Aula 9- Eletroquímica

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Condição-padrão: 
- Concentração: 1 mol/L. 
- Pressão: 1 atmosfera. 
- Temperatura: 25°C. 
Parte da Química que estuda os fenômenos envolvidos na produção de corrente elétrica a partir da transferência de elétrons em reações de óxido-redução. 
PILHAS
É quando uma reação química de óxido redução, espontânea, produz energia elétrica. Uma pilha ou célula eletroquímica muito tradicional é a PILHA DE DANIELL. Esta pilha baseia-se na seguinte reação:
Esquematicamente temos:
Ela é formada por 2 eletrodos metálicos, 2 semi-células (semi-celas eletrolíticas), 1 fio condutor que une dos 2 eletrodos e 1 ponte salina que une as 2 semi-células. 
Componentes da pilha de Daniell:
- Eletrodo →trata-se de um bastão metálico mergulhado em uma solução salina, normalmente referente ao próprio metal da barra.
- Cubas eletroquímicas →são soluções salinas que aparecem dissociadas na forma de íons.
- Anodo →eletrodo onde ocorre a oxidação. É considerado o polo negativo da pilha. Como consequência da oxidação perceberemos um desgaste do eletrodo; é a chamada corrosão da barra, aumentando assim a concentração da solução referente ao eletrodo.
- Catodo →eletrodo onde ocorre a redução. É considerado o polo positivo da pilha. Como consequência da redução perceberemos um aumento da massa do eletrodo diminuindo assim a concentração da solução referente ao eletrodo.
Ponte Salina → é montada utilizando-se um tubo contendo uma solução de um sal (eletrólito), tendo nas duas extremidades, algodão para impedir o escoamento dessa solução salina. A função da ponte salina é permitir uma passagem de íons de uma cuba para outra (nos dois sentidos), fechando dessa forma o circuito.
SEMI-REAÇÕES E REAÇÃO GLOBAL DA PILHA
Para descobrirmos quais são as reações que ocorrem em cada eletrodo quando a pilha estiver em funcionamento (circuito fechado), devemos comparar os potenciais padrão de cada espécie:
- Sofre oxidação a espécie química com o maior potencial de oxidação ou menor potencial de redução.
- Sofre redução a espécie química com o maior potencial de redução ou menor potencial de oxidação.
Observe que para a pilha de Daniel teremos:
A DDP DE UMA PILHA E PREVISÃO DE ESPONTANEIDADE
Uma vez que uma reação química de oxi-redução acontece sempre na presença de seus respectivos agentes é natural associar a sua espontaneidade ao trabalho produzido. O trabalho produzido pela reação é composto das parcelas relativas à redução e oxidação das espécies envolvidas. Logo podemos dizer que:
E se o resultado for positivo, dizemos que a reação produz trabalho espontaneamente e caso contrário, ela consumirá trabalho elétrico para acontecer, sendo por isso não espontânea.
CÁLCULO DA VOLTAGEM DAS PILHAS
 Aparelho chamado voltímetro é colocado no fio externo, onde os elétrons se locomovem, medindo-se assim a força eletromotriz (fem ou E) da pilha. O valor é indicado em volts (V). 
Fatores de influência: 
- Espécies envolvidas. 
- Concentrações. 
- Temperatura. 
A diferença de potencial elétrico é a diferença entre os potenciais de redução ou de oxidação das espécies envolvidas, ou entre a soma do potencial de oxidação de uma espécie e do potencial de redução da outra espécie. 
- Os valores dos potenciais de redução ou oxidação não dependem do número de mol das espécies. 
- O Valor de ΔE será sempre positivo
- Espontaneidade da reação. 
ELETROQUÍMICA
PROFESSOR: PAULO RICARDO
AULA
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EXERCICIOS EXCITANTES
1) (ENEM 2014) A revelação das chapas de raios X gera uma solução que contém íons prata na forma de Ag(S2O3)23-. Para evitar a descarga desse metal no ambiente, a recuperação de prata metálica pode ser feita tratando eletroquimicamente essa solução com uma espécie adequada. O quadro apresenta semirreações de redução de alguns íons metálicos.
Das espécies apresentadas, a adequada para essa recuperação é:
a) Cu (s). 
b) Pt (s). 
c) Al3+(aq).
d) Sn (s). 
e) Zn2+ (aq).
2) (ENEM 2012) O boato de que os lacres das latas de alumínio teriam um alto valor comercial levou muitas pessoas a juntarem esse material na expectativa de ganhar dinheiro com sua venda. As empresas fabricantes de alumínio esclarecem que isso não passa de uma “lenda urbana”, pois ao retirar o anel da lata, dificulta-se a reciclagem do alumínio. Como a liga do qual é feito o anel contém alto teor de magnésio, se ele não estiver junto com a lata, fica mais fácil ocorrer a oxidação do alumínio no forno. A tabela apresenta as semirreações e os valores de potencial padrão de redução de alguns metais:
Com base no texto e na tabela, que metais poderiam entrar na composição do anel das latas com a mesma função do magnésio, ou seja, proteger o alumínio da oxidação nos fornos e não deixar diminuir o rendimento da sua reciclagem?
a) Somente o lítio, pois ele possui o menor potencial de redução.
b) Somente o cobre, pois ele possui o maior potencial de redução.
c) Somente o potássio, pois ele possui potencial de redução mais próximo do magnésio.
d) Somente o cobre e o zinco, pois eles sofrem oxidação mais facilmente que o alumínio.
e) Somente o lítio e o potássio, pois seus potenciais de redução são menores do que o do alumínio.
3) (Unesp 2011) A obtenção de energia é uma das grandes preocupações da sociedade contemporânea e, nesse aspecto, encontrar maneiras efetivas de gerar eletricidade por meio de reações químicas é uma contribuição significativa ao desenvolvimento científico e tecnológico. A figura mostra uma célula eletroquímica inventada por John Daniell em 1836. Trata-se de um sistema formado por um circuito externo capaz de conduzir a corrente elétrica e de interligar dois eletrodos que estejam separados e mergulhados em um eletrólito. Uma reação química que ocorre nesse sistema interligado leva à produção de corrente elétrica.
Com base nessas informações, afirma-se que:
I. Nessa célula eletroquímica, a energia produzida pela reação de oxirredução espontânea é transformada em eletricidade.
II. Os elétrons caminham espontaneamente, pelo fio metálico, do eletrodo de zinco para o de cobre.
III. A reação de redução do Cu2+ consome elétrons e, para compensar essa diminuição de carga, os íons K+ migram para o cátodo através da ponte salina.
IV. A força eletromotriz gerada por essa célula eletroquímica a 25 oC equivale a –1,1 V.
É correto o que se afirmar em:
a) I, II e III, apenas.
b) I, II e IV, apenas.
c) I, III e IV, apenas.
d) II, III e IV, apenas.
e) I, II, III e IV.
4) Observando a pilha Co, Co 2+ // Au 3+, Au.
a) Quais as semi-reações?
b) Qual a reação global?
c) Quem sofre oxidação?
d) Quem sofre redução?
e) Qual o eletrodo positivo ou cátodo?
f) Qual o eletrodo negativo ou ânodo?
g) Qual o sentido do fluxo de elétrons pelo fio?
h) Que eletrodo será gasto?
i) Qual dos eletrodos terá a sua massa aumentada?
j) Que solução concentra?
k) Que solução dilui?