Aula 14 Química Biológica

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Química Biológica 
Aula 14: Eletroquímica 
Eletroquímica 
SDE0898 – Química Biológica 
Química Biológica 
Aula 14: Eletroquímica 
Reação de oxirredução: 
 
Tanto a oxidação como a redução devem ocorrer, simultaneamente 
 
- Agente oxidante: remove elétrons de uma substância para si, sendo reduzido. 
 - Agente redutor: fornece elétrons para outra substância, sendo oxidado. 
Conceitos gerais de oxidação e redução 
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Método de oxirredução (revisão) 
 
Exemplo: 
Balanceamento de equações químicas 
KMnO
4
 + HCl  KCl + MnCl
2
 + H
2
O + Cl
2
 
+7 +2 – 1 0 +1 +1 +1 +1 – 1 – 1 – 2 – 2 
Cl : OXIDAÇÃO Δ = 0 – (– 1) = 1 
REDUÇÃO Mn : Δ = (+7) – (+2) = 5 
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Células Voltaicas 
 Dispositivo no qual a transferência de elétrons ocorre pelo caminho 
externo em vez de diretamente pelos reagentes. 
 
 Libera energia espontaneamente em uma reação de oxirredução que 
pode ser usada para realizar trabalho elétrico. 
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Células Voltaicas 
 - Célula voltaica composta por solução 
de CuSO4 e um eletrodo de cobre 
(compartimento da esquerda) e solução 
de ZnSO4 e um eletrodo de zinco 
(compartimento da direita), separadas 
por vidro poroso 
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Células Voltaicas 
Ponte Salina: manter as soluções eletricamente neutras pela troca de íons; 
 Contém um sal iônico, por exemplo NaNO3(aq), incorporado em um gel; 
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Células Voltaicas 
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Células Voltaicas 
Anodo: sofre corrosão 
Catodo: sofre deposição 
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Fem (Força eletromotriz) 
Em célula voltaica: Diferença de potencial entre dois eletrodos que fornece a 
força diretora para empurrar elétrons por circuito externo. 
E
o
cel = E
o
red (cátodo) – E
o
red (ânodo) 
Em uma célula voltaica, a reação do cátodo é sempre a que tem o valor de E
o
red 
mais positivo (ou menos negativo). 
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Fem (Força eletromotriz) 
 É adotada como referência a semi-reação de redução de H+ tal qual 
abaixo: 
2 H+(aq,1mol/L) + 2 e
-  H2(g,1atm) E
o
red = 0,00 V 
O elétrodo que produz essa semi-reação é chamado EPH (elétrodo-padrão de 
hidrogênio). 
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Fem (Força eletromotriz) 
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Fem (Força eletromotriz) 
 O potencial a uma semi-reação, é escrito como redução; 
 O coeficiente estequiométrico em uma semi-reação não afeta o valor do 
potencial-padrão de redução; 
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Fem (Força eletromotriz) 
 Quanto mais positivo o valor de E
o
red maior a força diretora para redução. 
 Basicamente, um potencial positivo indica um processo espontâneo e um 
potencial negativo indica um processo não-espontâneo. 
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Eletrólise 
 A eletrólise é baseada na utilização de energia elétrica provinda de uma 
fonte externa para permitir que uma reação não- espontânea ocorra. 
 As reações geradas pela energia externa são chamadas reações de 
eletrólise e ocorrem em células eletrolíticas 
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Eletrólise 
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Eletrólise Eletrólise 
 Eletrólise de Soluções Aquosas: verifica-se a redução ou oxidação da água 
ao invés dos íons do sal 
 Eletrólise com Elétrodos Ativos: os eletrodos empregados participam 
ativamente da reação 
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Eletrólise Eletrólise 
Trabalho Elétrico 
Quando usamos uma célula eletrolítica, utiliza-se uma fonte de energia 
externa, o trabalho é dado por: 
W = nFEext 
 
Onde: n = Número de elétrons transferidos na reação; E = energia externa; F = 
Constante de Faraday: 1 F = 96485 C/mol = 96485 J/V.mol;