Corrosão Eletroquímica

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Corrosão
Eletroquímica 
Fundamentos da eletroquímica
Início dos estudos da eletroquímica
Está diretamente ligada aos estudos da corrosão
Em 1788, observou-se que a água após contato com barras de Ferro tende a ficar alcalina
1800 - Nicholson e Carlishe
Quando a água é colocada num circuito de condutores elétricos, em contato com dois eletrodos, se a energia for suficiente para oxidar um dos eletrodos no outro ocorrerá desprendimento de hidrogênio molecular.
1819 - Nos E.U.A cientistas observaram que uma chapa de ferro não reage com a água, em temperatura ambiente, quando ambos estão puros. Mas uma vez que tenha sido iniciado a reação por algum motivo, ela continuará só pela ação da água.
1826 - Davy, demostrou experimentalmente a corrosão galvânica.
1827 - Becquerel, mostrou que é possível provocar reações, como as obtidas por Nicholson e Carlishe, unindo-se metais e fluídos iguais, apenas com concentrações iônicas diferentes nas soluções.
1833 -Faraday, realizou estudos quantitativos da eletrólise que culminaram com as Leis de Faraday da Eletrólise.
1844 - Andrews, pela primeira vez mediu potenciais elétricos obtidos por reações químicas que ocorrem na interface metal/solução.
Nomenclatura utilizada no estudo da eletroquímica
a) ELETRODOS: São assim chamadas as partes metálicas que estão em contato com a solução dentro de uma célula eletroquímica.
b) ÂNODOS: São os eletrodos pelo qual a corrente elétrica que circula numa célula ENTRA na solução.
c) CÁTODOS: São os eletrodos pelo qual a corrente elétrica que circula numa célula DEIXA a solução.
d) ELETRÓLITOS: São assim chamadas todas as soluções que CONDUZEM a corrente elétrica.
OBS. A quantidade de eletrólito situada ao redor do ânodo é chamada de ANÓLITO e ao redor do cátodo de CATÓLITO.
e) ÍONS: São assim chamadas as partículas carregadas que se movimentam na solução.
OBS. A palavra íon provém da literatura grega e significa viajante.
f) CÁTIONS: São os íons com carga POSITIVA.
g) ÂNIONS: São os íons com carga NEGATIVA.
h) CÉLULA ELETROQUÍMICA: Todo sistema formado por um circuito externo que conduza a corrente elétrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e mergulhados num eletrólito.
Células eletroquímicas
Célula eletrolítica
pilha
Antes de prosseguirmos
	Carga elétrica: Coulomb (C) 
	F: 96500C		1e-: 1,602E-19 C
	Corrente elétrica: Ampère (A)
	Variação da carga elétrica em função do tempo
	
	Resistência elétrica: Ohm (Ω)
	Impede a corrente elétrica de fluir. Impossibilita o fluxo de elétrons
	Potencial elétrico: Volt (V)
	V = i.R
Razão carga massa do elétron
Campo elétrico gera um desvio e é chamado de força elétrica
Campo magnético gera uma força magnética em sentido oposto a força elétrica
As duas forças geram um feixe contínuo, portanto são iguais
Rearranjando temos a equação para a velocidade do feixe de e- (guarde essa equação)
Pensando de uma outra maneira temos que a força elétrica será a m.a. 
A no eixo y que é o sentido do movimento acelerado
Outro dado importante é a distância que o e- percorreu em y
Equação que é obtida a partir de uma velha conhecida. Como a distância inicial em y é 0 e a velocidade também, obtemos a equação acima
Para encontrar o tempo percorrido pelo e-, utilizamos a equação acima para substituir o tempo pela razão entre a distância do tubo e a velocidade em x
Qual era o foco? 
A aceleração em y já encontramos anteriormente
Ah é...! A razão massa e-
Lembra dessa equação? É a velocidade do e- sem influencia de nenhum dos campos
Substituindo os valores da velocidade incluindo o campo elétrico e magnético temos esta equação
Equação final obtida por Thomson
Obteve valor próximo da razão carga massa que conhecemos hoje: 1,75x10^8 C/g 
Determinação da carga elementar
Experimento de Millikan
1923 Nobel de física por seus estudos
Quando a gota fica parada temos a força elétrica igual ao peso
A força elétrica e o peso são representadas desta maneira
Como não temos a massa da gota, substituímos dessa forma
Assumindo que a gota é uma esfera perfeita temos a substituição
Porém, temos que levar em conta o peso real da gota, que é dada subtraindo o empuxo causado pelo ar
O empuxo é dado pela densidade do ar multiplicado volume da gota e pela gravidade
Com isso temos o peso real da gota com quase todos os termos conhecidos, menos o raio da gota.
Para determinar o raio da gota temos que realizar uma associação. 
Considerando a lei de Stokes para força de arraste temos esta situação, em que o peso real será igual a força de arraste
Equação da força de arraste considerando o ar como um fluido newtoniano
Juntando as expressões do peso real e força de arraste temos...
Com isso, conseguimos isolar o raio da gota
Voltamos a situação onde a gota está parada, agora conhecendo o valor do raio da gota.
Isolando a carga, temos o valor que Millikan utilizou para determinar a carga do elétron.
Corrente elétrica= i (c/s)
Potencial elétrico
O potencial elétrico é uma propriedade de cada carga elétrica, enquanto a energia potencial elétrica é produto da interação pontos de cargas e não existe em cargas solitárias.
O potencial elétrico é igual à energia potencial elétrica por unidade de carga, ou seja, a quantidade de volts de uma certa região do espaço determina qual será a energia potencial elétrica para cada 1 C de carga elétrica de prova.
Tensão elétrica ou ddp
Para que uma corrente elétrica possa fluir entre dois pontos, é necessário que exista uma Tensão Elétrica entre esses pontos. Quando uma tensão elétrica é aplicada sobre um condutor, há o surgimento de uma Força Eletromotriz (FEM), que é responsável por colocar em movimento os elétrons livres dentro do condutor.
Resistencia elétrica
Pilha de volta
Pilha de daniell
Dúvidas?
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
- Célula eletroquímica similar a usada por Nicholson e Carlishe 
 
e 
LÂMPADA ACENDE 
LÂMPADA ACENDE 
Pt 
H
2
O 
GERADOR 
DE C.C. 
i 
 = bolhas de gás hidrogênio, 
que é uma união de 
várias moléculas de H
2
. 
Pt 
OBSERVAÇÃO EXPLICAÇÃO CONCLUSÃO 
1. BORBULHAMENTO AO REDOR 
DE UM DOS ELETRODOS. 
NA INTERFACE ELETRODO / 
SOLUÇÃO OCORRE UMA REAÇÃO 
ELETROQUÍMICA DE REDUÇÃO DO 
H
+
 A SUA FORMA MOLECULAR H
2
, 
QUE EVOLUI NA FORMA DE GÁS. 
COMO A REAÇÃO SÓ OCORRE 
QUANDO SE FECHA O CIRCUITO 
DA CÉLULA - A CORRENTE 
ELÉTRICA É QUEM PROVOCA A 
REAÇÃO. 
2. AS DUAS LÂMPADAS SE 
ACENDEM 
A CORRENTE ELÉTRICA ESTÁ 
PASSANDO DE UM ELETRODO DE 
PLATINA PARA O OUTRO ATRAVÉS 
DA ÁGUA. 
A ÁGUA CONDUZ A CORRENTE 
ELÉTRICA. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 e 
 e 
 
 e 
 e 
 e 
 
 e 
 
+ - + - - 
 - 
 + - - - 
 
 + + - - 
 
- - + - - 
E L E T R Ó L I T O 
 GERADOR DE C.C. 
+ – 
CÁTODO 
ÂNODO 
e e 
i 
FONTE EXTERNA 
O SENTIDO DA 
MOVIMENTAÇÃO DE 
CARGAS É IMPOSTO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
- Esquema representativo de uma pilha. 
 + - - 
- + - - 
 - 
+ - + - 
 - + 
 - + - 
 
 e 
 e 
e 
e 
i 
O SENTIDO DA 
MOVIMENTAÇÃO DE 
CARGAS É ESPONTÂNEO. 
CÁTODO ÂNODO 
 e 
e 
 e