Eletroquímica, Notas de estudo de Química

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ELETROQUÍMICA

”R esuminho”:

Redução: ganho de elétrons ( diminuição de Nox)

Oxidação: perda de elétrons ( aumento de Nox)

Redutor: fornece elétrons e se oxida (Nox

aumenta)

Oxidante: recebe elétrons e se reduz (Nox

diminui)

O redutor reduz o oxidante

O oxidante oxida o redutor

• (^) Os metais, em forma elementar ou reduzida, têm uma maior predisposição em ceder elétrons (oxidação) para outras espécies químicas que ao recebê-los se reduzem.
• (^) Assim sendo, os metais nesta forma elementar atuam como agentes redutores, pois induzem outras espécies químicas a se reduzirem.

• (^) Por outro lado, os metais em suas formas catiônicas ou formas já oxidadas, pelo fato de terem cedido elétrons e ficado com carga positiva, tem mais tendência a receberem elétrons (redução) e atuarem como agentes oxidantes, ao induzirem que outras espécies químicas se oxidem e cedam elétrons para eles.
• (^) Devido a esta maior ou menor predisposição dos metais em dependendo do caso, cederem ou receberem elétrons, foi estabelecida uma série de atividade química dos metais ou série das tensões eletrolíticas:

INTRODUÇÃO  (^) A eletroquímica estuda o aproveitamento da transferência de elétrons entre diferentes substâncias para converter energia química em energia elétrica e vice-versa.  (^) Pilhas: conversão espontânea de energia química em elétrica.  (^) Eletrólise: conversão não espontânea de energia elétrica em química.

Nomenclatura Eletroquímica A seguir está descrita a nomenclatura hoje utilizada no estudo da eletroquímica

• ELETRODOS: São assim chamadas as partes metálicas que estão em contato com a solução dentro de uma célula eletroquímica.
• ÂNODOS: São os eletrodos pelo qual a corrente elétrica que circula numa célula ENTRA na solução.
• CÁTODOS: São os eletrodos pelo qual a corrente elétrica que circula numa célula DEIXA a solução.
• (^) ELETRÓLITOS: São assim chamadas todas as soluções que CONDUZEM a corrente elétrica.
• ÍONS: São assim chamadas as partículas carregadas que se

movimentam na solução.

HÁ DUAS CLASSIFICAÇÕES DE CÉLULAS

ELETROQUÍMICAS:

• (^) Célula galvânica
• (^) Célula eletrolítica

CÉLULA GALVÂNICA

• (^) É uma célula eletroquímica que produz eletricidade como resultado de uma reação espontânea.
• (^) A célula galvânica converte energia química em energia elétrica.
• (^) O Catodo tem o potencial maior do que o do anodo.
• As espécies que sofrem redução, Ox 2 , retiram elétrons do seu eletrodo, deixando-o positivo ( o catodo). No anodo, a oxidação resulta na transferência de elétrons para o eletrodo, deixando-o negativo.
• (^) Os terminais metálicos de uma célula galvânica são condutores eletrônicos, a corrente é carregada por elétrons.

CÉLULA ELETROLÍTICA

• (^) É uma célula galvânica na qual um potencial de uma fonte externa (bateria) é aplicado através dos eletrodos para opor qualquer corrente que poderia fluir de qualquer maneira.
• (^) Energia elétrica é consumida em vez de ser produzida. Os processos nos eletrodos não são espontâneos e são opostos àqueles observados na célula galvânica.

CÉLULA ELETROLÍTICA

• (^) A célula eletrolítica converte energia elétrica em energia química.
• (^) Por definição: anodo onde ocorre a oxidação.
• (^) No anodo, os elétrons precisam ser retirados da espécie que sofre oxidação, já que o processo é não espontâneo, o eletrodo fica então positivo. No catodo os elétrons são colocados para ocorrer a redução, o catodo é negativo em relação ao anodo.

Reação espontânea Zn(s) + Cu 2+ (aq)^ Zn^ 2+ (aq) + Cu(s) Agente redutor agente oxidante oxidado reduzido

Reação espontânea

• (^) Zn sólido mergulhado em solução aquosa de sulfato de Cu.
• (^) Enquanto houver condições os elétrons vão se transferir do Zn para o Cu2+
• E se separarmos fisicamente o Zn(s) do Cu2+?
• (^) Se a transferência de elétrons ainda for possível a reação vai ocorrer.

CONCEITO DE POTENCIAL DE ELETRODO

• (^) Todas as meias reações podem ser expressas em termos de redução ou oxidação. Por exemplo, as meias reações Fe2+/Feo^ são: Redução: Fe2+^ + 2e-^  Feo Oxidação: Feo^  Fe2+^ + 2e-
• (^) Um eletrodo consiste de um metal condutor em contato com uma solução de seus íons (eletrólito). Observa-se que há duas fases distintas em interação, isto é, fase sólida: metal e fase líquida: solução contendo um íon. Por exemplo: Feo^ (s)/Fe2+

Eletrodos

• (^) Para o qual as possíveis meias reações são dadas acima. Como alternativa, um eletrodo pode ser um metal inerte tal como platina em contato com uma solução contendo uma 4 reação de oxi-redução. De modo semelhante, nesta situação, também há dois estados físicos em contato: Exemplo: Pto(s)/Fe3+,^ Fe2+ As Substâncias diferentes variam em suas tendências de realizarem redução ou oxidação.