Eletroquimica

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ELETROQUÍMICA

1. CÉLULAS GALVÂNICAS
Trata-se de um dispositivo que utiliza reações de oxiredução para produzir energia elétrica. A pilha ou célula é
constituída por dois eletrodos com diferentes potenciais de
oxidação, o que ocasiona movimentação de elétrons, e surgimento
de corrente elétrica.

Cátodo : consiste
em uma placa de
cobre mergulhada
em uma solução
do íon Cu2+

Ânodo :consiste
em uma placa de
zinco mergulhada
em uma solução
do íon Zn2+

O eletrodo de zinco é o ânodo. No ânodo ocorre a oxidação do Zn0 para Zn2+
Reação do ânodo: Zn0 → Zn2+ + 2eNesta reação ocorre a liberação de um par de elétrons.
Ânodo ⇒ sofre corrosão ⇒ reação de oxidação
O eletrodo de cobre é o cátodo. No cátodo ocorre a redução do Cu2+ para Cu0
Reação do cátodo: Cu2+ + 2e- → Cu0
Areação ocorre a partir da “aceitação” de um par de elétrons.
Cátodo ⇒ ocorre deposição ⇒ reação de redução

Reação global do processo pode ser expressa por:
ânodo:

Zn0(s) → Zn2+(aq) + 2e-

cátodo:

Cu2+(aq) + 2e- → Cu0(s)

célula:

Zn0(s) + Cu2+(aq) → Zn2+(aq) + Cu0(s)

O fechamento do circuito pode ser levado a efeito tanto por
uma ponte salina, como representado na figuraanterior, quanto
por um material poroso, como argila não vitrificada.
Em ambos os casos ocorre a passagem de íons, isto é
fundamental

para

que

os

recipientes

fiquem

eletricamente

equilibrados.
Uma pilha na qual a reação global não tenha atingido o
equilíbiro químico pode efetuar trabalho pelo fluxo de elétrons do
circuito externo. Esse trabalho dependerá da diferença depotencial entre os eletrodos que é medida em Volts (V).

1.1. DIAGRAMAS DE CÉLULA
Uma célula galvânica pode ser representada pelo diagrama a
seguir no qual, por convenção o ânodo aparece à esquerda.
Zn(s) | Zn2+(aq)

|

Cu2+(aq) | Cu(s)

Quando é utilizada uma ponte salina representa-se a barra
central dupla.
Zn(s) | Zn2+(aq)

||

Cu2+(aq) | Cu(s)

Pode-se também representar afórmula completa do soluto
em cada compartimento da célula.
Zn(s) | ZnSO4(aq)

||

CuSO4 (aq) | Cu(s)

1.2. ELETRODOS NAS CÉLULAS GALVÂNICAS
Os eletrodos servem como dispositivos de remoção de
elétrons do agente redutor no ânodo e fonte de elétrons para o
agente oxidante no cátodo. Os cinco tipos mais importantes de
eletrodos são:

1.2.1. Eletrodo metal-íon metálico
Consiste em ummetal em contato com seus íons em solução.
Por exemplo a prata:
como cátodo

Ag+(aq) | Ag(s)

[ Ag+(aq) + e- → Ag(s) ]

como ânodo

Ag(s) | Ag+(aq)

[ Ag(s) → Ag+(aq) + e- ]

1.2.2. Eletrodo gás-íon
É empregado um gás em contato com o seu ânion. O gás é
borbulhado na solução e o contato é feito mediante um metal
inerte, normalmente a platina. Por exemplo o hidrogênio:
comocátodo

H+(aq) | H2(g) | Pt(s)

[ 2H+(aq) + 2e- → H2(g) ]

1.2.3. Eletrodo metal-ânion de sal insolúvel
Neste caso um metal se encontra em contato com um dos
seus sais insolúveis e ao mesmo tempo com uma solução que
contém o ânion do sal. Por exemplo prata-cloreto de prata:
como cátodo

Cl-(aq) | AgCl(s) | Ag(s)

[ AgCl(s) + e- → Ag(s) + Cl-(aq) ]

1.2.4. Eletrodos de oxi-reduçãoinertes
Consiste em um fio metálico inerte, como a platina, em
contato com uma solução de uma substância em dois estados de
oxidação. Por exemplo o eletrodo férrico-ferroso.
como cátodo

Fe3+, Fe2+(aq) | Pt(s)

[ Fe3+(aq) + e- → Fe2+(aq) ]

1.2.5. Eletrodos de membrana
O exemplo clássico é o eletrodo de vidro. Uma membrana
fina de vidro separa duas soluções de pH diferentes e umadiferença de potencial se desenvolve entre as duas superfícies.
Pt(s) | Ag(s) | AgCl(s) | HCl(aq 1M) | vidro | sol.pH? || Cl-(aq) | Hg2Cl2(s) | Hg(l)

1.3. TENSÃO DE CÉLULA E ESPONTANEIDADE
Um voltímetro, dispositivo de medida de tensão, pode ser
usado para indicar a diferença de potencial elétrico em uma
célula galvânica.
Atribuimos o sinal positivo (+) quando a reação de célula se
desenrola...
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