Trabalho de Eletroquímica Aplicada

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UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ 
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE QUÍMICA 
LICENCIATURA EM QUÍMICA 
 
 
 
ANDREZA OLIVEIRA DOS SANTOS 
 
 
 
 
 
ELETROQUÍMICA APLICADA – TRABALHO AVALIATIVO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LONDRINA 
2020 
 
ANDREZA OLIVEIRA DOS SANTOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ELETROQUÍMICA APLICADA – TRABALHO AVALIATIVO 
 
 
 
 
Trabalho apresentado como requisito 
parcial à obtenção de nota, na disciplina 
de Eletroquímica Aplicada, no curso de 
Licenciatura em Química, da Universidade 
Tecnológica Federal do Paraná. 
 
Prof. Dr: Alexei L. N Pinheiro 
 
 
 
 
 
 
 
 
LONDRINA 
2020 
1. DUPLA CAMADA ELÉTRICA 
O modelo mais simples da interface do eletrodo é o da dupla camada elétrica, que consiste numa 
camada de cargas positivas na superfície do eletrodo e em outra camada de cargas negativas vizinha 
à primeira, na solução. Este arranjo cria uma diferença de potencial elétrico, essa diferença é chamada 
de Diferença de Potencial de Galvani, fato que ocorre entre o seio do metal e o da solução. 
(a) Estrutura da Dupla Camada 
No modelo da Dupla Camada de Helmholtz, os íons solvatados dispõem-se sobre uma superfície do 
eletrodo metálico, dela são separados pelas respectivas esferas de hidratação conforme a Figura 1. 
Localiza-se esta camada de cargas iônicas pelo Plano Externo de Helmholtz (PEH), o plano que 
passa pelos íons solvatados. Neste modelo simples, o potencial elétrico varia linearmente entre a 
camada limitada pelo eletrodo em um lado e o Plano Externo de Helmholtz do outro lado. Em uma 
versão aperfeiçoada desse modelo, alguns íons que perderam as respectivas moléculas de solvatação 
unem-se por ligações químicas, à própria superfície do eletrodo e ficam localizados no Plano Interno 
de Helmholtz (PIH). O modelo ignora o efeito perturbador da agitação térmica que tende a romper e 
dispensar o plano rígido externo de cargas. 
 
Figura 1 – Modelo de Helmholtz 
No modelo de Dupla Camada de Gouy-Chapman, na dupla camada difusa, leva em consideração a 
agitação térmica. A figura 2 mostra como variam as concentrações locais dos cátions e ânions no 
modelo Gouy-Chapman. Os íons com carga de sinal contrário a carga do eletrodo aglomeram-se junto 
a ele, e os íons com o mesmo sinal de carga são repelidos para o interior da solução. As alterações 
de concentração nas proximidades do eletrodo mostram que será errôneo adotar coeficientes de 
atividade dos íons no seio da solução para investigar as propriedades termodinâmicas destes íons nas 
vizinhanças do eletrodo. É esta a razão de se efetuarem medições da dinâmica dos processos 
eletroquímicos com soluções que têm grande excesso de eletrólito suporte (por exemplo, uma solução 
de 1 mol/L de sum sal de um ácido ou de uma base). Nestas condições, os coeficientes de atividade 
são quase constantes, pois os íons inertes dominam os efeitos das variações locais provocadas por 
Num modelo simples de dupla camada elétrica, há dois planos 
rígidos de carga. Um é o PEH dos íons com as respectivas 
moléculas de solvatação. Outro é a própria superfície plana do 
eletrodo. O gráfico na figura 1 mostra a dependência do potencial 
elétrico com a distância da superfície do eletrodo de acordo com 
esse modelo. Entre a superfície do eletrodo e o PEH, o potencial 
varia linearmente do metal até o seio da solução. 
quaisquer reações que possam ocorrer. Vale ressaltar que as soluções concentradas também 
diminuem os efeitos da migração de íons e as perdas ôhmicas. 
 
Figura 2 – Modelo de Gouy-Chapman. 
Nem o modelo de Helmholtz e Gouy-Chapman representam com exatidão a dupla camada. O primeiro 
exagera a importância da rigidez da distribuição de cargas nas proximidades do eletrodo. O segundo 
subestima a estrutura dessa distribuição. Os dois modelos são combinados do modelo de Stern, no qual 
os íons mais próximos do eletrodo estão vinculados num plano de Helmholtz rígido e os mais afastados 
estão dispersos no modelo de Gouy-Chapman (figura 3) 
 
 
 
 
 
No modelo de Gouy-Chapman para a dupla camada elétrica, a 
região externa é tratada como atmosfera de contra íons. O gráfico 
de potencial elétrico em função da distância à superfície do eletrodo 
mostra o significado da dupla camada difusa. 
Figura 3 – Modelo de Stern 
No modelo de Stern, considera que as falhas dos modelos anteriores 
poderiam ser devidas as camadas difusas se iniciarem desde a 
superfície do metal e de que o solvente poderia ser tratado como um 
meio contínuo. O eletrodo estaria recoberto por uma camada de 
solvente fortemente ligada que impunha uma distância máxima de 
aproximação dos íons e só a partir desta distância se iniciaria a 
camada difusa. A dupla camada possui duas regiões, sendo a primeira 
que se estende do eletrodo até o plano que define a máxima 
aproximação dos íons, a segunda seria a camada difusa. A camada 
difusa possui uma queda de potencial (exponencial) até o seio do 
eletrodo (PEH). Já a região entre o potencial do eletrodo (camada 
interna) apresenta queda de potencial linear até o Plano Externo de 
Helmholtz (PEH). Desta forma, a separação com duas regiões distintas 
de quedas de potenciais no modelo de Stern, resolvem as falhas do 
modelo de camada difusa. Isso se deve ao fato da camada interna e a 
difusa agir como dois capacitores conectados em série, sendo um 
capacitor associado a camada interna e outro a camada difusa. Porém 
o modelo ainda retém a mesma falha do modelo de Helmholtz, a 
capacidade experimental não é constante para eletrólitos de 
concentrações elevadas. 
 
 
O modelo de Grahame, possui íons adsovidos na camada interna (adsorção específica). Possui uma 
grande quantidade de ânions adsorvidos na camada interna em contato direto com a superfície do 
eletrodo mesmo em potenciais onde a carga do metal é negativa. As interações entre do metal e o 
ânion têm interações química depende da estrutura atômica molecular específica de cada ânion. 
Os ânions tendenciam a adsorção específica ao passo que os cátions possuem pouca ou nenhuma 
adsorção. Isso se deve ao fato de que os ânions são mais fracamente ligados a camada de hidratação 
e conseguem libertar-se e deslocar moléculas de água da superfície do metal, considerando que eles 
adsorvem especificamente. Já os cátions são inibidos disso por serem fortemente ligados as duas 
camadas de hidratação. Na presença de adsorção específica, a camada interna pode ser decomposta 
em duas partes diferentes, a primeira entre o eletrodo e o centro das cargas adsorvidas (PIH) e a 
segunda até o PEH. 
 
Figura 4 – Modelo de Grahame. 
 
• Plano de Helmholtz interno (IHP) – plano 
de máxima aproximação com adsorção de 
moléculas de solvente e, possivelmente, 
de ânions especificamente adsorvidos – 
potencial varia linearmente com a 
distância; 
• Plano de Helmholtz externo (OHP) – 
apresenta espécies hidratadas 
(normalmente cátions) – potencial varia 
linearmente com a distância; 
• Camada difusa (Gouy-Chapman) – possui 
excesso de cátions ou ânions – potencial 
varia exponencialmente com a distância. 
Figura 5 – Modelo de Grahame em 
detalhes 
2. SOBREPOTENCIAIS 
A passagem de corrente por uma célula eletroquímica requer que o potencial da célula seja 
diferente de seu potencial de repouso (obtido pela equação de Nerst). A diferença é chamada de 
sobrepotencial. Desta forma, os sobrepotenciais são processos irreversíveis em sistemas 
eletroquímicos. Eles podem ocorrer por queda ôhmica, ativação e difusão. 
(a) Queda Ôhmica 
A queda ôhmica está relacionada com a condutividade iônica dos eletrólitos, resultantes da 
mobilidade dos cátions e ânions que transportam carga através do eletrólito. É necessário manter 
um gradiente de potencial ou campo elétrico no interior do eletrólito para sustentar a passagem de 
corrente através dele. Neste processo o potencial varia de maneira linear no eletrólito e o seu 
gradiente éconstante. A produção de entropia neste processo é dada por meio do produto do 
gradiente de potencial pela densidade de corrente. Nas células galvânicas, o sentido da corrente 
corresponde ao sentido positivo para a densidade de corrente. De modo geral, a queda ôhmica é 
a diferença de potencial extra para manter a migração dos íons no eletrólito. 
 Quando a célula está em repouso, o potencial é o mesmo ao longo de todo o eletrólito e o potencial 
de repouso é igual a diferença de potencial de Galvani entre os dois eletrodos. Quando a célula 
está operando a queda ôhmica aparece no eletrólito fazendo com que o potencial na solução seja 
deferente das extremidades do eletrólito, conforme o sentido da corrente. O gradiente de potencial 
na solução é positivo na célula galvânica, de forma que o potencial da solução é menor na 
extremidade do cátodo, resultando na diminuição da diferença de potencial na célula. 
Na célula eletrolítica, o sentido inverso da corrente resulta num gradiente de potencial positivo e o 
potencial da solução é maior no ânodo, resultando no aumento da diferença de potencial aplicada 
na célula. O transporte de carga no eletrólito é chamado de migração. A condutividade molar de 
um eletrólito depende da concentração de íons. Em soluções concentradas, a distância entre os 
íons é pequena e suas interações entre o íon e sua nuvem são fortes, devido a isso resulta numa 
menor condutividade molar. Em soluções diluídas, a distância média entre os íons é grande e as 
interações são desprezíveis. Desta forma, se movem livremente resultando em maior 
condutividade molar. 
A condutividade molar de eletrólitos fracos, cujos íons estão em equilíbrio, diminuem com a 
concentração por causa da diminuição do grau de dissociação da molécula. Para eletrólitos fortes, 
há formação de pares iônicos, íons de cargas opostas que ficam associados no eletrólito. Os 
efeitos das concentrações desaparecem no caso de soluções diluídas, pois os íons se movem 
independente do eletrólito e por conta disso é possível separar as condutividades dos cátions e 
dos ânions. 
 
 
(b) Sobrepotencial de Ativação: 
Caracteriza-se como sobrepotencial de ativação, a diferença de potencial extra para manter as reações 
eletroquímicas fora de seu estado de equilíbrio e as reações ocorrem na interface eletrólito e eletrólito. 
A interface eletrodo/eletrólito estudada para situação onde não havia transferência de elétrons através 
da interface é chamada de totalmente polarizada. Quando é possível haver transferência de elétrons 
entre o eletrodo e as espécies eletroativas do eletrólito a interface é chamada de não polarizada. A 
interface fica igual a polarizada, exceto que a diferença de potencial total de Galvani se modifica para 
se ajustar as concentrações das espécies eletroativas no eletrólito. As interfaces polarizadas em 
equilíbrio são dadas pela diferença de potencial de Galvani entre as duas faces, formando a dupla 
camada elétrica. 
Diferença de potencial de Galvani: a soma dos potenciais de superfícies e volta. (presença de sinais 
opostos nos dois lados da interface). Vale ressaltar que uma fonte externa de potencial é possível 
alterar o potencial da dupla camada elétrica, assim fazendo que a interface permaneça em equilíbrio, 
por isso o termo polarizado. A camada difusa é comprimida no PEH de forma que seu potencial é 
aproximadamente igual no seio do eletrólito. 
Nas espécies eletroativas o par redox doador e aceptor, os elétrons do metal podem ser transferidos 
para a solução. Os elétrons dos níveis de energia da espécie doadora podem ser transferidos para o 
metal. A interface nesse caso permite a transferência de elétrons livres através de si sendo chamado 
de não polarizado. Não há circuito externo que passe corrente e a interface atinge um estado de 
equilíbrio que é definido pela termodinâmica. 
Sendo o potencial eletroquímico maior no metal, este irá ser transferido de maneira espontânea para 
o aceptor no eletrólito onde seu potencial é maior, a reação eletroquímica passa a ocorrer convertendo 
uma espécie em equilíbrio na outra. A medida que ocorre a transferência de elétrons para o eletrólito, 
as cargas metal e eletrólito se alteram causando aumento da diferença de potencial de volta. Como 
resultado o potencial de Galvani aumenta. 
Quando potenciais eletroquímicos se igualam a reação eletroquímica cessa e a interface 
eletrodo/eletrólito atinge estado de equilíbrio, com novos valores de carga no metal e diferença de 
potencial. No equilíbrio, a diferença de potencial de Galvani é tal que for medido igual o potencial de 
hidrogênio será obtido igual ao valor da equação de Nerst. No equilíbrio, com corrente nula o potencial 
do eletrodo é definido pelas concentrações das espécies eletroativas (interface não polarizada). 
Processos Eletródicos: os potenciais do eletrodo com interfaces não polarizadas podem ser alterados 
por uma fonte externa para estados de equilíbrio com corrente não nula. Essa forma de identificar a 
relação entre a densidade de corrente e sobrepotencial de ativação, devido a reações de transferência 
carga fora do equilíbrio é chamada de processo eletródicos ou faradaicos. 
A aplicação da Lei de Faraday, fornece que a densidade de corrente é simplesmente a velocidade da 
etapa elementar multiplicada pela constante de Faraday e pelo número de elétrons transferidos na 
reação. Em equilíbrio a densidade de corrente catódica e anódica são iguais e a densidade de corrente 
é nula. O valor de densidade catódica e anódica é chamada de densidade de corrente de troca. O 
aceptor alinhado com nível de Fermi por excitação atômica, o aceptor encontra-se no plano externo de 
Helmholtz. Adentrando na camada interna onde o potencial tem valor diferente e a distorção da esfera 
de hidratação abaixa os níveis eletrônicos disponíveis no aceptor até que fique nivelado. Quando isso 
acontece o elétron pode afunilar através da barreira de potencial restante da dupla camada e ser 
transferido para o aceptor. Essa condição é fundamental para que possa haver o tunelamento do 
elétron sem radiação, sendo possível somente se as energias dos níveis forem iguais. 
Fator de simetria é dado por β = x.t/x2 
Com o tunelamento a transferência de elétrons se completa e o aceptor é convertido no doador de par 
redox. Sua esfera de hidratação adquire a configuração que minimiza a energia dos seus níveis 
eletrônicos. 
Estado de transição, 
 
O estado das espécies aceptoras e doadoras no plano PEH não são alterados pelo potencial do 
eletrodo, mas o eletron estando no eletrodo tem sua energia liberada por um valor igual a -nFn. Se a 
velocidade da reação do eletrodo é controlada apenas por transferência de carga, então as 
concentrações dos reagentes e produtos na superfície do eletrodo são iguais às concentrações do 
interior do metal e do interior do eletrólito. Para a aplicação de sobretensão negativa (polarização 
catódica) resulta: c = Eap – Erev < 0. A equação, tanto para polarização anódica quanto catódica, 
tem a mesma forma e é conhecida como Equação de Butler-Volmer 
 
É possível visualizar estes trechos lineares a partir da simplificação da equação de Butler-Volmer. 
Quando  30mV um dos termos da equação de Butler-Volmer torna-se desprezível, transformando 
a equação. Estes pontos da equação de Butler-Volmer são justamente aqueles onde G* a e G* c 
tornam-se muito difíceis de serem ultrapassados, isto é, a reação inversa é pouco provável para as 
sobretensões c e a , devido à elevada energia de ativação necessária. Tomando-se o logaritmo 
decimal, obtém-se para a sobretensão anódica, 
 
Essa equação é chamada de Equação de Tafel Como se pode observar, são equações de retas da 
sobretensão () em função do logaritmo decimal do módulo densidade de corrente (log i). As 
constantes ou declives de Tafel são justamente as inclinações destas duas retas: βa é o declive 
anódico de Tafel, eβc é o declive catódico de Tafel. Seus valores são dados pelas equações de Tafel. 
Para a sobretensão nula o valor da densidade de corrente (i) é o valor da densidade de corrente de 
troca (i o ), ou seja, pode-se obter o valor da densidade de corrente de troca através da extrapolação 
dos trechos anódico ou catódico de Tafel, ou simplesmente substituindo η = 0 nas equações 
exponenciais de Tafel. 
(c) Sobrepotencial de difusão 
Da mesma forma que a corrente elétrica está associada ao transporte de cargas elétricas através de 
um fio condutor quando este está sujeito a uma diferença de potencial elétrico, a DIFUSÃO está 
associada ao transporte de massa que ocorre em um sistema quando nele existe um gradiente de 
concentração química. De uma perspectiva atômica, a difusão é a migração passo a passo dos átomos 
de determinadas posições do reticulado cristalino para outras. 
Para ocorrer a movimentação de átomos são necessárias duas condições: primeiro deve existir um 
espaço livre adjacente ao átomo; segundo o átomo deve possuir energia suficiente para quebrar as 
ligações químicas que o une a seus átomos vizinhos e então causar uma distorção no reticulado 
cristalino durante seu deslocamento. Foram propostos vários mecanismos diferentes para explicar o 
movimento atômico durante a difusão; deles, dois são dominantes para a difusão em metais, a 
DIFUSÃO POR LACUNAS (ou DIFUSÃO SUBSTITUCIONAL) e a DIFUSÃO INTERSTICIAL. 
Na DIFUSÃO POR LACUNAS um átomo (hospedeiro ou substitucional) se desloca de uma posição 
normal da rede cristalina para um sítio vago, ou lacuna, adjacente (figura 6). 
 
A movimentação dos átomos ocorre em uma direção e a das lacunas ocorre na direção contrária. A 
extensão segundo a qual a difusão por lacunas pode ocorrer é função da concentração de lacunas 
presente no metal. A concentração de lacunas aumenta com a temperatura e quando átomos 
hospedeiros se difundem, ocorre o processo de AUTODIFUSÃO e quando átomos de impurezas 
substitucionais se difundem, ocorre o processo de INTERDIFUSÃO. 
Na DIFUSÃO INTERSTICIAL átomos intersticiais migram para posições intersticiais adjacentes não 
ocupadas do reticulado (figura 7). Geralmente, a difusão intersticial é muito mais rápida que a difusão 
por lacunas. 
 
 
No fluxo de difusão, para o caso da difusão unidimensional, a concentração C dos átomos que se 
difundem é função da posição x no interior do sólido e do tempo t de difusão. Assim, em geral, C = f 
(x, t). 
Difusão Em Estado Estacionário: Quando J não varia com o tempo (C também não varia com o 
tempo) e temos a DIFUSÃO EM ESTADO ESTACIONÁRIO (ou DIFUSÃO EM REGIME 
PERMANENTE). 
Primeira Lei de Fick 
Para processos de difusão em estado estacionário, a equação que correlaciona o fluxo de difusão J 
com o gradiente de concentração dC/dx é chamada de PRIMEIRA LEI DE FICK, onde, 
 
 
Na primeira lei de Fick, o POTENCIAL TERMODINÂMICO ou FORÇA MOTRIZ (DRIVING FORCE) 
para que ocorra o fenômeno de difusão, é o gradiente de concentração. 
Difusão em Estado Não Estacionário: Na difusão em estado não-estacionário tanto o fluxo de 
difusão, quanto o gradiente de concentração, numa dada posição x, variam com o tempo t. Como 
resultado, ocorre um acúmulo ou esgotamento líquido do componente que se encontra em difusão. 
 
 
Segunda Lei de Fick 
Para descrever a difusão em estado não-estacionário, é utilizada a equação diferencial parcial: 
 
Quando são especificadas condições de contorno que possuem um sentido físico, é possível obter-se 
soluções para segunda lei de Fick. Essas soluções são funções C = f(x,t) que representam as 
concentrações em termos tanto da posição quanto do tempo. 
 
3. CURVAS DE POLARIZAÇÃO 
É o conjunto dos sobrepotenciais de ativação difusão e queda ôhmica. Determinam os valores de 
potencial em função da corrente das células galvânicas e eletrolíticas. O comportamento do estado 
estacionário de uma célula eletroquímica em função da densidade de corrente, é representado de 
maneira gráfica pela curva Polarização. A curva de polarização de uma célula eletroquímica contém 
todas as informações de modos possíveis de operação da célula. Podem ser construídas a partir das 
curvas individuais de polarização do ânodo e do cátodo e da queda ôhmica no eletrólito. 
Cada célula eletroquímica utilizada em aplicações práticas possui suas particularidades que levam a 
exercício de curvas de polarização, como por exemplo: Eletrólise da água para a produção de 
hidrogênio E em eletrolisadores na indústria Cloro-soda. O reagente do processo catódico é a água, 
ou próprio solvente sobre potencial de difusão é desprezível. A curva do sobrepotencial de ativação do 
ânodo, em função da densidade de corrente tem um perfil similar a função arco seno Hiperbólico, e o 
valor do sobrepotencial aumenta na corrente da região de baixa densidade de corrente. O inverso 
ocorre no sobrepotencial de difusão, que apresenta maior variação com a corrente na região de 
elevadas densidades de corrente próximas do limite difusional. O conjunto desses dois sobre 
potenciais resultam na curva de polarização de estado estacionário para a interface do ânodo da célula. 
O mesmo ocorre na interface no cátodo da célula, resultando em uma curva de polarização 
estacionária com perfil análogo espelhada para os valores negativos de densidade de corrente. 
Para cada valor de densidade de corrente, as quedas de potencial na interface do cátodo, podem ser 
obtidos de suas curvas de polarização. Na queda ôhmica, este sobrepotencial ocorre no eletrólito ao 
longo de toda célula e não aparece nas curvas das interfaces isoladas. Para facilitar a análise gráfica 
das curvas de polarização, é conveniente particionar o sobrepotencial de queda ôhmica entre o cátodo 
e o ânodo para inclui-lo nas suas curvas de polarização individuais. A partilha da queda ôhmica entre 
o ânodo e o cátodo depende da posição escolhida no ponto de referência de potencial. Escolhendo o 
ponto central como referência, cada interface assimila cada parcela da queda ôhmica total e sua curva 
de polarização. 
As curvas de polarização anódica e catódica podem ser representadas agora como uma contribuição 
adicional de queda ôhmica, incluindo seu perfil linear de variação com a densidade de corrente. Pela 
convenção de sinal, a densidade de corrente catódica é negativa, do ponto de vista de polarização na 
interface isolada. Quando o cátodo está integrado na célula eletroquímica, o mesmo valor de densidade 
de corrente flui através dos dois eletrodos e o sinal negativo do cátodo apenas indica que o sentido de 
corrente é invertido nessa interface relativo ao sentido do ânodo. Esse fato é contabilizado invertendo-
se o eixo de densidade de corrente do cátodo. Representado desta forma, o eixo da densidade de 
corrente corresponde a corrente através da célula eletroquímica completa. Para analisar o 
comportamento da célula global, é necessário posicionar as curvas de polarização individuais no eixo 
de potencial. O 0 do eixo de sobrepotencial de cada curva de polarização, é posicionado do potencial 
de equilíbrio e de cada eletrodo individual comum de potencial para as duas curvas. Desta forma, a 
diferença entre as curvas sobre o eixo é exatamente o valor da diferença de potencial de repouso da 
célula, correspondendo a densidade de corrente nula. O valor da diferença de potencial da célula para 
qualquer valor de densidade de corrente não nula pode ser obtido graficamente traçando-se uma reta 
horizontal como o valor da densidade de corrente. As distâncias entre os eixos das curvas catódicas e 
anódicas, dão os respectivos sobrepotenciais. A distância entre as duas curvas é a diferença de 
potencial da célula para aquela densidade de corrente. O ponto onde as duas curvas de polarização 
se cruzam, corresponde a célula em curto circuito, com diferença de potencial nula, e da máxima 
densidade de corrente que pode ser obtida na célula galvânicaoperando de forma autônoma. Essa 
máxima densidade de corrente, não está necessariamente vinculada ao limite difusional nos eletrodos 
isolados. 
A curva de polarização da célula galvânica, pode ser construída obtendo-se a diferença de potencial 
para cada valor de densidade de corrente. Essa curva permite explorar vários aspectos de 
acumuladores e geradores eletroquímicos de energia, aplicação prática das células galvânicas. As 
características mais importantes nessas aplicações são: a eficiência de conversão de energia e a 
densidade de potência fornecida a célula. a eficiência da célula é a razão da energia livre e da entalpia 
de reação global. Em termos de variáveis elétricas isso é o mesmo que a razão entre a diferença de 
potencial da célula e o potencial termoneutro da reação global. Os sistemas termodinâmicos ideais, a 
entalpia da reação não varia da densidade da corrente e isso é uma boa aproximação mesmo para 
sistemas reais. Neste caso, a curva de eficiência teria exatamente o mesmo perfil da curva de 
polarização. A máxima eficiência corresponde a célula em repouso, operação reversível. Em situações 
de corrente não nula a eficiência diminui conforme mais corrente é exigido da célula. A densidade 
potencial entregue a célula galvânica é o produto da diferença de potencial pela densidade de corrente. 
A curva da densidade de potência, pode ser facilmente obtida pela curva de polarização. A curva 
apresenta a potência nula em dois pontos extremos. Em repouso, a diferença de potencial é máxima, 
mas a corrente é nula. No outro extremo, na máxima densidade de corrente, a célula está em curto 
circuito e potência entregue é nula também. a curva apresenta um valor máximo de densidade de 
potência entre os dois extremos. Esse valor de máxima potência ocorre geralmente na região mais 
próxima da região de densidade de corrente máxima. 
No caso da célula eletrolítica, os mesmos eletrodos são utilizados, portanto, a mudança é que agora 
os eletrodos das células invertem seus papéis, pois a corrente é forçada externamente no sentido 
inverso. Isso significa que a análise gráfica agora deve ser feita na parte inferior do eixo de densidade 
de corrente (valores negativos). A diferença de sobrepotencial da célula eletrolítica é obtida da 
distância das curvas de polarização anódica e catódica e a curva de polarização da célula eletrolítica, 
é obtida pela diferença de sobrepotencial em diversos valores de sobrepotenciais de corrente. 
Para polarização abaixo do potencial termoneutro, a célula opera de forma endotérmica. Nesse modo 
de operação deve ser fornecido adicionalmente calor a célula. No potencial termoneutro, a energia 
elétrica fornecida compensa exatamente a demanda energética da reação e não há absorção ou 
liberação de calor, daí vem a denominação potencial termoneutro. Para polarização acima do potencial 
termoneutro, a energia elétrica fornecida excede a energia total necessária e a célula opera de forma 
exotérmica dissipando o excesso na forma de calor.