2008Coppola Luigi

ELETTROCHIMICA“MOLECOLE IN MOTO, parte-I ”

ATKINS’ PHYSICAL CHEMISTRY7th Ed. Cap24

Peter Atkins & Julio de PaulaOxford 2002

ELETTROCHIMICA“MOLECOLE IN MOTO, parte-I ”

ATKINS’ PHYSICAL CHEMISTRY7th Ed. Cap24

Peter Atkins & Julio de PaulaOxford 2002

Nobel in Chimica 2008

for the discovery and development of the green fluorescent protein,GFP"

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.

LIQUIDISOLIDI

Temperature piu’ alte

basse Temperature

Solidi e liquidi: materia condensata

Diagramma di stato dell’acqua

Diagramma di stato e fasi dell’Elio

42He

Temperatura Kelvin

•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

•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

Lezioni

•Legge di Kohlrausch: elettroliti forti •Elettroliti colloidali: interazioni elettrostatiche•Legge di Kohlrausch: elettroliti forti •Elettroliti colloidali: interazioni elettrostatiche

Lab

Elettrochimica 2008

Michael.Faraday (1791)Royal Institution, London

Svante Arrhenius(1859)Academy of ScienceStocholm

Nobel in Chimica 1903

Friederich Kohlrausch (1840)Univ. Gottingen, Germany

due tipi di “moto molecolare” in fase liquida

glucosio

cloruro di sodio

“Moto Browniano”

Robert Brown(1773-1858)

a. Osservazione al microscopio ottico

b. Interpretazione del moto Browniano

Albert Einstein(1879-1955)Nobel in Fisica 1921

riGlucosio, M=180.16 g/mol

Random walk

Il calcolo

1 2 3 ... = 0

t

r r rr

tN

Spostamento medio

22 =? in m /s

t

r Spostamento quadraticomedio

2 R 1

6A

r T

t N R

Equazione microscopicadel moto “random walk”

2

6A

r R T

t N R

A

Rk

N

Temperatura assoluta

Viscosità del solventeH2O at 298 K, =1m Pas

Costante di Boltzmann

Raggio della particella

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”

J. Baptiste Perrin(1870-1942)Nobel in Fisica 1926

r1

r2r3

2 2 2 21 2 3 ...

=tA

r r r rN

N t

2

2 = = D m /s6

r kT

t R

D si misura sperimentalmente

Coefficiente di auto-diffusione, D

Diffusione di alcune molecole in acqua a 25 °C

-9 2

2310

3

(1.38 10 / ) 2983.59 10 0.359 nm

6 6 3.1426 (1 10 s) (5.7×10 m / ) s

kT J KR m

D Pa

0.447D t m

2( ) "rms"r t D t spostamento

0.141D t m 310t s310 10t s

Due differenti usi dei valori sperimentali di D

1. Calcolo del raggio molecolare

1. Calcolo dello spostamento medio