01 aula introdução eletroquímica

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Prof Clauber 
Ementa 
 CH 
68 h 
 Objetivo: 
 Introduzir os conceitos fundamentais da 
eletroquímica. 
Ementa 
 Termodinâmica eletroquímica 
 Noções gerais sobre dupla camada elétrica e 
seus principais modelos estruturais, 
 cinética eletroquímica, 
 exemplos de processos eletroquímicos: 
baterias e pilhas e 
 corrosão. 
Ementa 
 Noções sobre as principais técnicas 
eletroquímicas: 
 voltametrias de varredura de potencial e 
 voltametrias de pulso. 
 Apresentação de experimentos eletroquímicos 
elaborados pelos alunos como prática docente 
no contexto do ensino médio de Química. 
 Bibliografia Básica: 
 ATKINS, P. W. Físico-Química. 6.ed. Rio de 
Janeiro: LTC, 1999. Vol. 1, 2 e 3. 
 CASTELLAN, G. Fundamentos de Físico-Química. 
Rio de Janeiro: LTC, 1986. 
 MOORE, W. J. Físico-Química. São Paulo: Edgard 
Blücher Ltda: EDUSP, 1976. Vol.1 e 2. 
 BARD, A. J.; FAULKNER, L. R. Electrochemical 
Methods: Fundamentals and Aplications. 2ª.ed. 
New York: John Wiley & Sons, Inc., 2001. 
 Bibliografia Complementar: 
 BOCKRIS, J. O. M.; REDDY, A. K. N. Modern 
Eletrochemistry. New York: Plenum, 1970. Vol 1 e 2. 
 BRETT, A. M.; BRETT, C. M. A. Eletroquímica: 
princípios, métodos e aplicações. Coimbra: 
Almedina, 1996. 
 DENARO, A. R. Fundamentos de Eletroquímica. São 
Paulo: Edgard Blücher Ltda, 1974. 
 OLDHAM, K. B.; MYLAND, J. C. Fundamentals of 
Electrochemical Science. New York: Academic Press, 
1994. 
 Bibliografia Complementar: 
 SKOOG, D. A.; HOLLER, F. J.; NIEMAN, T. Principles of 
Instrumental Analysis. Philadelphia: Saunders,1998. 
 TICIANELLI, E. A.; GONZALEZ, E. R. Eletroquímica. São Paulo: 
EDUSP, 1998. 
 WANG, J. Analytical Electrochemistry. New York: VCH, 1995. 
 Eletroquímica é o ramo da química preocupada 
com a inter-relação dos efeitos elétricos e 
químicos. 
 Uma grande parte deste campo lida com o 
estudo das alterações químicas provocadas pela 
passagem de uma corrente elétrica e da 
produção de energia elétrica por meio de 
reações químicas. 
O campo da eletroquímica 
 Uma enorme variedade de fenômenos 
diferentes (por exemplo, eletroforese e 
corrosão), 
 Dispositivos (displays eletrocrômicos, sensores 
eletroanalítica, baterias e células de 
combustível) e 
 Tecnologias (a galvanização de metais e de 
grande escala produção de alumínio e cloro). 
História da Eletricidade e 
Eletroquímica 
 A História da Eletricidade começa na 
Antiguidade, a partir da Grécia Antiga. 
 Segundo Tales de Mileto, ao se esfregar um 
pedaço de âmbar com pele de carneiro, era 
possível observar que pedaços de palha eram 
atraídos pelo âmbar. 
Fonte: Blog da eletroquímica. http://eletroquimic.blogspot.com/2007/11/histria-da-eletricidade-e-
eletroqumica_27.html 
História da Eletricidade e 
Eletroquímica 
 A palavra eléktron (ἤλεκτρον) significa âmbar 
em grego. 
 Em relação ao seu desenvolvimento no Oriente, 
especula-se que objetos encontrados no Iraque, 
datados de 250 a.C., seriam utilizados como um 
tipo de bateria. 
Fonte: Blog da eletroquímica. http://eletroquimic.blogspot.com/2007/11/histria-da-eletricidade-e-
eletroqumica_27.html 
Galvani 
 No século XVIII, a partir de estudos, realizados 
em coxas de rã descobriu que músculos e células 
nervosas eram capazes de produzir eletricidade, 
que ficou conhecida então como a eletricidade 
galvânica. 
 Mais tarde, Galvani demonstrou que essa 
eletricidade é originária de reações químicas. 
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Vídeo: 
Experimento de Humphry 
Davy 
 Foram decompostas soluções de vários sais 
empregando a energia elétrica proveniente de 
uma pilha, 
 tais como o isolamento do sódio e do potássio 
de seus hidróxidos feita por Sir Humphry Davy 
(1801) 
 
Faraday 
 Realizou pesquisas e elaborou teorias que 
constituíram os fundamentos da eletroquímica e 
do eletromagnetismo. 
 Os estudos realizados sobre a eletrólise de 
soluções de sais, ácidos e bases, serviram para 
obter as leis básicas da eletrólise (1834), 
relacionando a ação química produzida pela 
corrente e a quantidade de eletricidade 
 Josiah Willard Gibbs demonstrou (1875) que a 
possibilidade de uma reação química ocorrer 
poderia ser avaliada pela diferença de potencial 
em uma célula galvânica. 
 Walther Nernst (1889) estudou sistemas em 
equilíbrio e relacionou o potencial da célula com 
a concentração das substâncias químicas 
utilizadas. 
 Svante Arrhenius (1887) explicou a condutância 
elétrica de soluções em termos de migração de 
íons e equilíbrio entre íons e moléculas. 
 Em 1923, Peter Debye (prêmio Nobel em 
Química em 1936) e Erich Hückel explicaram a 
condutância, o potencial eletroquímico e outras 
propriedades de soluções iônicas. 
O que é corrente elétrica? 
 A corrente elétrica é o movimento ordenado de 
cargas elétricas, através de um condutor elétrico. 
 Ela pode ser definida como corrente elétrica real 
(sentido do movimento dos elétrons) e corrente 
elétrica convencional (consiste no movimento de 
cargas positivas). 
http://www.novafisica.net/conte
udo/cont-3-corrente3.htm 
Condições para que ocorra uma 
corrente elétrica num condutor 
 É necessário duas coisas fundamentais: 
uma diferença de potencial, capaz de atrair os 
elétrons e 
 um meio de propagação que permita sua 
passagem. 
O que ocorre dentro dos 
condutores 
 Há muitos elétrons livres descrevendo um movimento 
caótico, sem direção determinada. 
Aplicação de 
uma 
diferença de 
potencial 
externo (ex.: 
bateria) 
Estabelecime
nto de um 
campo 
elétrico 
interno 
Os elétrons 
passam a se 
movimentar 
numa certa 
ordem 
Estabelecime
nto de uma 
corrente 
elétrica 
Tipos de corrente elétrica 
 Corrente contínua: 
É aquela cujo sentido se mantém constante. 
Ex: corrente de uma bateria de carro, pilha, 
etc. 
 Corrente alternada: 
É aquela cujo sentido varia alternadamente. 
Ex: corrente usada nas residências. 
Condutores - Soluções 
Iônicas e Moleculares 
 Para que ocorra a corrente elétrica, é necessário 
um meio de propagação que permita a 
passagem dos elétrons. 
 O meio condutor pode ser qualquer meio 
material (constituído por matéria). 
 Portanto, alguns são bons condutores e outros 
são maus condutores (isolantes), ou seja, alguns 
permitem facilmente a passagem dos elétrons, 
outros dificultam e outros impedem. 
Condução de corrente 
elétrica em uma solução 
 Mas para uma solução permitir a condução de 
corrente, uma coisa é fundamental: 
 a presença de íons. 
 Dessa forma, as substâncias iônicas (quando em 
solução ou líquidas) liberam íons, portanto, 
conduzem corrente elétrica. 
 Já as substâncias moleculares (quando em 
solução), se não sofrerem ionização não 
conduzem corrente elétrica. 
Condutores líquidos 
 São as soluções básicas, ácidas ou salinas. 
 Nestes condutores, a corrente elétrica é 
constituída pelo movimento de íons em dois 
sentidos (cátions no sentido de campo elétrico 
negativo e ânions que se deslocam no sentido 
oposto). 
 Estes condutores são chamados 
Eletrólitos. 
Condutores gasoss 
 Os gases em geral são isolantes, mas, quando 
ionizados tornam-se condutores. 
Condutores sólidos 
 Normalmente os metais, como o ouro, a prata e 
o cobre são citados como condutores 
 Nos metais a corrente elétrica é constituída pelo 
movimento de elétrons que vão passando de um 
átomo a outro com grande facilidade, 
deslocando-se em sentido oposto ao do campo. 
E os outros Condutores 
sólidos? 
 Já outros sólidos como a madeira, o papel e o 
plástico são citados como não condutores, pois 
não permitem a passagem de fluxo de elétrons, 
ou deixam passar apenas um pequeno número 
deles. 
 A primeira pilha foi criada em 1800, por 
Alessandro Volta, que utilizavadiscos de cobre e 
zinco, separadas por algodão embebido em 
solução salina. 
 Os discos foram chamados de eletrodos, sendo 
que os elétrons saiam do zinco para o cobre, 
fazendo uma pequena corrente fluir. 
Pilha de Volta. Fonte: 
http://educar.sc.usp.br/licenciatura/2006/Pilha_de_Daniel/pilha_de_Daniell.html 
http://quimicanafacu.blogspot.com/2010/03/pilha-de-daniell.html 
 Em 1836, John Frederick Daniell construiu uma 
pilha com eletrodos de cobre e zinco, mas cada 
eletrodo ficava em uma cela individual, o que 
aumentava a eficiência da pilha, pois ela possuia 
um tubo que ligava as duas cubas, este tupo foi 
chamado de ponte salina. 
 Esta pilha ficou conhecida como pilha de Daniell.