|
Tra i tanti modi di manipolare la materia esiste quello per via elettrolitica: tramite corrente elettrica (a volte con l'ausilio di calore o di altre sostanze chimiche) si scindono le molecole che compongono i composti ionici, generando due o più sostanze diverse e stabili.
'''''La storia ed il meccanismo di elettrolisi sono spiegati in [[Laboratorio di chimica in casa/Approfondimento: Elettrolisi|Approfondimento: Elettrolisi]].'''''
Per poter attuare delle reazioni elettrochimiche è necessario un generatore di corrente continua, che può essere un [[w:Trasformatore|trasformatore]], una [[w:Accumulatore di energia elettrica|batteria ricaricabile]], una [[w:Pila (elettrotecnica)|pila]] o una [[w:Batteria piombo-acido|batteria]].
Tutti questi elementi sono disponibili in commercio, ma può essere utile anche per fini didattici saper costruire da sé una pila per esperimenti, oltre a conoscere i trucchi per poterla impiegare nel migliore dei modi.
==Pila elettrica==
La pila è un generatore di corrente che sfrutta la differenza di elettronegatività fra due metalli per creare una differenza di potenziale elettrico in grado di spostare delle cariche elettriche dal metallo meno elettronegativo all'altro.
Questa correte elettrica può essere incanalata in un cavo di materiale conduttore in modo che, prima di raggiungere il metallo più elettronegativo, passi per un dispositivo, quale un motore elettrico, un solenoide, il filamento di una lampadina o (nel nostro caso) un elettrolita.
===Introduzione storica===
Fin dall'antichità i fenomeni elettrici erano noti all'uomo: l'elettrostaticità dell'ambra, il magnetismo della magnetite, i fulmini, le scintille formate dallo sfregamento di due pezzi di stoffa, le scosse rilasciate dai pesci elettrici ed altri, ma erano tutti classificati come fenomeni diversi, non collegati fra loro o di entità sconosciuta.
Nel 1781 il medico Luigi Galvani stava eseguendo degli esperimenti su una rana morta, quando si accorse che, toccandone i nervi con un metallo, questa eseguiva una violenta contrazione delle gambe.<br />
Nei presti del vassoio dove stava la rana morta era stata avviata una macchina elettrostatica, e si scoprì, anni più tardi, a seguito delle ricerche di Volta (e confermate con il passare dei secoli) che il metallo del bistury aveva collegato in qualche modo i nervi responsabili della contrazione dei muscoli delle gambe della rana con il vassoio su cui stava, permettendo all'elettricità delle scintille prodotte dalla macchina di passare per i tessuti nervosi dell'animale, attivando le cellule muscolari responsabili della contrazione.
Nel 1791 pubblicò il ''De viribus electricitatis in motu musculari commentarius'', il primo articolo di [[w:Bioelettrochimica|bioelettrochimica]] nella storia.<br />
La pubblicazione degli articoli di Galvani influenzarono molto gli studi di [[w:Alessandro Volta|Alessandro Volta]], il quale intraprese molte altre ricerche sulla "elettricità animale", quell'energia che, se messa in moto da una scintilla, scorreva fra i nervi dell'animale ed arrivava ai muscoli facendoli muovere.
Dagli anni 80 del 1700 le ricerche di Volta e Galvani cominciarono ad intrecciarsi:<br />
Galvani si accorse che le contrazioni dei muscoli della rana potevano avvenire sia in presenza di scintille (quindi corrente fornita da una macchina) ma anche semplicemente se si toccavano i nervi con due metalli diversi.
L'invenzione della pila elettrica da parte di Volta aiutò a chiarire il problema: l'elettricità che nel primo caso veniva fornita da un apparecchio elettrostatico, nel secondo caso era sviluppata da due metalli, che in una reazione '''redox''' fra glii acidi del corpo della rana e fra di loro generavano una corrente elettrica che circolava nel corpo della rana facendo muovere i nervi.
Gli studi di Galvani portarono avanti la Biologia: la [[w:Bioelettrochimica|bioelettrochimica]] è la scienza che studia gli effetti della [[w:Galvanismo|galvanizzazione]] dei tessuti viventi e della [[w:Bioelettricità|bioelettricità]].<br />
Filosofi e scienziati come [[w:Johann Wilhelm Ritter|Johann Wilhelm Ritter]] continuarono gli esperimenti di Galvani su altri esseri viventi e su sé stessi; un esempio ci viene fornito alla fine dell '800 da [[w:Edward William Barton-Wright|Edward William Barton-Wright]], che fece uso dell'elettricità per stimolare i muscoli allo scopo di renderli più tonici e potenti.
Gli esperimenti sulla bioelettricità ispirarono i primi racconti gotici-fantascientifici come [[w:Frankenstein|Frankenstein]], di [[w:Mary Shelley|Mary Shelley]].
Dalla parte della chimica invece, la pila di elettrica venne presto impiegata e migliorata non più solo da Volta e dai medici assistenti di Galvani ma anche da chimici come Sir Humphry Davy e Michael Faraday, che condussero i primi esperimenti elettrolitici, portando avanti la scienza detta [[w:Elltrochimica|elettrochimica]].
La corrente elettrica prodotta dalle reazioni redox è una corrente di elettroni continua e varia a seconda dei materiali impiegati per costruirla, perchè variano le interazioni tra di essi, che possono essere più o meno forti e più o meno rapide.
===Costruzione===
===Corrente elettrica===
Come detto sopra, la corrente elettrica è prodotta fra due metalli ed una terza sostanza che tende a rubarli ad uno di essi.
In una normale reazione redox, gli ioni metallici di un composto ionico rubano ad un metallo meno nobile gli elettroni che gli servono a tornare stabili. Il metallo in questione perderà dei suoi elettroni, che andrà a rubare allo ione negativo il quale si scinderà o si legherà con lui.
Se interponiamo un secondo metallo più nobile tra il metallo riducente e lo ione ossidante dovremo far percorrere agli elettroni la distanza fra metallo e sale.
Questo percorso può essere teoricamente allungato all'infinito se colleghiamo un filo elettrico ai due metalli. Questo è il passaggio di corrente sfruttato nelle pile elettriche: Se al filo colleghiamo anche una resistenza, una calamita o uno schermo a cristalli liquidi prima di ricollegarlo al metallo riducente, la corrente passerà prima fra di loro, e potremo far funzionare una lampadina, un'elettrocalamita o una calcolatrice.
===La pila di Volta===
;Ciclo della corrente:
Qui viene riportato lo schema del flusso elettrico in una pila di Volta:
===La Pila di Daniell===
;Ciclo della corrente:
Qui viene riportato lo schema del flusso elettrico in una pila di Daniell:
===Collegamento in serie===
==Taratura del generatore==
'''''Le formule qui descritte sono spiegate dettagliatamente in [[Laboratorio di chimica in casa/Approfondimento: Elettrolisi|Approfondimento: Elettrolisi]].'''''
| 