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Equilibrios electroquimicos
Autores :
Itai Pita Moiana
Severino Pedro Pessuro
Universidade Rovuma
Lichinga
2020
Msc: Estêvão Clâvel
Introdução
 O presente trabalho reflecte claramente sobre o equilíbrio electroquímico dentro desse electroquímico encontram-se alguns subtemas que fazem parte deste tema que são: A voltagem galvânica, cinética dos processos eléctrodos, polinização por activação, polinização por transporte d massa e sobre voltagem (sobre tensão), portanto uma célula electroquímica é usada para gerar uma corrente eléctrica. 
Equilíbrio electroquímico
 Electroquímica é o ramo da química que estuda as interligações entre efeitos químicos e eléctricos
 A electroquímica conte uma variedade enorme de diferentes:
Fenómenos, desde a electroforese a corrosão;
Dispositivos, desde sensores electrão analíticos a bactéria;
Tecnologia, desde a galvanização de metais a produção industrial de Cloro.
Continuação 
 Métodos de Ectroanaliticos
 Os métodos de solução, ou condutimetricos, baseiam-se em fenómenos que ocorrem no interior da solução e neste envidam-se todos os esforços para evitar os fenómenos superficiais;
 Os métodos interfaciais baseiam-se nos fenómenos que ocorrem na interface entre a superfície dos eléctrodos e a camada fina de solução adjacente a esta superfície.
, 
Continuação
 Os métodos interfaces estáticos são métodos baseados no equilíbrio, onde não existe passagem de corrente na célula electroquímica. 
 Voltagem galvânica ou células galvânicas (células electroquímicas)
 Voltagem galvânica é um dispositivo que permite a conversão de energia química em energia eléctrica através de reacções de Oxidação-Redução que ocorre na interface eléctrodo/solução. 
Cont.
Pilha de Daniel
 
 Este dispositivo forma uma celula Galvanica.As duas metades da Celula são designadas por comprimento e estao ligados entre si por uma junção electrolica, ( ponte salina ou parede porosa ou uma menbrana .
Cont.
Reacções em jogo:
Ânodo (Oxidação) pólo negativo:
Zn (s)-𝑍𝑛2+(aq) + 2e
Cátodo Redução pólo positiva:
𝐶𝑢2+(aq) + 2e -Cu (s)
Junção Electrónica
 Tem como função manter os iões 𝐶𝑢2+Afastados do ânodo de zinco;
 Evita as transformações directas de eléctrodos de zinco para os iões de cobre;
 Permite a migração de iões entre os dois comprimentos e consequentemente a passagem de electrões pelo circuito.
Cont.
 Diagrama de células
 As células galvânicas podem ser representadas através de uma forma simples chamada Diagrama de células.
 A pilha de DANIELL pode ser representada através de um diagrama:
 Zn(s) | 𝒁𝒏𝟐+(aq) | | 𝑪𝒖𝟐+(aq) | Cu(s).
Cada símbolo e fórmula representam a fase em que a substância ou espécie se encontra;
As linhas verticais representam interfases ou junções;
As linhas verticais seguidas representam a junção electrolítica (ponte salina, parede porosa, …);
Cont.
Cont.
 Eléctrodo de membrana
 Duas soluções iónicas diferentes separadas por uma membrana.
Cont.
 Equação de NERNST
 A dependência da tensão de uma célula galvânica com as concentrações das espécies que participam no processo é dada pela Equação de Nernst;
 𝐸𝑝𝑖𝑙ℎ𝑎 = 𝐸𝑝𝑖𝑙ℎ𝑎𝑜- 𝑅𝑇𝑛/𝐹ln Q
 R = 8,315J/K.mol; T = temperatura (Kelvin); F = 96500C/mol;
 Q = quociente da reacção (para cada instante da reacção);
 Seja a reacção:
 aA + bB-mM + pP
Cont.
 Potenciação padrão e constantes de Equilíbrio
 Num equilíbrio a expressão Q da Lei das acções de massas passa a ser igual a K (constante de equilíbrio), nestas condições a equação de Nernst escreve-se:
 O= 𝐸𝑝𝑖𝑙ℎ𝑎𝑜- 𝑅𝑇𝑛/𝐹ln K 𝐸𝑝𝑖𝑙ℎ𝑎𝑜= 𝑅𝑇𝑛/𝐹ln F
 Passado para logaritmos decimais e operando a temperatura de 298K tem-se;
 𝐸𝑝𝑖𝑙ℎ𝑎 𝑜= 0,0591.log
 𝑛
Cont.
 Energia Livre de Gibbs
 A energia de livre de Gibbs, ∆G, (função termodinâmica) é um critério de espontaneidade de uma reacção química. Podemos relacionar a energia Livre de Gibbs com a constante de equilíbrio da reacção e o potencial da pilha galvânica.
 Numa pilha galvânica, a energia é convertida em energia eléctrica, tem-se a seguinte reacção:
Cont. 
 ΔG = 𝑊𝑒𝑙𝑒𝑐𝑡𝑊𝑒𝑙𝑒𝑐𝑡= Trabalho Eléctrico.
 Por outro lado:
 𝑊𝑒𝑙𝑒𝑐𝑡 = -n.F.𝐸𝑝𝑖𝑙ℎ𝑎
 N = Numero de electrões em jogos; F = 96500C; 𝐸𝑝𝑖𝑙ℎ𝑎Tensao da pilha.
 Nota: o sinal negativo é pois produzido trabalho para o exterior, nas condições padrão
 ΔG0= -n.F.𝐸𝑝𝑖𝑙ℎ𝑎.
 Por outro ladoΔG0estarelacionado com a constante de 
Δ𝐆𝟎= -RT ln K
Cont.
 Pilha de concentração
 Numa pilha de concentração os eléctrodos são da mesma natureza (mesma substância) o que difere é a concentração dos electrólitos que os envolve.
Ânodo: M -𝑀𝑛+ + ne 
Cátodo: 𝑀𝑛+ + ne – M
Cont.
 Cinética de processos de eléctrodo
 A velocidade das reacções electroquímica, em especial em uma célula de electrólise ou em uma pilha é dada em função etapa imitante do tempo reaccional, esta influenciam nas reacções ocorridas na interface eléctrodo-solução, e está subdividida nas cinco sob etapas listadas a seguir.
 Tipos de eléctrodos
Cont.
 Eléctrodo electroa
 Activos – sempre que um metal é oxidável, como por exemplo o Mg, Zn, Cu, etc. Este metal sofre alterações ao longo do processo, com perda de Massa ou alteração da composição química.
 Eléctrodos inactivos – são quimicamente inertes, como por exemplo a Pt. 
Cont.
 Eléctrodo de vidro medidor de pH – este é um eléctrodo de tipo especial que permite medir o pH de soluções
 Dessorção oxidativa: funcionamento deste eléctrodo pode esquematizar-se de um metal oxidado em movimento.
 Difusão oxidativa: consiste em diminuir diminuindo a atracão electrostática entre catiões liberados e electrões do eléctrodo.
Cont.
 Transferência de electrões: movimento dos electrões do eléctrodo que contem a substância, metal com menor potencial de redução para o eléctrodo dotado da substância com maior potencial de redução.
 Difusão redutiva: movimento de catiões da solução para o eléctrodo que está recebendo electrões.
Cont.
 Absorção redutiva: absorção dos catiões no eléctrodo, redução dos metais.
 Em processos não espontâneos, como no caso de electrólise, a reacção existe entre dois de estabilidade, logo é necessário que uma energia seja aplicada ao sistema reaccional para que haja energia potencial suficiente para ser aproveitada pelas moléculas para superar essa barreira de energia de activação. 
Cont.
 Polarização
 A polarização ocorre quando um factor transmuta este equilíbrio, desta forma ocorre uma mudança na imposta pelo equilíbrio da dupla camada eléctrica.
 Onde a concentração catiônico é metálico em solução for alterado a interface da dupla camada eléctrica será modificada e o potencial de equilíbrio alterar-se-á e passará agindo sobre o eléctrodo, este potencial é diferente do potencial de equilíbrio.
Cont.
 Sobre tensão de difusão
 É a diferença no potencial de eléctrodo em função da difusão em função da movimentação dos catiões ou aniões envolvidos.
 Como exemplo um dos métodos de obtenção do cobre, Cu, por electrólise mantendo uma constante e rigorosa agitação será perceptível uma maior velocidade na reacção pelo aumento da energia cinética imposta pela aceleração dos iões pela hélice do sistema que aumenta as probabilidades de choques entre os anélitos (catiões de Cu2+) com o eléctrodo de cobre puro.
Cont.
 Polarização por Activação
 Polarização por activação ou transporte de carga: se dá quando uma energia de activação apreciável precisa ser superada a reacção (transferência de electrões) ocorra.
 Polarização por transporte de massa 
 É em relação a velocidade de transporte da espécie ´´0´´ até a superfície do eléctrodo da a velocidade da reacção. 
Obrigada pela atençãodispensada
Universidade Rovuma
Lichinga
2020 
Quem não cansa, alcança 
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