Eletroquímica, Notas de estudo de Química

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO MARANHO

QUÍMICA INDUSTRIAL

DISCIPLINA: QUÍMICA GERAL - I

QUIMICA GERAL - 1

Eletroquímica

São Luis

2010

Sumário

1- Introdução

2- Conceitos fundamentais

3- Potenciais padrões de eletrodo

4- Pilhas

5- Equação de nernst

6- Eletrólise

7- 1ª e 2ª lei de Faraday

8- (^) Conclusão

9- Bibliografia

Conceitos fundamentais

A Eletroquímica é a parte da química que estuda o relacionamento entre a corrente elétrica e as reações químicas:

• Produção de corrente elétrica, através de uma reação química: pilha
• Ocorrência de uma reação química pela passagem da corrente elétrica: eletrólise

Para melhor entender a eletroquímica, vamos recordar algo sobre oxidação e redução.

• Oxidação: Quando uma espécie química perde elétrons na reação.
• Redução: quando uma espécie química recebe elétrons na reação.

Potenciais padrões de eletrodo

Eletrodo padrão é aquele no qual as concentrações das substâncias em solução é igual a 1 mol/L e a temperatura é de 25°C. No caso de um gás participar do eletrodo, sua pressão deve ser igual a 1 atm.

potencial de redução.

A medida do potencial padrão de redução de um dado eletrodo padrão é feita medindo- se a ddp de uma pilha padrão na qual uma das semi pilhas é um eletrodo padrão de hidrogênio e a outra é o eletrodo padrão.

Já que potenciais de eletrodo são convencionalmente definidos como potenciais de redução, o sinal do potencial para o metal sendo oxidado deve ser invertido quando calculado o potencial total da célula. Note-se que os potenciais de eletrodo são independentes do número de elétrons transferidos e então os dois potenciais de elétrons podem ser simplesmente combinados para dar o potencial total da célula se diferentes números de elétrons estão envolvidos nas duas reações dos eletrodos.

Tabela de potencial padrão de eletrodo

Pilhas

Por volta de 1780, o anatomista italiano Luigi Galvani (1737-1798), realizando experiências de anatomia com sapos, concluiu que a corrente elétrica tinha origem nos músculos animais.

Alessandro Volta (1745-1827) partiu de um pressuposto diferente do de Galvani: o de que a eletricidade tinha origem nos metais.

Como físico, Volta tentava provar que só existia um tipo de eletricidade, aquela estudada pelas físicos. Por isso, trocou os tecidos de organismos vivos por ferro, cobre e tecido molhado. Variando os metais usados, rapidamente se convenceu de que seu raciocínio fazia sentido.

Em 1800, Volta construiu um equipamento capaz de produzir corrente elétrica continuamente: a pilha de Volta. Ele empilhou alternadamente discos de zinco e de cobre, separando-os por pedaços de tecido embebidos em solução de ácido sulfúrico. A

estequiométricos (coeficientes que precedem as fórmulas na equação química equilibrada), e seu denominador é o produto análogo das concentrações dos reagentes. Quando a concentração que tem lugar em uma pilha alcança o estado de equilíbrio, a força eletromotriz da pilha torna-se zero, o quociente de reação coincide com a constante de equilíbrio e a equação de Nernst é, então, expressa da seguinte maneira:

Essa expressão possibilita o cálculo da constante de equilíbrio, tendo como base a força eletromotriz normal.

As principais aplicações práticas da equação de Nernst são a determinação eletroquímica do pH de uma solução e a determinação do produto de solubilidade de um sal.

Eletrólise

É um processo não-espontâneo de descarga de íons, no qual, à custa de energia elétrica, se faz o cátion receber elétrons e o ânion doar elétrons, de modo que ambos fiquem com carga elétrica zero e com energia química acumulada.

Para que ocorra, é necessário que haja íons livres no sistema, o que só pode ser conseguido de duas maneiras:

1- pela fusão ( passagem para a fase líquida) de uma substância iônica;

2- pela dissociação ou pela ionização de certas substâncias em meio aquoso.

Eletrólise ígnea: ausência de água, é feita com a substância iônica na fase líquida (fundida). Ex.: eletrólise ígnea do cloreto de sódio.

Eletrólise em meio aquoso: considera-se não só os íons provenientes do soluto, mas também os da água, provenientes de sua ionização.

Leis da eletroquímica

uma eletrodeposição na qual o objeto que recebe o revestimento metálico é ligado ao pólo negativo de uma fonte de corrente contínua enquanto o metal que dá o revestimento é ligado ao pólo positivo. Para que a película do metal se ligue a outro, além de uma perfeita limpeza e desengorduramento da superfície, é preciso conhecer suas naturezas e propriedades químicas.

Referências bibliográficas:

ATKINS, Peter; JONES, Loretta. Princípios de química. Porto Alegre: Bookman, 2006.

REIS, Martha. Interatividade Química. São Paulo : FTD, 2003.

USBERCO, João; SALVADOR, Edgard. Química. São Paulo: Saraiva, 2002.

http://pt.wikipedia.org/wiki/

http://br.geocities.com/chemicalnet/quantitativa/nernst.htm

http://br.geocities.com/jcc5000/

http://www.dec.ufcg.edu.br/biografias/JohnFreD.html