Trasporto di carica elettrica

Trasporto di carica elettrica in una cella galvanica: all'interno della soluzione elettrolitica e del setto poroso si ha il meccanismo di migrazione (i portatori di carica sono in questo caso i cationi e gli anioni), mentre nel circuito esterno che collega gli elettrodi il trasporto di carica avviene per conduzione (i portatori di carica sono in questo caso gli elettroni).

Nell'ambito dei fenomeni di trasporto, il trasporto di carica elettrica corrisponde al movimento di specie cariche, che possono essere elettroni nel caso dei conduttori elettronici (materiali metallici, semiconduttori e grafite) o ioni nel caso dei conduttori ionici (elettroliti). Si può avere inoltre il caso in cui il trasporto di carica elettrica è attribuibile sia agli ioni sia agli elettroni (ad esempio nei solidi ionici); si parla in questo caso si "trasporto misto".[1]

A seconda della forza spingente che causa il trasporto di carica elettrica, questo può avvenire per:

  • conduzione: si realizza quando due conduttori elettronici (ad esempio metalli) sono posti a contatto; gli elettroni passano da un materiale metallico all'altro attraversando l'interfaccia;
  • convezione: si realizza nel caso di elettroliti liquidi (soluzioni elettrolitiche o sali fusi); è da attribuirsi al regime fluidodinamico all'interno del liquido; gli ioni vengono trasportati a causa del movimento del liquido;
  • migrazione: tale trasporto di carica comporta il simultaneo spostamento di due tipologie di portatori di carica: gli anioni (caricati negativamente) verso l'anodo e i cationi (caricati positivamente) verso il catodo; a seconda della forza spingente che causa il trasporto per migrazione, si parla inoltre di:[2]
    • conducibilità: se la migrazione degli ioni è dovuta ad una differenza di potenziale elettrico (che può stabilirsi ad esempio tra due elettrodi immersi in un elettrolita liquido);
    • diffusione: se la migrazione degli ioni è dovuta ad una differenza di potenziale chimico (che può stabilirsi ad esempio tra due semicelle in cui gli ioni sono presenti in concentrazione differente).
  1. ^ Bianchi, p. 53.
  2. ^ Bianchi, pp. 75-77.

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