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Eletroquímica
Reações de oxirredução
w
máx
= DG < 0 Espontâneo
v Célula voltaica / galvânica
ou pilha eletroquímica
w
máx
= w
elétrico
= DG < 0 Espontâneo
Célula Voltaica: aproveita a reação para gerar
trabalho elétrico Þ E
química
E
elétrica
Zn → Zn
2+
semirreação de oxidação;
Cu
2+
→ Cu semirreação de redução;
Zn + Cu
2+
→ Zn
2
Zn Þ anodo, polo (-)
Cu Þ catodo, polo (+)
Potencial elétricox
E =
Q
(J.mol
.C
1 e
Þ 1,6 x 10
C
6,02 x 10
23
(1 mol) Þ96500 C/mol
E =
n F
(J.C
= V)
E > 0 (espontâneo)
n= número de mol de e
por mol de reação
E = intensivo (não depende do número de mols de
reação
Zn → Zn
2+
Cu
2+
→ Cu
Zn + Cu
2+
→ Zn
2
DG = - nFE = - 2. 96500. 1,
DG = - 212,3 kJ/mol
2H
→ H
2
E
red
q
= 0 V
X → X
n+
E
ox
q
=?
E
redox
(medido) = E
red
q
+ E
ox
q
D
G = - nFE
A pressão e temperatura constantes:
F DG< 0 Þ 𝐸 > 0 Þ espontâneo
(gera corrente elétrica)
F DG> 0 Þ 𝐸 < 0 Þ não espontâneo
(precisa de fonte externa para a reação
ocorrer)
F DG= 0 Þ 𝐸 = 0 Þ equilíbrio
Notação
Zn (s)
/ Zn
2+
(aq)
// Cu
2+
(aq)
/ Cu (s)
I Potenciais fora da condição padrão
DG = - nFE
DG = DG
θ
θ
E = E
θ
RT
nF
) lnQ (Equação de Nerst)
aA +bB ⥨cC +dD Q=
["]
!
[$]
"
[%]
[&]
$
Zn
(s)
2+
(aq) →
Zn
2+
(aq)
(s)
Q =
[Zn
2+
]
[Cu
2+
]
Zn
(s)
(aq) →
Zn
2+
(aq)
2Ag
(s)
Q=
[ #$
!"
]
[ &'
"
]
!
ELETRÓLISE
É um processo físico-químico que utiliza a energia
elétrica de uma fonte qualquer (como pilha ou
bateria) para forçar a ocorrência de uma reação
química de produção de substâncias simples ou
compostas que não podem ser encontradas na
natureza ou que não são encontradas em grande
quantidade.
Durante a eletrólise, um cátion sofre redução no
cátodo, e um ânion sofre oxidação no ânodo. Isso
acontece por meio da descarga elétrica fornecida
por uma fonte externa. Assim, temos na eletrólise
uma reação de oxidação e redução não
espontâneas.
Exemplo:
(-) Na
(l)
→ Na
(l)
E
red
q
= - 1,36V
(+) 2Cl
(l)
→ 2e
E ox
q
= - 2,71V
2NaCl (l)
→ 2Na (l)
E redox
q
= - 4,07V
D Em solução aquosa
Nesse tipo de eletrólise, utilizamos uma substância
iônica dissolvida na água, dentro da cuba eletrolítica.
Assim, antes de realizar a eletrólise, primeiramente
misturamos a substância (geralmente um sal
inorgânico) na água para provocar sua dissociação
(liberação de um cátion e um ânion).
O diferencial em relação à eletrólise ígnea é que,
além dos íons provenientes da dissociação, temos
também os íons provenientes da autoionização da
água. Em sua autoionização, a água produz um
cátion hidrônio (H
) e um ânion hidróxido (OH
Para saber qual cátion se deslocará para o cátodo
e qual ânion se deslocará para o ânodo, é
necessário conhecer a ordem de descarga de
cátions e ânions.
