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aula 1e2 eletro 2019-1 - Copia

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Eletroquímica 
Elton Sitta
esitta@ufscar.br
Eletroquímica: Aula 1
Eletroquímica
Termodinâmica de soluções
Cinética de reações
Quântica 
Sistema Eletroquímico
2 condutores eletrônicos 
(eletrodos)
1 condutor iônico 
(eletrólito)
Físico-Química
- + 
Eletroquímica: Aula 1
reagente
produto
Difusão de espécies: dinâmica dos fluidos
Adsorção de espécies em superfícies
Química do estado sólido
Catálise (eletrocatálise)
R
P
Efeito do solvente
Química de coordenação
Transferencia de elétrons
Eletrodos: metal, polímeros condutor, carbono, semi-condutores etc
Eletrólitos: solução contendo íons, polímeros permeáveis íons, sais fundidos etc
Eletroquímica: Aula 1
EMENTA
1 - INTRODUÇÃO 
2 - PROPRIEDADES DO ELETRÓLITO
3 – INTERFACES E CÉLULAS
4 – ELETROQUÍMICA NO EQUILÍBRIO 
6 – TERMODINÂMICA ELETROQUÍMICA 
5 – CINÉTICA ELETROQUÍMICA 
6 – ELETROQUÍMICA APLICADA
BIBLIOGRAFIA
1. ATKINS, P.W. - Physical Chemistry, 5a. 
Ed., Oxford, 1994.
2. MOORE, W.J. - Físico-Química, Vol. 2. 
Trad. de H. Li Chun, I. Jordan e M.C. 
Ferreroni, 4a. Ed., Edgard Blücher-EDUSP, 
São Paulo, 1976.
3. OLIVEIRA BRETT, A.M. & BRETT, C.M.A. 
- Electroquímica: princípios, métodos e 
aplicações. Oxford, New York, 1993.
4. DENARO, A.R. - Fundamentos de 
Eletroquímica. Trad. de J.H. Maar. Edgard 
Blücher-EDUSP, São Paulo, 1974.
5. TICIANELLI, E.A.; GONZALEZ, E.R. -
Eletroquímica. Edusp, São Paulo, 1998.
6. PILLA, L. Físico-Química II, 2ª ed. 
Editora UFRGS, Porto Alegre, 2010. 
AVALIAÇÃO
3 provas 
P1 – 26/04
P2 – 03/06
P3 – 05/07
+ Exercícios em sala de aula
+ substitutiva (12/07) contendo todo
conteúdo mas com peso distinto para a
parcial a ser substituída
Eletroquímica: Aula 2
Leis de Faraday para Eletrólise
1 - Quantidade de produto primario formado no eletrodo é 
diretamente proporcional à quantidade de “eletricidade” (carga) que 
passa pela solução
Dalton (1808)
Thomson (1897)
Rutherford (1911)
Leis de Faraday (1834)
(1791-1867)
Experimentos com deposição de metais
2 eletrodos metálicos + solução contendo íons 
metálicos (Ag+)
2 – As quantidades de diferentes produtos primários formados em um 
eletrodo, pela mesma quantidade de eletricidade, são proporcionais à 
massa equivalente (mmetal/z)
Vamos supor que 1 mol de elétrons passem pelo sistema!
Esta carga irá depositar:
1 mol de Ag Ag+ + e-à Ag 
1/2 mol de Cu Cu2+ + 2e-à Cu 
1/3 mol de Al Al3+ + 3e-à Al 
1 mol e- contém 96485,4 C (constante de Faraday)
96485,4 C / 6,02x1023 e- = 1,603x10-19 C
Eletroquímica: Aula 2
Relações entre carga e massa
Q = zi F ni
Número de mols depositados
Ex1. Qual a massa de cobre depositada em material que ficou 
condicionado em uma solução contendo Cu2+ onde foi aplicado 10 
mA por 30 s ?
Ex2. Qual a corrente necessária para depositar 1mm de Ni em 
todos os lados de uma placa com as dimensões 4x6 cm? O 
processo de deposição deve durar 20 min.
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Conceito de semi reações
Células Galvanodinâmicas (energia química – energia elétrica)
Estequiometria Eletroquímica
Eletroquímica: Aula 2
Solução aquosa de AgNO3
Fio de Cobre
Ag+ é depositada no fio (parte cinza)
Cu é dissolvido (solução torna-se azul)
2Ag+(aq) + Cu(s) 2Ag(s) + Cu2+(aq)
Eletroquímica: Aula 2
Solução aquosa de AgNO3
Fio de Cobre
É possivel obter energia elétrica desse sistema?
Qual o valor da Corrente ou da Carga?
É possível aplicar as leis de Faraday?
(Zero)
(Não) A energia química da reação (DG) é 
transformada em calor
Eletroquímica: Aula 2
Quando se mistura os dois reagente não há controle da reação e a 
transferência de elétrons é feita diretamente entre as espécies. 
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Solução: “Separar” as reações 
Cobre
Eletrólito
(Sem Ag+)
Ex. KNO3, NaClO4, NaCl...
Prata
Eletrólito
(AgNO3)
Ag+ solúvel 
Não pode ser 
Cobre
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O fluxo de elétron cessa rapidamente por causa da acúmulo de 
cargas (eletroneutralidade da solução) 
Formação 
de Cu2+
Consumo de Ag+
gera excesso de 
NO3-
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O problema do acúmulo de cargas é resolvido inserindo uma: 
Ponte Salina Placa Porosa
Ocorre migração de ânions do compartimento onde a Ag+ é depositada para 
o compartimento onde o cobre é dissolvido. 
Dificulta a presença de Ag+ próximo ao fio de Cobre.
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Ânodo:
ocorre 
oxidação
Cátodo:
ocorre 
redução
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