ELETTROCHIMICA
“MOLECOLE IN MOTO, parte-I ”
ATKINS’ PHYSICAL CHEMISTRY
7th Ed. Cap24
Peter Atkins & Julio de Paula
Oxford 2002
Coppola Luigi
2008
Nobel in Chimica 2008
for the discovery and development of the
green fluorescent protein,GFP"
Osamu Shimomura, nato nel 1928, fa parte
del Laboratorio di Biologia Marina di Woods Hole;
Martin Chalfie, nato nel 1947, lavora nella
Columbia University di New York;
Roger Tsien, nato nel 1952, lavora
nell'Università della California a San Diego.
Solidi e liquidi: materia condensata
SOLIDI
basse
Temperature
LIQUIDI
Temperature
piu’ alte
Diagramma di stato dell’acqua
Diagramma di stato e fasi dell’Elio
4
2 He
Temperatura Kelvin
Elettrochimica 2008
Lezioni
•Moto “random walk”
•Moto in presenza di campi elettrici:conducibilità ionica, conducibilità
molare
•Elettroliti forti: le due leggi di Kohlrausch
•Mobilità ionica: velocità limite,mobilità ionica, mobilità ionica e
conducibilità, numero di trasporto.
•Conducibilità ed interazione ione-ione
•Auto-Diffusione: equazione di Einstein, Nernst-Einstein, Stokes-Einstein
Lab
•Legge di Kohlrausch: elettroliti forti
•Elettroliti colloidali: interazioni elettrostatiche
Svante Arrhenius
(1859)
Academy of Scien
Stocholm
Nobel in Chimica
1903
Michael.Faraday
(1791)
Royal Institution,
London
Friederich Kohlrausch
(1840)
Univ. Gottingen, Germany
due tipi di “moto molecolare” in
fase liquida
glucosio
cloruro di sodio
“Moto Browniano”
a. Osservazione al microscopio ottico
Robert Brown
(1773-1858)
b. Interpretazione del moto Browniano
Albert Einstein
(1879-1955)
Nobel in Fisica 1921
Random walk
Glucosio,
M=180.16 g/mol
ri
Il calcolo
r
=
t
r
r1  r2  r3  ...
tN
0
2
t
=?
2
Spostamento medio
Spostamento quadratico
medio
in m /s
 r  RT
1


t
N A 6 R
2
Equazione microscopica
del moto “random walk”
Temperatura assoluta
 r2 
R
T


t
N A 6 R
Raggio della particella
R
k
NA
Costante di Boltzmann
Viscosità del solvente
H2O at 298 K, =1m Pas
NA, numero di Avogadro
acqua
18.0152 g ≈18 ml
NA, estremamente grande !
Ci sono piu’ molecole in una tazza di
tea che stelle nell’universo (ca. 1022)
c. Misura del “moto Browniano”
r1
r2
J. Baptiste Perrin
(1870-1942)
Nobel in Fisica 1926
NA 
r2
t
r3
r 21  r 22  r 23  ...
=
N t
Coefficiente di auto-diffusione, D
r2
t
=
kT
6 R
= D m 2 /s
D si misura sperimentalmente
Diffusione di alcune molecole in acqua a 25 °C
Due differenti usi dei valori sperimentali di D
1. Calcolo del raggio molecolare
(1.38 1023 J / K )  298
10
R


3.59

10
m  0.359 nm
3
-9
2
6 D 6  3.1426  (110 Pa s)  (5.7×10 m /s)
kT
1. Calcolo dello spostamento medio
r (t ) 2  D  t  spostamento "rms"
D  t  0.141m
t  103 s
D  t  0.447m
t  10 103 s