Eletroquímica

ELETROQUÍMICA

INTRODUÇÃO

Uma corrente elétrica pode provocar uma reação química ou, uma reação química pode produzir uma corrente elétrica. A relação entre estes dois fenômenos é estudada por um ramo da química chamado ELETROQUÍMICA.

PILHAS

É quando uma reação química de óxido redução, espontânea, produz energia elétrica. Uma pilha ou célula eletroquímica muito tradicional é a PILHA DE DANIELL. Esta pilha baseia-se na seguinte reação:

Com o passar do tempo verificamos que a solução fica com menos CuSO4, um pouco de ZnSO4 e a placa de zinco é recoberta por uma camada de cobre. Daniell percebeu que estes elétrons poderiam ser transferidos do Zn para os íons Cu2+ por um fio condutor externo e, este movimento produzir uma CORRENTE ELÉTRICA. E isto seria possível montando um esquema do tipo representado a seguir:

À medida que a reação vai ocorrendo poderemos fazer as seguintes observações : O eletrodo de zinco vai se desgastando com o passar do tempo. A solução de ZnSO4 vai ficando mais concentrada. O eletrodo de cobre terá sua massa aumentada. 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.

Neste processo teremos, simultaneamente, a ocorrência das seguintes reações:

PÓLO NEGATIVO ou ÂNODO : É o pólo de onde saem os elétrons e, nele ocorre sempre a oxidação.

PÓLO POSITIVO ou CÁTODO: É o pólo aonde chegam os elétrons e, nele ocorre sempre a redução.

REPRESENTAÇÃO DE UMA PILHA

Uma pilha, segundo a IUPAC, deve ser representada da seguinte forma:

Para a pilha de Daniell teremos, no início, o seguinte esquema:

Para a pilha de Daniell teremos, após um tempo de funcionamento, o seguinte esquema:

Exercícios:

1) Observando a pilha Co, Co 2+ // Au 3+, Au.

a) Quais as semi-reações? b) Qual a reação global? c) Quem sofre oxidação?

d) Quem sofre redução? e) Qual o eletrodo positivo ou cátodo?

f) Qual o eletrodo negativo ou ânodo? g) Qual o sentido do fluxo de elétrons pelo fio?

h) Que eletrodo será gasto? i) Qual dos eletrodos terá a sua massa aumentada?

j) Que solução concentra? k) Que solução dilui?

2) Na reação química expressa pela reação

Podemos afirmar que houve:

a) oxidações do Zn e do Cu. b) reduções do Cu 2+ e do Cu. c) oxidação do Zn e redução do Cu 2+.

d) oxidação do Zn 2+ e redução do Cu. e) oxidação do Cu 2+ e redução do Zn.

3) Na célula eletroquímica Al / Al 3+ // Fe 2+ / Fe podemos afirmar que:

a) O alumínio sofre redução. b) O ferro é o ânodo.

c) Os elétrons fluem, pelo circuito externo, do alumínio para o ferro.

d) A solução de Al 3+ irá se diluir.

e) No eletrodo de ferro, a barra de ferro sofre corrosão.

4)O pólo onde saem os elétrons, em uma pilha, é:

a) cátodo. b) pólo positivo. c) ânodo. d) o eletrodo que aumenta a massa.

e) o que ocorre redução.

5)(Covest-2005) Podemos dizer que, na célula eletroquímica Mg(s) / Mg2+(aq) // Fe2+(aq) / Fe(s):

a) o magnésio sofre redução.

b) o ferro é o ânodo.

c) os elétrons fluem, pelo circuito externo, do magnésio para o ferro.

d) há dissolução do eletrodo de ferro.

e) a concentração da solução de Mg2+ diminui com o tempo.

DIFERENÇA DE POTENCIAL (d.d.p.)

Os metais que fazem parte de uma reação de óxido-redução têm uma tendência a ceder ou receber elétrons. Essa tendência é determinada pelo potencial de eletrodo