Aula 2

Uma célula eletroquímica de corrente contínua consiste de dois condutores elétricos denominados

ELETRODOS, mergulhados em uma solução de eletrólitos selecionados de forma adequada.

Para que uma corrente comece a fluir na célula é necessário:

(1) que os eletrodos estejam conectados externamente, através de um condutor metálico

(2) que as duas soluções de eletrólitos estejam em contato, permitindo o movimento de íons entre elas

(3) que uma reação de transferência de elétrons possa ocorrer em cada um dos eletrodos

CÉLULAS ELETROQUÍMICAS

Isola os reagentes, mas mantém o contato elétrico entre as 2 metades da célula

As soluções precisam ser mantidas separadas para evitar a reação direta entre os reagentes. Há a inserção de uma ponta salina

Condução de eletricidade: só é possível coma migração de íons potássio presentes na ponte salina para uma

direção e os íons cloreto para outra

CÉLULAS GALVÂNICAS

Célula eletroquímica galvânica realizando trabalho

Energia potencial da célula é convertida em energia elétrica

FLUXO DE ELÉTRONS: ânodo cátodo

Célula eletroquímica galvânica com circuito aberto

MOVIMENTO DE CARGAS

Após o equilíbrio ser atingido

VARIAÇÃO DO POTENCIAL DA CELA APÓS A PASSAGEM DE CORRENTE ATÉ O ALCANCE DE

EQUILÍBRIO

DIFERENÇA DE POTENCIAL

O potencial de uma célula eletroanalítica está diretamente relacionado às atividades dos reagentes e dos produtos da reação da célula e indiretamente relacionado às concentrações molares.

POTENCIAL PADRÃO DE ELETRODO (E0)

O potencial padrão de eletrodo de uma semi-reação é definido como seu potencial de eletrodo quando as atividades dos reagentes e produtos são todas iguais a unidade.

POTENCIAL PADRÃO DE ELETRODO (E0)

A dependência da tensão da célula eletroquímica com as concentrações dos reagentes

pode ser descrita quantitativamente;

Para uma semi-reação: xA + ne- yB

Considerando-se o equilíbrio químico envolvido na semi-reação anterior e a

energia livre de reação na célula eletroquímica, chega-se à equação que calcula

o potencial da pilha, E:

x

A

y

Bo

A

A

nF

RTEEPotencial ln:

(eq. 2)

Esta é a equação de Nernst.

Onde:

E = potencial do eletrodo

Eo = potencial padrão do eletrodo

R = constante dos gases

T = temperatura

F = constante de Faraday

n = número de elétrons envolvidos

AA = atividade da espécie A

AB = atividade da espécie B

A 25 oC: R = 8,315 J / K mol

T = 298,2 K

F = 96485 C / mol

substituindo estes valores na equação (2) e convertendo o logarítmico natural na base

10 (multiplica-se por 2,303), tem-se:

x

A

y

Bo

A

A

nEEPotencial log

05916,0:

(eq. 3)

A equação de Nerst também pode ser escrita como:

RED

OXo

A

A

nEEPotencial log

05916,0:

(eq. 4)

Onde AOX = atividade da espécie reduzida;

ARED = atividade da espécie oxidada

Exemplos: 1) Escrever a equação de Nernst para a semi-reação

¼ P4(s,branco) + 3 H+ + 3e- ⇌ PH3(g) Eo = - 0,046 V

x

A

y

Bo

A

A

nEE log

05916,0

3

3log3

05916,0

H

PEE

PHo