Pilhas fisica

ENERGIA ELÉTRICA NAS REAÇÕES QUÍMICAS: PILHAS

- Potencial normal de redução → Nas reações de oxirredução ocorre uma redução e uma oxidação que podem ser representadas por uma semi-reação. Para cada semi-reação de redução ou oxidação associa-se um valor de potencial que é obtido em relação a uma referência: O Hidrogênio (reduzido ou oxidado). Essa potencial, determinada a 25C, 1atm e em solução de concentração 1 mol/L, é determinado potencial normal ou potencial padrão.

        Essa determinação é feita experimentalmente e atribui-se o valor zero para o potencial padrão do Hidrogênio.

        Organizou-se uma tabela com os potenciais normais de redução (E0) com as semi-reações de redução e seus respectivos potenciais. Em cada semi-reação, o 1ª membro, representa a forma oxidada e o 2ª membro, a forma reduzida.

        Com base na tabela, pode-se prever a ocorrência de reações de oxirredução espontâneas.

[pic 1]

Por exemplo, o sistema Ferro/Iodo:

Forma oxidada        Forma reduzida

       Fe2+ + 2e-    ⇌     Fe0

          I2 + 2e-      ⇌    2I-

Como o potencial de redução do Iodo é maior que o do Ferro, haverá reação espontânea se colocarmos a forma oxidada do Iodo (I2) em presença reduzida do Ferro (Fe0):[pic 2]

          I2 + 2e-      ⇌    2I-                 (semi-reação de redução)

             Fe0⇌  Fe2+ + 2e-            (semi-reação de oxidação)[pic 3][pic 4]

         Fe0 + I2 ⇌  Fe2+ + 2I-       (reação global)

PS: Ás vezes pode-se encontrar nesta tabela em função da reação de oxidação (potencial padrão de oxidação).

- Reações de oxirredução espontâneas → Para verificação da ocorrência de uma reação de oxirredução comparam-se s valores de E0red. dos dois sistemas: sofre redução aquele que apresenta maior potencial de redução, enquanto o outro sofre oxidação. Para haver reação espontânea é preciso reagir a forma oxidada do primeiro com a reduzida do segundo.

        A reação ocorre, por exemplo, quando mergulhamos uma placa de Cobre em solução aquosa de Nitrato de Prata. O cobre se oxida em Cu2+ e fornece elétrons para Ag+.

        Esta transferência de elétrons ocorre dos átomos de cobre metálico para os íons de Prata, a parir de E0 do Cobre e da Prata, temos:

Cu2+ + 2e-      ⇌    Cu0             E0 = +0,34V

Ag+ + 1e- ⇌  2 Ag0              E0 = +0,80V

      Cu0 → Cu2+ + 2e-                     (semi-reação de oxidação)[pic 5]

    2 Ag+ + 2e- → 2Ag0                        (semi-reação de redução)[pic 6][pic 7]

Cu0 + 2Ag+ ⇌  Cu2+ + 2Ag0        (reação global na forma iônica)

A equação que representa o fenômeno é:

Cu0 + 2AgNO3 → 2Ag0 +  Cu(NO3)2

Metais como Zn, Al e Mg que representam E0red < 0, se oxidam na presença de ácidos diluídos. Estes metais são mais reativos que o Hidrogênio e devido a isso se deslocam dos ácidos. Isso pode ser verificado consultando a tabela de potenciais de redução.

Exemplo:

2H+ + 2e- ⇌  H2         E0 = 0

Zn2+ + 2e- ⇌  Zn0      E0 = 0,76 V

Haverá, portanto a seguinte reação espontânea: