UNID.6 CAP.1 CONCEITOS+FUNDAMENTAIS

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244 unidade 6 EreroquimÌcâ
Copílulo I
Conceifos f u ndo mento is
InfÍoduçõo
A elettoquímica ê a paÍte da Quimica que estuda o relacjonamento entre a corrente eÌé-
tÌica e as Íeações quimicas. Os principais fenômenos estudados por eÌa sãol
. Produção d€ corÍente elétrica, através de uma rcação quiít'icai pilha.
. Ocorrência de uma reação quimica pela passagem da correnle elétrica: e/errórse.
Para melhor entender os fenômenos da eletroquimica, vamos recordar algo sobÌe oxr'-
. Oxidaíão, quando a espécie quimica p€rde €létrons na Íeação:
zno 
- 
zn'* + 2e- (oxidação do Zno)
. Redrçao: quando a espécìe química recebe elétrons na reaçào:
Cu) ,2e- 
- 
Cuu (reduçáodocu: r
ObseNe as experiências descritas a seguir, e as conclusões a que podemos chegar,
Preparamos uma solução aquosa de
suÌfato de cobre (CuSOa): um sal bas-
tante solúvel, que se dissocia em ions
Cu'. e SOi . Essa solução ó de uma
coÍ azul caracte stica, A seguir, to-
mamos umâ lâmina de zinco metálico
(Zn'), que é de coÍ cìnza.
lâmina
Eno)
Mergulhamos a lâmina de zinco na
solüção de sulfaio d€ cobÌe; agora,
otìservemos o sistema atentâmente
dürante alguÌrs minutos, Veremos qüe
com o passar do tempo a lâmina e a
solução mudam de cor.
h
=
capírlro 1 _ conceúos íundam6rtaÈ 245
Retirando a lâmina de zinco da solu
ção, verificamos que a parte que esta
vâ submersa está recoberta por uma
fìna camada vermelho-amarelada
que podemos identificar como sendo
cobremetáÌico (Cuo)-e queasolução
perdeu â cor azul. Uma análise posre
rior mostrará aexistência de ions Zn"
em substituiçào aos ions Cu:+,
lzno)
lcú! ì
O exame dos fatos observados nos leva a concluir que houve uma reação de oxidacão,
reclução na superficie da lâminâ de zinco em contato com a solução de sulfato de cobre.
Es.a reaçáo pode.er descrira pela equaçáo:
O' reais pan ic ipantes dessa reaçáo foram os átomos de / inco da jupej f ìc ie da t ;mina e
os ions de Cu' da soiução. O. anions 5ultaro tSO; ) permaneceram inal lerados. porranro.
a reação pode ser descÍira por üma equação simpiificada:
A equação ânterior nos mostrâ que o zinco (Zn) cede €létrons para os ions Cur+ da so-
lução e estes se depositam na lâmina na forma de cobre metálico (Cuo). Evidentemente, os
átomos de zinco (Zno) da lâmina qüe cederam os eÌétrons convertem-se em ions Znr'. ouepassam para a soìução:
ZÍl + C-'+ + cuo + 7n'l+
Ìânlna solução deposi!ã se pdsaparê
na tãmina a sólução
Znoé o redutor ou agente redutor.
CÌrì é o oxidante ou ag€nre oxi
Preparando uma solução de sulfato de
zinco (ZnSO4) e mergulhando nessa
soluçâo uma lâmina de cobre (Cuo),
observamos quea lâmina de cobre não
fica ÍecobeÍta de zinco (Zno). Isso evi-
dencia que não ocorre a Íeação.
lÊmina
(cuoì
Cuo+Znr '*?
v
_ 246 unidade 6 Edmqúmica
A sêrie de Íeolividode quÍmico
Analisândo em conjunlo os resultados obtidos na seqüència anteÍior de expedência!,
verificâmos que existe uma deteÍminada ordem para que a reaçào ocorÍa, isto é, não basta
simplesmente juntar duas espécies quimicas: um metal e uma solução. A naturcza impõe
coì1dìções paÍa que haja reação entrc üm deíeminado par metal/catíon.
Nas expedências qoe descrevemos, observamos que:
. AÌo cedeelé1rons ao Zn:*;
. Zno cede elétrons ao Cul*;
. Cuocede eÌétrons ao Ac*;
. Cuonão cede elétrons ao Zn'1*.
PreparaÍos umâ solução de sul-
fato de zinco (ZnSOJ e mergu-
lhamos neìa uma lâmina de alu
minio (A1o). Após alsum tenpo,
d€tectamos üma fina película de
zinco sobre a lâmina de alumi
nio e o aparecimento de ioÍs
Alr* na solução. Isso evidencia
que ocorre a reação,
I
{Zn')
2Àlo + 32n,,
- 
2AÉ' + 3Zn0gvJ!-vJ
aFíece depc â.se
na solução na lámina
cobÍE {cu!)
PrepaÍamos uma solução de sul-
fato de prata (Ag,SO, e mergu-
Ìhamos nela uma lâmìna de co-
bre (Cìro). Àpós algum tempo,
notamos a formação de uma pe-
lícuÌa de prata sobÍe a lâmina de
cobÍe e o aparecimento de ions
Cu':* na solução. Isso evidencia
que ocorre a reação.
I
Cu' 
. 
* 2A9'
-Cu"+ 2as'
Ì-
capÍturo r 
- 
conc€itôs tundâm€nrsis 247
Podemos dispor esses metais em uma seqüência que indique a preferência em cederelÉ_
tfons, ou, como é châmaáa, úía sefie de rcati.ridade química.
Veja:
Nesúa série, os átomos da esqÌrerda ce-
dem elétlons aos cations dos elementos à
. Alocede elérrons a Zn' . , Cu,. e Ág';
. Zno cede elétroff a Cu'1* e Ag *;
. Cuocedeelétrons a Ag *.
Entretanto, CÌro nâo cede eléirons ao
Zntr* € nem ao Alr*,
:
O cientista am€ricano L:\n\s Pauling(1901), através de experiêrcias do tjpo das
que anaÌisamos, conseguiu ordenar os me
tais de acordo com a sua Íeatividade qüimi
ca, ou seja! montou uma série de Íeativida-
de quimica. Nessa série, os eÌementos estão
dispostos em ordem decrescente de reativi-
dade. Assim, o césio (Ct é o mais reativo,
enquanro o ouro (Au) é o menos reativo.
ffiì$ Exercíclos reso/vdos
ÊRll Dada a equação, descobir se ela representa uma Íêâ9ão que pode ser efetuãda:
zno + Fe2+ +FèÕ+Zn2+
Examinândo a série de reatividãde quÍmica, veriíicamos que o zinco sparece ãnres dofer-
ro. Então. â reação pode ser efetuads, pois o Zno podê ceder etéÍons aos cãtíons Fêr+:
zn9 + Fe2+ + F.eo + Zn2+
Os étomos de zinco (Zno)
podem ceder elétÍons aos
cations de retro ll (Fez+).
J Asente oxidante: Fe'z* (oxidâ o znoa zn,+)
I Agentê.êdutor: Zno lreduz o Fe2+ a Feo)
r-
R6spostâ: A reação pode sef efetuãda.
248 unidâde 6 - Eletoqurm'câ
ER2) Descobrn se pode ser efetuada a rcacão rcpresêntada por Fe2+ + Nio - Feo + Ni2+
Na séíi; de íeôtividadê qulmica, o niq'iel spaÍece apôs oÍero Ëntão a rêacão nào pode
ser efetuada, pois o Nio não pode ceder elét'ons àÔs câtìons Fe' :
Fer++Nio+nãoocoíe
I Os átomos de nÍquel(Ni") I
I náo cêdem eléttons aos I
I cêíons dê re ' Ío l ì lFe"ì l
R€sposta: A rcação não pode ser efetuada
w8 FxeÍcíc,'os de oPrendizogem W
xar) Dos fenôneDos indicados a sgüir, aerupe os que mnstituem üna oxìdaÉo e os que constiiüen üna redução:
a) Mso -- MgF + 2e
O Aco 
- 
Ac'+ e
d) Cao 
- 
Ci" + 2e
Desubm qüais as Ìcâgõ{s que poden ser realizadas e indique os aseÍtes oxidante e redutor' se houveÌ:
,iiJ. à* 
- 
si,'rc"' DE#"11 - ::ll. Y":
e)2Hr+2e * H,
021 
- 
l ,+2e
El cl'+ 2e 
- 
zcl
l l i , - ' ; . " - i . ' ' i ; ' c '@v' ' -er ' -v," '
d 
"-r . 
J Moo 
- 
Mo ,7n' n) fB-euL- Al" ' Be' ' - Al '
erot,ou. po' qu. 
" 
*açao *p*.eoudâ pela equaçáo I e0 IH - fer H pode aÌ reâlizada mqunloqÚe
, i"À,iua, o"' r^"d 2H 
- 
cul 
- 
H) o;o pode q realiada
'^" '"ü#iïï,iï,i:i'Ëï.'ïifls,ïÍiïi',1ï'Ì,àï'ï''d,ïôïflilllïï1ï;ï"ffi1ï:1.ïËf"':ïï'.Jtïl:
EA2)
f,À3)
o Znrl + M8o 
- 
Mgt' + zno
ar cul;ìïriú . su" r cu,
ó,qm-As'.c"'
hìlBeu,+ Aì,. . Be.' + Al'
i lPtt lF tu' . PÍ '+ A8'
rÍAsoh PrL - tu. + Pr"