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UNIDADE VII – CÉLULAS ELETROQUÍMICAS; REAÇÕES DE OXIDAÇÃO E REDUÇÃO; CÉLULAS GALVÂNICAS; POTENCIAIS PADRÃO; CORROSÃO DE METAIS; Prof. Dr. Jefferson Pereira Ribeiro Disciplina: Química Geral e Experimental FACULDADE METROPOLITANA DA GRANDE FORTALEZA CURSO DE ENGENHARIA CIVIL/ENGENHARIA DE PRODUÇÃO DISCIPLINA: QUÍMICA GERAL E EXPERIMENTAL Aula 10: Eletroquímica Reações redox Reações espontâneas ELETROQUÍMICA Reação redox Ex. de reação espontânea ELETROQUÍMICA Número de Oxidação Como fazer atribuição ELETROQUÍMICA 1. O Nox de cada átomo em uma substância simples é sempre igual a zero 2. O Nox de um íon monoatômico é sempre igual à sua própria carga 3. Em um íon composto, o somatório dos Nox é igual à carga do íon 4. A soma dos Nox de todos os átomos constituintes de um composto iônico ou molecular é sempre igual a zero 5. O Nox do elemento hidrogênio pode ser +1 e -1 • O Nox do hidrogênio será +1 quando ele estiver ligado a um elemento mais eletronegativo e será -1 quando estiver ligado a um elemento mais eletropositivo 6. O Nox do elemento oxigênio (O), na maioria dos compostos, é igual a -2 • Quando o elemento oxigênio participa de compostos binários, que apresentam o grupo (O2) 2-, denominados peróxidos, o seu Nox será igual a 1. • Na molécula de O2 e O3, o Nox é zero 7. Existem elementos que apresentam Nox fixo em seus compostos Número de Oxidação Como fazer atribuição ELETROQUÍMICA Semi-reações • As semi-reações para Sn2+(aq) + 2Fe3+(aq) Sn4+(aq) + 2Fe3+(aq) são Sn2+(aq) Sn4+(aq) +2e- 2Fe3+(aq) + 2e- 2Fe2+(aq) • Oxidação: os elétrons são produtos. • Redução: os elétrons são reagentes. Balanceamento de equações de oxirredução Número de Oxidação Como fazer atribuição ELETROQUÍMICA C(g) + O2(g) → CO2(g) 0 0 +4 -2 REDUÇÃO OXIDAÇÃO Potencial de Redução/Oxidação Por que os e- são transferidos de uma espécie para outra ELETROQUÍMICA e- Alta energia potencial Baixa energia potencial Potencial de Redução/Oxidação Por que os e- são transferidos de uma espécie para outra ELETROQUÍMICA Células eletroquímicas ELETROQUÍMICA Célula eletroquímica Célula galvânica ELETROQUÍMICA Célula eletroquímica Célula galvânica – conversão de energia em trabalho útil Eletrodos: Condutor elétrico imerso em uma solução contendo íons Reações: Ocorrem próximo às superfícies dos eletrodos Fio Condutor: Conectam os eletrodos, conduzindo os elétrons Condutor Iônico (ou ponte salina): Requerido para fechar o circuito Potencial de Célula (Ecel) Por que os e- são transferidos de uma espécie para outra ELETROQUÍMICA 𝐸𝑐é𝑙𝑢𝑙𝑎 𝑜 = 𝐸𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 𝑜 - 𝐸𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑜 𝐸𝑐é𝑙𝑢𝑙𝑎 𝑜 = 𝐸𝑐𝑎𝑡𝑜𝑑𝑜 𝑜 - 𝐸𝑎𝑛𝑜𝑑𝑜 𝑜 Potencial de Célula (Ecel) Calculando o Ecel ELETROQUÍMICA Potencial de Célula (Ecel) Calculando o Ecel ELETROQUÍMICA Potencial de Redução ELETROQUÍMICA Potencial de Redução Prevendo a espontaneidade de uma reção ELETROQUÍMICA Maior potencial de redução (impõe o sentindo do deslocamento dos e-) Menor potencial de redução (inversão do sentindo dos e- é imposto pelo potencial de redução maior do Ni ) Corrosão Formas de evitá-la 1. Recobrimento com uma fina camada de um metal 2. Conectando a um anodo de sacrifício (proteção catódica) 3. Recobrimento com filmes protetivos (óxidos) 4. Galvanização 5. Recobrimento com pintura Corrosão Formas de evitá-la 1. Recobrimento com uma fina camada de um metal 2. Conectando a um anodo de sacrifício (proteção catódica) 3. Recobrimento com filmes protetivos (óxidos) 4. Galvanização 5. Recobrimento com pintura Corrosão Formas de evitá-la 1. Recobrimento com uma fina camada de um metal 2. Conectando a um anodo de sacrifício (proteção catódica) 3. Recobrimento com filmes protetivos (óxidos) 4. Galvanização 5. Recobrimento com pintura Corrosão Formas de evitá-la 1. Recobrimento com uma fina camada de um metal 2. Conectando a um anodo de sacrifício (proteção catódica) 3. Recobrimento com filmes protetivos (óxidos) 4. Galvanização 5. Recobrimento com pintura Corrosão Formas de evitá-la 1. Recobrimento com uma fina camada de um metal 2. Conectando a um anodo de sacrifício (proteção catódica) 3. Recobrimento com filmes protetivos (óxidos) 4. Galvanização 5. Recobrimento com pintura Células eletrolíticas Eletrólise da água ELETROQUÍMICA Células eletrolíticas Eletrólise do NaCl ELETROQUÍMICA Eletrólise Eletrodeposição ELETROQUÍMICA Células eletrolíticas Eletrólise do NaCl – processo industrial ELETROQUÍMICA Corrosão ELETROQUÍMICA Potencial de Célula (Ecel) Exemplo 1 ELETROQUÍMICA Potencial de Célula (Ecel) Exemplo 2 ELETROQUÍMICA
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