Reazioni di ossidoriduzione ed elettrochimica in argomenti CHIMICA

L'elettrochimica studia i processi di trasformazione di energia chimica in energia elettrica e vicerversa, alla cui base vi sono le reazioni di ossidoriduzione o redox, cosiddette perché nel corso di esse avviene, contemporaneamente, un'ossidazione di una specie, con perdita di elettroni, e una riduzione di un'altra specie, con acquisto di elettroni: si ha, cioè, un trasferimento di elettroni tra le specie reagenti.
Le reazioni di ossidoriduzione possono essere spontanee (e in tal caso avvengono con liberazione di energia sotto forma di calore) o non spontanee (avvengono soltanto fornendo energia al sistema).
Operando in opportuni sistemi chiamati pile elettriche o celle elettrochimiche o celle galvaniche (dal nome di L. Galvani, 1737-1798), la maggior parte di energia ceduta dal processo, può venir recuperata sotto forma di energia elettrica.
Così, immergendo una lamina di zinco metallico (Zn) in una soluzione di solfato rameico CuSO₄, si verifica l'ossidazione di Zn a ioni Zn²⁺ e la riduzione degli ioni Cu²⁺ a rame metallico (Cu):

Si ha cioè trasferimento di elettroni dallo zinco agli ioni rame (Cu²⁺) (in pratica, si forma un deposito di rame metallico sullo zinco, mentre questo si consuma passando in soluzione). Se la reazione viene realizzata in una pila elettrica, che permette di effettuare il trasferimento di elettroni dallo zinco agli ioni Cu²⁺ attraverso un conduttore esterno, la corrente di elettroni che circola nel conduttore può fornire energia elettrica utilizzabile per produrre lavoro.
Il verificarsi di tali reazioni è reso possibile fornendo al sistema energia elettrica, in un processo detto di elettrolisi che si compie in dispositivi chiamati celle elettrolitiche. (Per esempio, la decomposizione dell'acqua nei suoi elementi:

si ottiene mediante elettrolisi di opportune soluzioni). Sia in una pila, sia in una cella elettrolitica avviene il passaggio di corrente elettrica in un elettrolita in soluzione o allo stato fuso.