Eletroquímica
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Slide sobre eletroquimica
Tipologia: Slides
2011
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Eletroquímica
Prof. Graciela
Reações de Oxirredução
- O Zn adicionado ao HCl produz a reação espontânea
Zn( s ) + 2H
( aq ) Zn
( aq ) + H
( g ).
- O número de oxidação do Zn aumentou de 0 para 2+.
- O número de oxidação do H
reduziu de 1+ para 0.
- O Zn é oxidado a Zn
enquanto o H
é reduzido a H
- O H
faz com que o Zn seja oxidado e é o agente de
oxidação.
- O Zn faz com que o H
seja reduzido e é o agente de
redução.
- Observe que o agente de redução é oxidado e o agente de
oxidação é reduzido.
Números de Oxidação 19 K
Ca
Sc
Ti
V
Cr
Mn
Fe
Co
Ni
Cu
Zn
Ga
Ge
- 4
As
- 3
Se
- 2
Br
- 1
Kr
37 Rb
Sr
Y
Zr
Nb
Mo
- 3
Tc
Ru
Rh
Pd
Ag
Cd
In
Sn
Sb
- 3
Te
- 2
I
Xe
55 Cs
Ba
La
Hf
Ta
W
Re
Os
Ir
Pt
Au
Hg
Tl
Pb
Bi
Po
At
- 1
Rn
Balanceamento de equações de oxirredução
- Lei da conservação de massa : a quantidade de cada elemento presente no início da reação deve estar presente no final.
- Conservação da carga: os elétrons não são perdidos em uma reação química.
Balanceamento de equações de oxirredução
Balanceamento de equações pelo método das
semi-reações
- Considere a titulação de uma solução ácida de Na
C
O
(oxalato de sódio, incolor) com KMnO
(violeta escuro).
- O MnO
é reduzido a Mn
(rosa claro) enquanto o
C
O
é oxidado a CO
- O ponto de equivalência é dado pela presença de uma cor
rosa claro.
- Se mais KMnO
é adicionado, a solução passa para
púrpura devido ao excesso de KMnO
Balanceamento de equações de oxirredução
Como balancear uma reação que ocorre em meio ácido?
KMnO
4
+ Na
2
C
2
O
4
→ Mn
2+
+ CO
2
1. Escreva as duas semi-reações.
2. Faça o balanceamento de cada semi-reação:
a. Primeiro com elementos diferentes de H e O.
b. Faça o balanceamento do O adicionando água.
c. Faça o balanceamento do H adicionando H
d.Termine fazendo o balanceamento de cargas
adicionando elétrons.
Balanceamento de equações de oxirredução A adição de água e H
produz 8H
- MnO 4
- ( aq ) Mn 2+ ( aq ) + 4H 2 O
- Existe uma carga 7+ à esquerda e 2+ à direita. Conseqüentemente, precisam ser adicionados 5 elétrons à esquerda : 5e
- 8H
- MnO 4
( aq ) Mn 2+ ( aq ) + 4H 2 O
Balanceamento de equações de oxirredução
- Na reação do oxalato, existe uma carga 2- à esquerda e uma carga 0 à direita, logo, precisamos adicionar dois elétrons: C 2 O 4 2- ( aq ) 2CO 2 ( g ) + 2e -
Balanceamento de equações de oxirredução Somando as duas semirreações: **16H
(** aq ) + 2MnO 4
- ( aq ) + 5C 2 O 4 2- ( aq ) 2Mn 2+ ( aq ) + 8H 2 O( l ) + 10CO 2 ( g )
- **Para uma reação que ocorre em meio básico o mesmo método acima é usado, mas utiliza-se OH
e H 2 O para balancear, em vez de H
e H 2 O.**
Exemplo Complete e faça o balanceamento das seguintes equações pelo método das semi-reações: **Cr 2 O 7 2- (aq)
- Cl**
- (aq) Cr 3+ (aq) + Cl 2(g) (meio ácido) **CN
(aq)
- MnO 4
(aq)** **CNO
(aq)
- MnO 2(s)** (meio básico)
Células Voltaicas
- A energia liberada em uma reação de oxi-redução
espontânea é usada para executar trabalho elétrico.
- Células voltaicas ou galvânicas são aparelhos nos
quais a transferência de elétrons ocorre através de
um circuito externo.
- As células voltaicas são espontâneas.
- Se uma fita de Zn é colocada em uma solução de
CuSO
4
, o Cu é depositado no Zn e o Zn dissolve-se
formando Zn
2+
Células Voltaicas
- À medida que ocorre a oxidação, o Zn é convertido
em Zn
2+
e 2e
. Os elétrons fluem no sentido do
ânodo onde eles são usados na reação de redução.
- Espera-se que o eletrodo de Zn perca massa e que o
eletrodo de Cu ganhe massa.
- “Regras” para células voltaicas:
1. No ânodo os elétrons são produtos (oxidação).
2. No cátodo os elétrons são reagentes (redução).
3. Os elétrons não podem nadar.
Células Voltaicas
- Os ânios e os cátions movimentam-se através de uma
barreira porosa ou ponte salina.
- Os cátions movimentam-se dentro do compartimento
catódico para neutralizar o excesso de íons
carregados negativamente (Cátodo: Cu
2+
+ 2e
Cu, logo, o contra-íon do Cu está em excesso).
- Os ânions movimentam-se dentro do compartimento
anódico para neutralizar o excesso de íons de Zn
2+
formados pela oxidação.
Células Voltaicas