Eletroquímica

Prévia do material em texto

O que é eletroquímica? 
É o estudo das reações químicas que 
produzem corrente elétrica ou são 
produzidas pela corrente elétrica. 
Oxidação = é a perda de elétrons 
Redução = é o ganho de elétrons 
Reação de Oxirredução = é quando há 
transferência de elétrons 
Número de Oxidação(NOX) = é a própria 
carga elétrica do íon, ou seja, o número de 
elétrons que o átomo perdeu ou ganhou. 
A pilha de Daniell 
 
Esta pilha baseia-se na seguinte reação: 
Zn + CuSO4 ----- Cu + ZnSO4 
 Ou, na forma iônica 
Zn ** + Cu 2+ ---- Cu + Zn2+ 
Daniell percebeu que estes elétrons 
poderiam ser transferidos do Zn para os 
íons Cu2+ por um fio condutor externo e, 
este movimento produziria uma corrente 
elétrica. 
 
 
 
 
Montagem e funcionamento 
 
 
Observações 
• A solução de ZnSO4 vai ficando 
mais concentrada 
• O eletrodo de zinco vai se 
desgastando com o passar do 
tempo 
• O eletrodo de cobre terá sua massa 
aumentada 
• A solução de CuSO4 vai ficando 
mais diluída 
E nas soluções, teremos a passagem dos 
íons, em excesso, de um lado para o outro 
através da ponte salina. 
Neste processo teremos, simultaneamente, 
a ocorrência das seguintes reações: 
Zn ---- Zn2+ + 2e- (semi-reação de 
oxidação) 
Cu2+ + 2e- ------ Cu (semi-reação de 
redução) 
Zn + Cu2+ ----- Zn2+ + Cu (reação global) 
Convencionou-se representar a pilha de 
Daniell (e todas as demais pilhas), 
esquematicamente, da seguinte maneira: 
 
Devem ser indicados os metais que 
formam os eletrodos, as soluções com as 
respectivas concentrações e a 
temperatura de funcionamento da pilha. 
A força eletromotriz [fem] das pilhas 
 
 
 
- Quanto maior a quantidade de água, e 
maior for a altura da queda, maior será a 
energia liberada. 
- A quantidade de elétrons através do 
circuito elétrico externo depende dos 
materiais que formam a pilha. 
- Quantidade de água que cai corresponde 
a quantidade de eletricidade que passa por 
um fio. 
- A altura da queda-d`água corresponde a 
diferença de potencial (ddp) ou força 
eletromotriz [fem] da pilha. 
A natureza dos metais formadores da pilha: 
O anodo “empurra” elétrons para o circuito 
externo. 
Enquanto o catodo “puxa” elétrons do 
circuito externo. 
A fem da pilha Zn/Cu é maior que a fem 
da pilha Cu/Ag 
As concentrações das soluções 
empregadas 
Zn0(s) + CuSO4(aq) ZnSO4(aq) + Cu0(s) 
A concentração padrão de qualquer meia-
célula é de 1 mol/l 
A temperatura da pilha 
Temperatura padrão de qualquer meia-
célula é de 250C 
Eletrodo padrão de hidrogênio 
Para medir o potencial absoluto de um 
eletrodo metálico, foi necessário adotar um 
eletrodo padrão. O eletrodo escolhido foi 
denominado de eletrodo padrão de 
hidrogênio. 
Usa-se uma placa de platina esponjosa, que 
tem a propriedade de reter o gás 
hidrogênio, desse modo, forma-se uma 
película de H2 sobre a platina; 
 
A reação desse eletrodo é: 
H2(g) + 2e- 2H+ (aq) 
Potencial do eletrodo (E0)é igual a zero 
Todos os metais serão confrontados com 
esse eletrodo padrão. 
 
Para o Zinco, temos o valor no voltímetro 
de 0,76V, que é denominado potencial de 
oxirredução do Zinco, indicado por E0 
 
• O zinco está funcionando como polo 
negativo (anodo) e o hidrogênio como polo 
positivo (catodo) 
• O Hidrogênio tanto pode ceder elétrons 
como receber elétrons 
 
 
Cálculo da força eletromotriz (fem) das 
pilhas 
A fem (ΔE0) de uma pilha, em condições-
padrão é a diferença entre o E0 do 
oxidante (catodo) e o E0 do redutor 
(anodo). Matematicamente, temos: 
ΔE0 = E0 Oxidante - E0Redutor 
Espontaneidade das reações e oxi-
redução 
ΔE0 Positivo: Reação espontânea; 
ΔE0 Negativo: Reação não espontânea; 
Todo elemento ou substância que está 
mais acima na tabela age como redutor dos 
que estão mais abaixo e portanto sofre 
oxidação. 
 
Tipos de pilhas 
• Bateria de automóvel: 
• Pilha de Leclanché: 
• Pilhas Alcalinas: 
• Pilha de mercúrio 
• Pilha de níquel-cádmio: 
• Pilha de Lítio-Iodo 
• Pilha ou célula de combustível 
Corrosão dos metais 
Corrosão é a destruição ou deterioração 
de um material devido à reação química ou 
eletroquímica com seu meio 
Calcula-se que 20% do ferro produzido é 
para repor o ferro que foi enferrujado. 
Apesar da estreita relação com os metais, 
esse fenômeno ocorre em outros 
materiais, como concreto e polímeros 
orgânicos, entre outros 
Na formação da Ferrugem: 
- Presença de ar e umidade; 
- Presença de substâncias ácidas; 
- Ambiente salino 
Resistência a corrosão: 
- Aço inoxidável; 
- Platina; Titânio. 
Metais diferentes em contato, forma-se 
uma pilha 
• Apassivação do alumínio; 
• Azinhavre; 
• Pintura a base de Zarcão contra a 
corrosão; 
• Galvanização 
• Metal de sacrifício