pilhas e eletrólise - química

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Pilhas e Eletrolise O estudo da eletroquímica compreende as pilhas PILHAS ou BATERIAS: e a eletrólise. A diferença entre os dois processos espontâneo é a transformação de energia. Energia Energia A pilha converte energia química em energia Química Elétrica elétrica, de modo espontâneo. A eletrólise converte energia elétrica em ELETRÓLISE: não-espontâneo energia química, de modo não Linha do tempo sobre o histórico da eletricidade o filósofo grego, Em 1800, Em 1820, Hans Em 1831, Michael Tales de Mileto Alessandro Volta Christian Orsted Faraday Descobriu a Inventou a Descobriu que eletricidade estática primeira pilha. uma corrente elétrica ao esfregar o âmbar podia criar um campo em um pedaço de magnético. pelo de carneiro (do grego élektron), surgiu, assim, o nome eletricidade. Descoberta da eletricidade Ao longo dos séculos XIX e XX, a eletricidade tornou-se uma parte cada vez mais importante da vida cotidiana, possibilitando o desenvolvimento de novas tecnologias, como a lâmpada elétrica, o motor elétrico e os sistemas de transmissão de energia elétrica em larga escala. Hoje, a eletricidade é essencial para a maioria das atividades humanas, como: iluminação e aquecimento das casas; produção de alimentos; medicamentos; outros bens de consumo. Pilhas Em 1800, O físico italiano Alessandro Volta (1745-1827) criou a primeira pilha elétrica que passou a ser chamada de pilha de Volta, pilha Galvânica ou pilha voltaica. Esse experimento causou reviravoltas no mundo científico e a partir todos os aparelhos que produziam eletricidade a partir de processos químicos (ou seja, que produziam energia química em energia elétrica) passaram a ser chamados de celas voltaicas, pilhas galvânicas ou, simplesmente, pilhas.A pilha de Daniell O cientista inglês Michael Faraday, em 1834, analisou os registros dos estudos de Volta relacionados às transformações eletroquímicas. Por meio de análises e experimentos, ele conseguiu comprovar SOLNY que essas transformações químicas ocorrem devido à passagem de eletricidade em meios aquosos de compostos químicos. Ainda no século XIX, John Frederic Daniell, importante conseguiu melhorar a eficiência das pilhas úmidas. Esse equipamento é conhecido como pilha de Daniell. A pilha, também chamada de célula eletroquímica, é um sistema onde ocorre a reação de oxirredução. Ela é composta por dois eletrodos e um eletrólito, que em conjunto produzem energia elétrica. Se conectarmos duas ou mais pilhas, forma-se uma bateria. eletrodo é a superfície sólida condutora que possibilita a troca de elétrons. O eletrodo no qual ocorre a oxidação é chamado de ânodo, representa o polo negativo da pilha. eletrodo no qual ocorre a redução é cátodo, o polo positivo da pilha. Os elétrons são liberados no ânodo e seguem por um fio condutor até o catodo, onde ocorre a redução. Assim, o fluxo de elétrons segue de ânodo para o catodo. O eletrólito ou ponte salina é a solução eletrolítica condutora dos elétrons, permitindo a sua circulação no sistema. Cobre metálico Zinco metálico o funcionamento da Cátodo (polo positivo lâmpada acesa pilha de Daniell (polo negativo onde ocorre a onde ocorre redução) a oxidação) o funcionamento da pilha de Daniell é semelhante ao da fio condutor pilha de Volta, pois têm os mesmos eletrodos. Os metais ponte salina estão separados e há um material poroso para que a pilha Cu Zn funcione por mais tempo. O processo conhecido como oxirredução produz um fluxo de elétrons que surge entre os terminais da pilha (zinco e cobre). zinco sofre oxidação, ou seja, ocorre a perda de 2. elétrons, tornando seu polo negativo, também so, chamado de ânodo. Já o cobre ganha elétrons, 2+ 2+ Cu Cu sofrendo redução e tornando seu polo positivo, também chamado de cátodo. Voltímetro \ (+) Cu ânodo (-) Zn ponte salina Solução Solução de de sulfato sulfato de 2+ cobre Cu de zinco 2+O que acontece é que: O zinco tem maior tendência de se oxidar, isto e- Voltímetro é, de perder elétrons, por isso, zinco metálico da lâmina funciona como o eletrodo negativo, o cátodo (+) Cu ânodo (-) ânodo, onde ocorre a oxidação: K* Zn s) Zn2+ (aq) + 2 Os elétrons perdidos pelo ponte salina zinco são transportado pelo circuito externo até Solução Solução de cobre, gerando a corrente elétrica que liga a de sulfato sulfato de 2+ lâmpada. Os íons cobre da solução recebem os cobre Cu de zinco elétrons (reduzem-se) e transformam-se em SO cobre metálico que se deposita sobre a lâmina de cobre. Isso significa que esse é o eletrodo positivo, cátodo, onde ocorre a redução: (aq) + Cu(s). Para você entender como isso gera corrente elétrica, veja O caso de uma das primeiras pilhas, a pilha de Daniell, em que havia um recipiente com uma solução de sulfato de cobre e, mergulhada nessa solução, estava uma placa de cobre. Em outro recipiente separado, havia uma solução de sulfato de zinco e uma placa de zinco mergulhada. As duas soluções foram ligadas por uma ponte salina, que era um tubo de vidro com uma solução de sulfato de potássio com de vidro nas extremidades. Por fim, as duas placas foram interligados por um circuito externo, com uma lâmpada, cujo acendimento indicaria a passagem de corrente Ânodo Cátodo fio condutor Oxidação Redução Perda de elétrons Ganho de elétrons ponte salina - + Zn Cu No ânodo: Zn Zn2+ + (s) (a q) Oxidação No cátodo: + 2e Cu (s) Redução Equação global: Zn (s) Cu(s)Essas mudanças são explicadas através da semi-reação de redução abaixo: (aq) + 2 Cu (s) Agente Oxidante é o Cátodo Solução Lâmina O eletrodo que sofre redução é denominado cátodo. Agente Redutor é o Ânodo Já a lâmina de zinco, sofreu corrosão, e isso é explicado através da semi-reação de oxidação a seguir: Zn (s) (aq) + 2 et Lâmina Solução O eletrodo que sofre oxidação é denominado ânodo. Eletrólise A eletrólise é a reação de oxirredução que ocorre de modo não espontâneo, provocada pela + passagem de corrente elétrica vinda de fonte cátion externa. ânion A eletrólise pode ser ígnea ou aquosa. A eletrólise ígnea é aquela que se processa a partir Cátodo Ânodo de um eletrólito fundido, ou seja, pelo processo de fusão. Na eletrólise aquosa, solvente ionizante utilizado é a água. Em solução aquosa, a eletrólise pode ser realizada com eletrodos inertes ou eletrodos Pilha Eletrólise ativos (ou reativos). Processo não Processo espontâneo 1) (Vunesp) A equação seguinte indica as espontâneo reações que ocorrem em uma pilha: Transforma energia Transforma energia química em elétrica elétrica em química Zn(s) + (aq) polo polo negativo positivo Podemos afirmar que: Cátodo polo Cátodo polo a. zinco metálico é o cátodo. positivo negativo b. O íon cobre sofre oxidação. C. zinco metálico sofre aumento de massa. d. cobre é o agente redutor. e. Os elétrons passam dos átomos de zinco me tálico aos íons de cobre. Lista de atividades 01. apenas lell dizn zn2