eletroquimica

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ELETROQUÍMICA
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ELETROQUÍMICA
	O que é eletroquímica?
È o estudo das reações químicas que produzem corrente elétrica ou são produzidas pela corrente elétrica.
	Oxidação: è a perda de elétrons
	Redução: è o ganho de elétrons
	Reação de Oxirredução: è quando há transferência de elétrons
	Número de Oxidação (Nox.): è a própria carga elétrica do íon, ou seja, o número de elétrons que o átomo perdeu ou ganhou.
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A PILHA DE DANIELL
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Esta pilha baseia-se na seguinte reação: 
Zn
+
Cu
CuSO4
+
ZnSO4
ou, na forma iônica
Zn
+
Cu
Cu2+
+
Zn2+
**
ELÉTRONS
A PILHA DE DANIELL
DANIELL percebeu que estes elétrons poderiam ser transferidos do Zn para os íons Cu2+ 
por um fio condutor externo e, este movimento produziria uma Corrente elétrica
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A PILHA DE DANIELL: Montagem e funcionamento
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Zn2+
Zn2+
Zn2+
Zn2+
Cu2+
Cu2+
Cu2+
Cu2+
ELÉTRONS
PONTE SALINA
CÁTIONS
ÂNIONS
A pilha de Daniell: Montagem e funcionamento
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Zn2+
Zn2+
Zn2+
Zn2+
ELÉTRONS
PONTE SALINA
CÁTIONS
ÂNIONS
À medida que a reação vai ocorrendo poderemos fazer as seguintes observações 
O eletrodo de zinco vai se desgastando com
o passar do tempo 
O eletrodo de cobre terá sua massa aumentada 
Cu2+
Cu2+
Cu2+
Cu2+
A solução de ZnSO4 vai ficando mais concentrada 
Zn2+
Zn2+
Zn2+
Zn2+
A solução de CuSO4 vai ficando mais diluída 
Nas soluções teremos a passagem dos íons, em excesso, de um lado para o outro através da ponte salina 
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PILHA DE DANIEL
Neste processo teremos, simultaneamente, a ocorrência das seguintes reações:
Zn
2 e –
+
Zn2+
(semi-reação de oxidação)
Cu
Cu2+
+
2 e –
(semi-reação de redução)
Cu2+
Zn
+
Zn2+
Cu
+
(reação global)
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PILHA DE DANIEL
	Convencionou-se representar a pilha de Daniell (e todas as demais pilhas), esquematicamente, da seguinte maneira:
	Veja que devem ser indicados os metais que formam os eletrodos, as soluções com as respectivas concentrações e a temperatura de funcionamento da pilha.
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a) Quem sofre oxidação?
Co
Co
Co2+
Au3+
Au
Au3+
b) Quem sofre redução?
c) Qual o eletrodo positivo ou cátodo?
Au
d) Qual o eletrodo negativo ou ânodo?
Co
e) Que eletrodo será gasto?
Co
f) Qual dos eletrodos terá a sua massa aumentada?
Au
EXERCÍCIO
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A FORÇA ELETROMOTRIZ (fem) DAS PILHAS
	Quanto maior a quantidade de água, e maior for a altura da queda, maior será a energia liberada.
	A quantidade de elétrons através do circuito elétrico externo depende dos materiais que formam a pilha.
	Quantidade de água que cai corresponde a quantidade de eletricidade que passa por um fio.
	A altura da queda-d’água corresponde a diferença de potencial (ddp) ou força eletromotriz (fem) da pilha. 
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A FORÇA ELETROMOTRIZ (fem) DAS PILHAS
	A natureza dos metais formadores da pilha:
	O anodo ‘empurra’ elétrons para o circuito externo. Enquanto o catodo ‘puxa’ elétrons do circuito externo. A fem da pilha Zn/Cu é maior que a fem da pilha Cu/Ag
	As concentrações das soluções empregadas
Zn0(s) + CuSO4 (aq) ZnSO4 (aq) + Cu0 (s)
	A concentração Padrão de qualquer meia-célula é de 1 mol/L
	A temperatura da pilha
	Temperatura padrão de qualquer meia-célula é de 25°C
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ELETRODO PADRÃO DE HIDROGÊNIO
	Para medir o potencial absoluto de um eletrodo metálico, foi necessário adotar um eletrodo padrão. O eletrodo escolhido foi denominado de eletrodo padrão de hidrogênio.
	Usa-se uma placa de platina esponjosa, que tem a propriedade de reter o gás hidrogênio, desse modo, forma-se uma película de H2 sobre a platina; 
A reação desse eletrodo é: 
H2 (g) + 2e- 2H+ (aq) 
Potencial do eletrodo (E0 ) é igual a Zero.
Todos os metais serão confrontados com esse eletrodo padrão. 
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ELETRODO PADRÃO DE HIDROGÊNIO
Para o Zinco, temos o valor no voltímetro de 0,76 V, que é denominado potencial de oxirredução do Zinco, indicado por E0 
	O zinco está funcionando como polo negativo (anodo) e o hidrogênio como polo positivo (catodo) 
	O Hidrogênio tanto pode ceder elétrons como receber elétrons
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CALCULO DA FORÇA ELETROMOTRIZ (FEM) DAS PILHAS
	A fem (ΔE0) de uma pilha, em condições-padrão é a diferença entre o E0 do oxidante (catodo) e o E0 do redutor (anodo). Matematicamente, temos: ΔE0 = E0Oxidante - E0Redutor
	Exemplo: Cálculo da fem da pilha de Daniell em condições-padrão
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CALCULO DA FORÇA ELETROMOTRIZ (FEM) DAS PILHAS
	Exemplo 2 : Cálculo da fem da pilha Al0| Al3+|| Fe2+| Fe0 em condições padrão.
Reação: 2Al0 + 3Fe2+ 2Al3+ + 3Fe0
Exercício
Em uma pilha Ni0 |Ni2+ || Ag+ | Ag0 , os metais estão mergulhados em soluções aquosas 1,0 M de seus respectivos sulfatos, a 25°C. determine:
a) A equação global da pilha
b) O sentido do fluxo de elétrons;
C) O valor da força eletromotriz (fem) da pilha.
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ESPONTANEIDADE DAS REAÇÕES DE OXIRREDUÇÃO
	ΔE0 Positivo: Reação espontânea;
	ΔE0 Negativo: Reação não espontânea;
	Todo elemento ou substância que está mais acima na tabela age como redutor dos que estão mais abaixo e portanto sofre oxidação. 
	Exemplo:
Zn0 + Fe2+ Zn2+ + Fe0 
	Um metal (redutor) pode reduzir o cátion de um metal que está mais abaixo na tabela dos potenciais-padrões. Com os não metal (Oxidantes) ocorre o contrario – um não-metal mais abaixo é que vai oxidar outro não-metal que está localizado mais acima na tabela.
	Todo metal acima do hidrogênio na tabela consegue desloca-lo de um ácido.
redutor
Oxidante
Redução
Oxidação
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EXERCÍCIO
	È possível a reação Zn + FeCl2 ZnCl2 + Fe, em que o Zn desloca o Fe do FeCl2?
	Analise a reação e diga se o Zn pode deslocar um cátion do H2SO4
Zn + H2SO4 ZnSO4 + H2
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TIPOS DE PILHAS
	Bateria de automóvel: 
	Pilha de Leclanché:
	Pilhas Alcalinas:
	Pilha de mercúrio
	Pilha de níquel-cádimo:
	Pilha de Lítio-Iodo
	Pilha ou célula de combustível
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CORROSÃO DOS METAIS
	Corrosão é a destruição ou deterioração de um material devido à reação química ou eletroquímica com seu meio
	Calcula-se que 20% do ferro produzido é para repor o ferro que foi enferrujado.
	Apesar da estreita relação com os metais, esse fenômeno ocorre em outros materiais,
como concreto e polímeros orgânicos, entre outros.
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CORROSÃO DOS METAIS
Na formação da Ferrugem:
	Presença de ar e umidade;
	Presença de substâncias ácidas;
	Ambiente salino
Resistência a corrosão:
	Aço inoxidável;
	Platina; Titânio.
Metais diferentes em contato, forma-se uma pilha.
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CORROSÃO DOS METAIS
	Apassivação do alumínio;
	Azinhavre;
	Pintura a base de Zarcão contra a corrosão;
	Galvanização
	Metal de sacrifício.
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EXERCÍCIO
	Uma fita de um determinado metal (que pode ser cobre, zinco, chumbo ou alumínio) foi enrolada em torno de um prego de ferro, e ambos mergulhados numa solução de água salgada. Observou-se, após algum tempo, que o prego de ferro foi bastante corroído. Dados os potenciais-padrão de redução
Conclui-se que o metal da fita deve ser qual?
	Cu ou Pb c) Al ou Cu e) Zn ou Pb
	Al ou Pb d) Zn ou Al
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