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Aula 18
ELETROQUÍMICA
A eletroquímica estuda as reações nas quais ocorrem transferência de elétrons (reações de óxido-redução) e o seu aproveitamento prático para converter energia química em energia elétrica e vice-versa.
Transferência de Elétrons: Oxidação e Redução
Como já vimos na aula 11 do nosso curso, oxidação é a doação de elétrons acompanhado de um aumento do Nox, enquanto que redução é o recebimento de elétrons acompanhado de uma diminuição do Nox. Por exemplo a reação entre o íon cobre e zinco metálico:
O que ocorre na prática: o zinco desloca o íon cobre, o zinco metálico passa para o meio aquoso sofrendo oxidação enquanto que o íon cobre sofre redução passando a cobre metálico que se deposita sobre a barra de zinco.
início final
Comparando a reatividade dos elementos como no experimento acima no qual podemos contatar que o zinco é mais reativo (sofre oxidação) que o cobre é possível construirmos uma fila de reatividade.
Conhecendo-se essa fila podemos prever o que ocorrerá numa reação de deslocamento.
PILHA ou CÉCULA GALVÂNICA
Uma pilha é uma reação de óxido-redução espontânea que ocorre em um sistema apropriado para aproveitarmos o fluxo de elétrons. A primeira pilha foi construída por Alessandro Volta em 1800, mas já em 1836 o químico inglês John Daniell construiu uma pilha diferente da de Volta, eram dois eletrodos interligados, cada eletrodo é um sistema constituído por uma barra metálica imersa em uma solução aquosa de um sal formada pelos cátions do mesmo metal.
Eletrodo de Zinco:
Eletrodo de cobre:
Construindo a Pilha
É preciso interligar os eletrodos, externamente um fio condutor conecta as barras metálicas, enquanto que a ponte salina faz a ligação entre as soluções.
Na ponte salina os íons fluem para equilibrar os eletrodos, no eletrodo de zinco o sistema está com muitas cargas positiva então os ânions migram para lá, enquanto que o eletrodo de cobre está com muitas cargas negativas, portanto, os cátions da ponte migram para lá. E é assim basicamente que funciona uma pilha de Daniell. Uma pilha nada mais é do que uma reação de óxido-redução ocorrendo em uma aparelhagem que aproveita o fluxo de elétrons, convertendo energia química em energia elétrica.
Para você prever quem irá oxidar ou reduzir na pilha, quando você for montar uma, é o potencial de redução.
Potencial Padrão de Redução
Tabela de potencias-padrão de redução (em volts):
Cálculo da f.e.m. ou ∆ E
Na pilha de Daniell, teremos:
obs: em uma pilha por ser uma reação espontânea o DE será sempre positivo.
EXERCÍCIOS
- (unicamp) A figura a seguir representa uma pilha de mercúrio usada em relógios e cronômetros.
As reações que ocorrem nesta pilha são:
a) De qual eletrodo partem os elétrons quando a pilha está fornecendo energia? Justifique. b) Cite duas substâncias cujas quantidades diminuem com o funcionamento da pilha. Justifique.
(vunesp) Mergulha-se uma lâmina limpa de níquel em uma solução azul de sulfato de cobre. Observa-se que a lâmina fica recoberta por um depósito escuro e que, passado algum tempo, a solução se torna verde. Explique o que ocorreu: a) na lâmina de níquel; b) na solução.
(vunesp) O funcionamento de uma pilha de combustível é baseado nas semi- reações a seguir, cada uma delas representada com o respectivo potencial padrão de redução, E¡:
Levando-se em conta estas informações, afirma-se: I) A reação global da pilha de combustível é: H 2 (g) + 1/2 O 2 (g) ↔Æ H 2 O(l) II) O hidrogênio sofre oxidação no processo. III) A diferença de potencial desta pilha de combustível, em condição padrão, é igual a 1,229V. Estão corretas as afirmações: a) I, apenas. b) II, apenas. c) I e II, apenas. d) II e III, apenas. e) I, II e III.
