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ELETROQUÍMICA - 2 Prof. Paulo Cesar Souza Pereira, MSc Química Geral Agronomia Engenharias ALIM / QUIM / PROD Cursos: Disciplina: UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ - UEM ELETRÓLISE e CORROSÃO Corrosão É resultado de reações REDOX espontâneas e indesejáveis. Corrosão do ferro • Necessita de O2 e H2O • O Fe forma anodo/catado na mesma peça • Processo favorável em meio ácido e presença de sais. 1ª etapa: formação de Fe2+ 2ª etapa: formação de Fe2O3 (S) Proteção catódica – metal de sacrifício Células eletrolíticas Utilizam a eletricidade para forçar a ocorrência de uma reação REDOX não espontânea. Eletrólise: Utiliza trabalho elétrico externo www.portaldagalvanoplastia.com.br/galvanoplastia/cobre.html http://customplatingspecialist.com/process/index.html Galvanoplastia ânodo cátodo e- e- http://www.alunosonline.com.br/quimica/galvanoplastia.html CÁTODO ÂNODO Eletrolise com eletrodos ativos - Galvanoplastia Eletrolise Altas temperaturas, leva a custos elevados Alternativa: eletrolise aquosa Eletrolise ígnea: compostos fundidos A eletrólise do AgF (aq) em meio ácido leva a formação de prata metálica e gás oxigênio. Escreva as semi reações e calcule a fem externa mínima necessária para que o processo ocorra sob condições padrão. Exemplo: CF 20.16 Calcule a massa em gramas de alumínio produzida em 1,0 h se a corrente elétrica for de 10,0 A. Aspectos quantitativos da Eletrolise Observar a estequiometria da semi-reação. Equivalência de unidades de medida: 20.17 - Calcule a massa em gramas de alumínio produzida em 1,0 h se a corrente elétrica for de 10,0 A. Encontrar a carga em coulombs: F = 96 500 C = 1 mol de e - Q = (10 A) (1 h) Q = 3,60 x 10 -4 C Calcular mols de elétrons: Q = i t ne = 3,60 x 10 -4 C ne = 0,373 mol de e - Encontrar nAl pela estequiometria com ne: Mol e- Mol Al 3 1 0,373 X X = 0,124 mol Al Converter n em massa (mol em gramas): MAl = 0,124 mol (27 g mol -1) MAl = 3,36 g de Al Para qualquer processo espontâneo, ΔG é a medida do trabalho máximo útil, ωmáx . ΔG = ωmáx TRABALHO ELÉTRICO ωmáx = - nFE ωmáx < 0 (-), a célula realiza trabalho - (galvânica) ωmáx > 0 (+), a célula recebe trabalho externo - (eletrolítica) Para forçar a ocorrência do processo, o potencial externo, Eext , deve ter módulo maior que o potencial da célula, Ecel. O trabalho aplicado sobre o sistema é dado por: ω = nFEext n.F = carga elétrica total, Q, fornecida por uma fonte externa. Q = n F Q = i t CONVERSÃO DE UNIDADES de trabalho elétrico 1 J = 1 C V 20.18 - Calcule o número de quilowatts/hora de eletricidade necessários para produzir 1,0x103 Kg de alumínio pela eletrólise de Al3+ se a fem aplicada for 4,50 V. massa Calcular a carga (número de coulombs) necessária Q = nF Kg / g g / mol mol / F F / C http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAt-MAK/corrosao Eletrólise reduz Corrosão oxida Extração de metais de seus óxidos (Al, Mg) Aplicações das células eletrolíticas Células eletrolíticas Outras aplicações da eletrólise: • Produção de produtos de limpeza http://slideplayer.com.br/slide/44872/ E°oxi = - 1,36 2 Cl - Cl2(g) + 2 e - https://cedcrj.wordpress.com/2015/05/page/2/ Impacto social da eletroquímica aplicada Tecnológico Econômico
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