Storia dell'elettrochimica: differenze tra le versioni

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[[File:Esp-galvani.gif|thumb|left|Esperimento di Luigi Galvani sull'elettricità animale. Il disegno illustra l'eccitazione a distanza del nervo crurale di una rana per effetto di una scintilla rilasciata dal conduttore di una macchina elettrostatica.]]
La nascita dell'elettrochimica coincide con gli esperimenti di [[Luigi Galvani]] sull'[[Galvanismo|elettricità animale]], descritti nel suo saggio ''De Viribus Electricitatis in Motu Musculari Commentarius'' ([[1791]]).<ref>[http://cis.alma.unibo.it/galvani/textus.html Luigi Galvani, ''De viribus electricitatis in motu musculari'' - traduzione] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20081016191733/http://cis.alma.unibo.it/galvani/textus.html |data=16 ottobre 2008 }}</ref><ref name=pillars>{{en}} [http://electrochem.cwru.edu/encycl/art-p05-pillars-of-ec.htm Ashok K. Shukla e T. Prem Kumar, ''Pillars of Modern Electrochemistry: A Brief History'' (2008).] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20130820095410/http://electrochem.cwru.edu/encycl/art-p05-pillars-of-ec.htm |data=20 agosto 2013 }}</ref> Gli esperimenti di Galvani consistevano nel collegare a degli [[elettrodo|elettrodi]] i muscoli di una rana [[Dissezione (anatomia)|dissezionata]]. Nel suo saggio Galvani asserì che i tessuti animali siano impregnati da una "forza vitale", che egli chiamò "elettricità animale", la quale attiva il muscolo quando questo è posto a contatto con due metalli differenti. Egli credeva che tale forma di elettricità fosse differente da quella generata dai fulmini o prodotta artificialmente per strofinamento e paragonò i muscoli alle superfici elettrizzate di una [[bottiglia di Leida]].<ref name=ppp>[http://ppp.unipv.it/VoltaGalvani/Pagine/PrincipRif.htm Il dibattito Volta-Galvani]</ref> A tale spiegazione si contrappose quella di [[Alessandro Volta]], il quale pensava che i muscoli si comportassero come un [[elettroscopio]], per cui la causa reale della contrazione muscolare fosse dovuta a quella che lui definì "elettricità metallica", originata dalla differente natura dei metalli posti a contatto.<ref name=ppp/> A partire da tali considerazioni, nel [[1799]] Alessandro Volta costruì la prima [[Pila (elettrotecnica)|pila]],<ref>[http://www.liceorussell.it/documenti/volta.pdf 1799-1999 I duecento anni della pila di Volta] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20070630091734/http://www.liceorussell.it/documenti/volta.pdf |data=30 giugno 2007 }}</ref> chiamata appunto "[[pila di Volta]]". Tale dispositivo era costituito da diversi elementi disposti "a pila" (da cui il nome), ciascuno formato a sua volta da un dischetto di [[rame]] e un dischetto di [[zinco]] separati da feltro o cartone imbevuto da una [[soluzione (chimica)|soluzione]] acquosa.
 
[[File:Volta batteries.jpg|thumb|Disegni della pila a corona di tazze e varie configurazioni di pila a colonna, inclusi nella lettera inviata da Volta a sir Joseph Banks per annunciargli la sua invenzione.]]
L'invenzione di Volta venne annunciata in una lettera rivolta a [[Joseph Banks]], presidente della [[Royal Society]] di [[Londra]], datata 20 marzo 1800, in cui lo stesso Volta ne diede anche la prima descrizione;<ref name=pillars/> nel [[1801]] la pila di Volta venne quindi presentata all<nowiki>'</nowiki>''Institut National des Sciences et Arts''.<ref>[http://www.storiain.net/arret/num50/artic6.htm L'invenzione della pila<!-- Titolo generato automaticamente -->] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20111107033302/http://www.storiain.net/arret/num50/artic6.htm |data=7 novembre 2011 }}</ref>
La pila di Volta venne denominata inizialmente ''organo elettrico artificiale'' oppure ''apparato elettromotore''; venne poi battezzata ''pila'' per via della sua struttura caratteristica.
 
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[[File:Schema dell'apparecchiatura di Davy per isolare sodio e potassio - Hopkins.png|thumb|left|Schema dell'apparecchiatura utilizzata da Humphry Davy per isolare il sodio e il potassio.]]
A partire dal [[1807]], sfruttando una cella elettrolitica collegata ad una pila di Volta costituita da 274 elementi,<ref>{{Cita|Monroe Hopkins|p. 4}}</ref> Sir [[Humphry Davy]] isolò a partire dai [[composto chimico|composti]] che li contenevano il [[sodio]] (1807), il [[potassio]] (1807), lo [[stronzio]] (1807), il [[calcio (elemento)|calcio]] (1808), il [[magnesio]] (1808) e il [[litio]].<ref name=pillars/><ref name=cd1800/><ref name=Chamb593/><ref>{{collegamento interrotto|1=[http://alunova.it/ita_storia/L%27Alluminio_file/Humphry%20Davy.htm Sir Humphry Davy] |date=gennaio 2018 |bot=InternetArchiveBot }}</ref><ref>[http://open-site.org/International/Italiano/Scienze/Chimica/Elementi Open Site - Elementi]</ref> Da tali esperienze Davy dedusse che l'elettricità svolgeva delle modifiche chimiche alle sostanze e che tali sostanze dovevano essere costituite da specie chimiche aventi carica opposta.<ref name=pillars/><br />
Successivamente (nel [[1824]]) Humphry Davy scoprì la tecnica della [[protezione catodica]], che proteggendo i metalli dalla corrosione permise l'adozione di scafi delle imbarcazioni in metallo.<ref>[http://www.treccani.it/export/sites/default/Portale/sito/altre_aree/Tecnologia_e_Scienze_applicate/enciclopedia/italiano_vol_5/507_522__x9_2_Controllo_x_ita.pdf Treccani - "Controllo della corrosione e scelta dei materiali"]</ref> In particolare, egli propose di installare dei blocchi di ferro alla copertura in rame di una nave. Ciò comportò la prevenzione dalla corrosione del rame, il ferro annullava le proprietà protettive degli ossidi di rame che si formano in seguito alla corrosione del rame immerso in acqua di mare, che impediscono la crescita di [[mollusco|molluschi]] sullo scafo, che così necessitava di lunghe operazioni di pulitura in cantiere.
 
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[[File:1839 William Grove Fuel Cell.jpg|thumb|left|Schema della cella a combustibile di Grove del 1839]]
Sempre nel 1838 si ebbe l'invenzione della [[pila di Grove]] da parte di [[William Robert Grove]]; la pila di Groove era costituita da un anodo di zinco immerso in una soluzione diluita di [[acido solforico]] e un catodo di platino immerso in una soluzione concentrata di [[acido nitrico]];<ref name=pillars/> a causa dell'elevato [[potenziale di cella]] (pari a 1,9 [[volt]]), tale pila fu preferita alla pila Daniell negli anni [[1840]]-[[1860]] per fornire energia ai [[telegrafo|telegrafi]] americani;<ref name=pillars/> successivamente la pila di Grove venne abbandonata a causa della sua tossicità; tale pila infatti liberava fumi di [[diossido di azoto]] (NO<sub>2</sub>).<ref name=pillars/> Nel [[1839]] Grove inventò inoltre la prima [[cella a combustibile]],<ref>[http://www.miniwatt.it/mwtecnologie/Fuelcells.pdf Celle (o pile) a combustibile] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20100602041042/http://www.miniwatt.it/mwtecnologie/Fuelcells.pdf |data=2 giugno 2010 }}</ref> invertendo il processo di [[elettrolisi dell'acqua]], cioè producendo acqua ed energia elettrica a partire da idrogeno e ossigeno. Grove pubblicò i risultati della sua cella a combustibile nel febbraio del 1839 sulla rivista ''Philosophical Magazine and Journal of Science''<ref>Grove, William Robert "On Voltaic Series and the Combination of Gases by Platinum", ''Philosophical Magazine and Journal of Science'' vol. XIV (1839), pp 127-130.</ref> e ne fornì un'illustrazione nel 1842, sulla stessa rivista.<ref>Grove, William Robert "On a Gaseous Voltaic Battery", ''Philosophical Magazine and Journal of Science'' vol. XXI (1842), pp 417-420.</ref>
 
Al [[1840]] risale l'invenzione della [[pila di Smee]],<ref name=Chamb593/> che ricalca la configurazione ad U della pila di Wollaston, ma a differenza di questa l'elettrodo esterno (piegato ad U) era costituito da argento platinato, mentre lo zinco costituiva l'elettrodo interno.<ref name=Chamb599/>
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[[File:Processo di Hall-Héroult.svg|thumb|left|Schema di un forno Héroult per la produzione dell'alluminio.]]
Al [[1886]] risale l'attuale processo di produzione dell'[[alluminio]] su scala industriale,<ref name=Ull4>{{Cita|Ullmann's, "Aluminium"|cap. 4}}</ref> detto "[[processo di Hall-Héroult]]" (dai nomi degli inventori [[Paul-Louis-Toussaint Héroult]] e [[Charles Martin Hall]], che lo realizzarono in maniera indipendente e simultanea<ref name=Ull4/><ref name="Hall-patent">[http://www.pat2pdf.org/patents/pat400664.pdf US400,664 - Charles Martin Hall, ''Process of Reducing Aluminium from its Fluoride Salts by Electrolysis.''] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20140225115939/http://www.pat2pdf.org/patents/pat400664.pdf |data=25 febbraio 2014 }}</ref>); tale processo permette di ottenere alluminio puro per via elettrolitica a partire dal suo minerale ([[Ossido di alluminio|allumina]]), sciogliendo il minerale in un bagno di [[criolite]] fusa. Il primo impianto industriale per la produzione di alluminio fu inaugurato a [[Pittsburgh]] nel [[1888]].<ref name=Ull4/>
Il processo di Hall-Héroult soppiantò subito il precedente processo di produzione dell'alluminio, messo a punto dal chimico [[Hamilton Castner]].<ref name=acs/> Nel processo di Castner l'alluminio era prodotto facendo reagire [[sodio]] e [[cloruro di alluminio]].<ref name=acs/>
 
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Nel [[1943]] [[Carl Wagner]] contribuì alla nascita della [[ionica dello stato solido]], studiando i meccanismi di trasporto per conduzione degli ioni all'interno dei cristalli di [[zirconia]] sottoposta a [[drogaggio]].<ref name=pillars/>
 
Nel [[1949]] venne fondato il ''Comiteé International de Cinetique et de Thermodynamique Electrochimique'' (CITCE) ad opera di diversi scienziati europei, tra cui: [[Marcel Pourbaix]], Pierre Van Rysselberghe, G. Valensi, N. Ibl, T.P. Hoar e J. O'M. Bockris.<ref name=EA45xxi>J. O'M. Bockris, [http://www.ise-online.org/geninfo/papers/EA45xxi.pdf ''The Founding of the International Society of Electrochemistry''] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20110726002033/http://www.ise-online.org/geninfo/papers/EA45xxi.pdf |data=26 luglio 2011 }}</ref><ref>P. Delahay, [http://www.ise-online.org/geninfo/papers/EA45xxv.pdf ''The precursor of the International Society of Electrochemistry''] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20110726001941/http://www.ise-online.org/geninfo/papers/EA45xxv.pdf |data=26 luglio 2011 }}</ref> Più tardi (nel [[1971]]) il nome della società venne modificato nell'attuale ''[[International Society of Electrochemistry]]'' (ISE).<ref name=EA45xxi/>
 
Nel corso degli [[anni 1950|anni cinquanta]] venne ideata la batteria alcalina da Lewis Urry. Negli stessi anni [[Paul Delahay]] sviluppò la tecnica della [[cronopotenziometria]]<ref name=pillars/> e [[John Alfred Valentine Butler]] insieme a [[Max Volmer]] formularono l'[[equazione di Butler-Volmer]].<ref name=pillars/>