corrosione, al loro controllo ed alla relativa prevenzione, nonchè ad alcuni argomenti di interesse industriale, approfondendo alcuni aspetti della termodinamica e della cinetica dei processi elettrodici mediante l’ausilio di esperienze di laboratorio.
Modalita' di esame: Analisi e discussione delle relazioni relative alle esperienze svolte in laboratorio ed esame orale sulla parte teorica.
Criteri di valutazione: La valutazione si baserà sulla comprensione degli argomenti svolti. Si terrà conto anche della relazione sull'attività di laboratorio.
Contenuti: Ricapitolazione dei concetti di termodinamica relativi a celle galvaniche e celle di elettrolisi, reazioni di cella ed elettrodiche, lavoro elettrico e bilancio di energia, forza elettromotrice di una cella galvanica, equazione di Nernst, potenziale elettrodico, serie elettrochimica.
Pile, accumulatori e celle di elettrolisi: bilancio di lavoro e calore. Generatori elettrochimici primari e secondari. Curve di carica e scarica.
Pile e accumulatori commerciali più comuni. Celle a combustibile.
Interfaccia metallo-metallo e metallo-soluzione; doppio strato elettrico. Interfaccia soluzione-soluzione e potenziale interliquido. Cella galvanica e circuito equivalente.
Sistemi elettrochimici non in equilibrio. Curve corrente-potenziale.
Polarizzazione e sovratensione. Sovratensione di barriera; cinetica del trasferimento di carica all’elettrodo; coefficiente di trasferimento; corrente di scambio; equazione corrente-sovratensione; equazione di Butler-Volmer; casi particolari per basse e alte sovratensioni; equazione di Tafel.
Meccanismi di trasporto di materia e leggi fondamentali che lo governano; diffusione, leggi di Fick e loro applicazioni in elettrochimica. Sovratensione di diffusione; caso stazionario e modello dello strato di diffusione di Nernst; curve corrente-potenziale; corrente limite di diffusione. Controlllo misto trasferimento elettronico-diffusione.
Techniche elettrochimiche a potenziale controllato: cronoamperometria; voltammetria a scansione lineare e ciclica; sistemi reversibili, quasi-reversibili e irreversibili; cenni su effetto di reazioni chimiche; Elettrodo rotante; equazione di Levich.
Cenni su cinetica elettrodica per reazioni a più stadi. Processo di evoluzione di idrogeno; curva “a vulcano”.
Rame elettrolitico; processo cloro-soda; processo Hall-Herault.
Generalità della corrosione. Tipi di corrosione. Natura elettrochimica dei fenomeni di corrosione.
Diagrammi di stabilità di Pourbaix; curve di equilibrio e aree di prevalenza delle specie.
Cinetica dei processi di corrosione. Curve caratteristiche anodiche e catodiche. Diagrammi di Evans.
Passivazione; corrosione e comportamento attivo/passivo.
Protezione catodica e anodica. Anodi sacrificali.

Verranno inoltre condotte alcune esperienze di laboratorio sui seguenti argomenti:
processi di scarica e ricarica di accumulatori; cinetica dei processi di trasferimento elettronico; trasporto di materia nei processi elettrodici.
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento: Lezioni frontali effettuate mediante proiezione di diapositive ed esperienze di laboratorio.
Eventuali indicazioni sui materiali di studio: Saranno messe a disposizione dispense e materiale didattico illustrativo relativo alle lezioni svolte in aula ed alle esperienze di laboratorio.
Testi di riferimento:
  • A. J. Bard; L. R. Faulkner, Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications. New York: Wiley & Sons, 2001. Cerca nel catalogo
  • G. Bianchi; F. Mazza, Corrosione e protezione dei metalli. Milano: Masson, 1979. Cerca nel catalogo
  • C. H. Hamann, A. Hamnett, W. Vielstich, Electrochemistry. Weinheim: Wiley-VCH, 1998. Cerca nel catalogo

Didattica innovativa: Strategie di insegnamento e apprendimento previste
  • Lecturing
  • Laboratory

Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
Energia pulita e accessibile Industria, innovazione e infrastrutture