ELETROQUÍMICAELETROQUÍMICAAna Clara: 14234 (EHD)Ana Clara: 14234 (EHD)

Camila: 14288 (EAM)Camila: 14288 (EAM)Prof.: ÉlcioProf.: Élcio

INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO A ELETROQUÍMICA é o estudo das A ELETROQUÍMICA é o estudo das

relações entre a eletricidade e as relações entre a eletricidade e as reações químicas;reações químicas;

A transferência de elétrons durante A transferência de elétrons durante as reações de oxirredução pode as reações de oxirredução pode produzir energia na forma de produzir energia na forma de eletricidade.eletricidade.

REAÇÕES DE OXIRREDUÇÃOREAÇÕES DE OXIRREDUÇÃO oxidação = perda de elétrons;oxidação = perda de elétrons; redução = ganho de elétrons;redução = ganho de elétrons; reações de oxirredução: elétrons reações de oxirredução: elétrons

transferidos do átomo oxidado para o transferidos do átomo oxidado para o átomo reduzido;átomo reduzido;

agente oxidante é reduzido;agente oxidante é reduzido; agente redutor é oxidado. agente redutor é oxidado.

)(sZn

)()()(2)( 22 gHaqZnaqHsZn

reduz = agente oxidante)(aqH

oxida = agente redutor

BALANCEAMENTO DE BALANCEAMENTO DE EQUAÇÕES DE OXIRREDUÇÃOEQUAÇÕES DE OXIRREDUÇÃO

Semi-reações;Semi-reações;

Balanceamento para reações que Balanceamento para reações que ocorrem em meio ácido;ocorrem em meio ácido;

Balanceamento para reações que Balanceamento para reações que ocorrem em meio básico.ocorrem em meio básico.

CÉLULAS VOLTAICASCÉLULAS VOLTAICAS reações de redox espontâneas: realização reações de redox espontâneas: realização

de trabalho elétrico;de trabalho elétrico;

ocorrem em compartimentos separados;ocorrem em compartimentos separados;

cada compartimento apresenta um cada compartimento apresenta um elétrodo onde ocorrem as semi-reações;elétrodo onde ocorrem as semi-reações;

elétrodo de oxidação = ânodoelétrodo de oxidação = ânodo

elétrodo de redução = cátodoelétrodo de redução = cátodo

F.E.M. DE PILHASF.E.M. DE PILHAS Gerada pela célula voltaica e originada da Gerada pela célula voltaica e originada da

diferença na energia potencial dos diferença na energia potencial dos elétrodos;elétrodos;

= fem padrão ou potencial padrão = fem padrão ou potencial padrão da célula, medida em volts;da célula, medida em volts;

celE 0

= potencial-padrão de = potencial-padrão de redução é obtido quando se compara redução é obtido quando se compara o potencial da semi-reação ao do o potencial da semi-reação ao do elétrodo-padrão de hidrogênio elétrodo-padrão de hidrogênio (EPH)=(EPH)=

Potencial padrão de uma célula Potencial padrão de uma célula voltaica:voltaica:

)()( 000 ânodoEcátodoEE redredcel

redE 0

VE red 00

AGENTES OXIDANTES E REDUTORES

Quanto mais positivo o potencial de redução de uma semi-reação, maior a tendência de oxidar outra espécie, ou seja, o poder oxidante.

A semi-reação com menor potencial de redução é a mais facilmente invertida como uma oxidação.

ESPONTANEIDADE DE ESPONTANEIDADE DE REAÇÕES REDOX REAÇÕES REDOX

células voltaicas usam as reações redox que células voltaicas usam as reações redox que ocorrem espontaneamente;ocorrem espontaneamente;

E > 0 = processo espontâneo; E > 0 = processo espontâneo; E < 0 = processo não espontâneo;E < 0 = processo não espontâneo; podemos usar os potenciais-padrão de podemos usar os potenciais-padrão de

redução para entender a série de atividade redução para entender a série de atividade dos metaisdos metais

)()( 000 oxidaçãoEreduçãoEE redred

F.E.M. E VARIAÇÃO DA ENERGIA F.E.M. E VARIAÇÃO DA ENERGIA LIVRELIVRE

variação de energia livre de Gibbsvariação de energia livre de Gibbs ΔG = - nFEΔG = - nFE

EFEITO DA CONCENTRAÇÃO NA EFEITO DA CONCENTRAÇÃO NA F.E.M. DA PILHAF.E.M. DA PILHA

fem da pilha depende das fem da pilha depende das concentrações dos reagentes e concentrações dos reagentes e produtos da reação da pilha;produtos da reação da pilha;

Equação de Nernst :Equação de Nernst :

Concentração dos reagentes Concentração dos reagentes aumenta <=> aumenta femaumenta <=> aumenta fem

QnFRTEE ln0

PILHAS DE CONCENTRAÇÃOPILHAS DE CONCENTRAÇÃO Célula baseada unicamente na fem gerada Célula baseada unicamente na fem gerada

por causa de uma diferença em uma por causa de uma diferença em uma concentração concentração

F.E.M. DA CÉLULA E EQUILÍBRIO F.E.M. DA CÉLULA E EQUILÍBRIO QUÍMICOQUÍMICO

Equação de Nernst ajuda-nos a entender por Equação de Nernst ajuda-nos a entender por que a fem de uma célula voltaica cai à que a fem de uma célula voltaica cai à medida que ela descarrega.medida que ela descarrega.

Equação de Nernst :Equação de Nernst :

QnFRTEE ln0

BATERIAS OU PILHASBATERIAS OU PILHAS bateria de chumbo e ácido;bateria de chumbo e ácido;

pilhas alcalinas;pilhas alcalinas;

baterias de níquel-cádmio, níquel-baterias de níquel-cádmio, níquel-hidreto metálico e íon lítio;hidreto metálico e íon lítio;

células de combustível.células de combustível.

CORROSÃO CORROSÃO Reações redox espontâneas nas quais um Reações redox espontâneas nas quais um

metal é atacado por alguma substância metal é atacado por alguma substância em seu ambiente e é convertido em um em seu ambiente e é convertido em um composto não desejado;composto não desejado;

Corrosão do ferro;Corrosão do ferro;

Proteção catódica.Proteção catódica.

ELETRÓLISE ELETRÓLISE

Processo usado para fazer com que Processo usado para fazer com que ocorram as reações redox não ocorram as reações redox não espontâneas com o uso de energia espontâneas com o uso de energia elétrica.elétrica.

-

ELETRÓLISEELETRÓLISE Eletrólise de soluções aquosas;Eletrólise de soluções aquosas;

Eletrólise com elétrodos ativos;Eletrólise com elétrodos ativos; Aspectos quantitativos da eletrólise.Aspectos quantitativos da eletrólise.

ELETRÓLISEELETRÓLISE Trabalho elétricoTrabalho elétrico

nFEmáx

extnFE

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICASREFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Brown, Lemay, Bursten. Química: A Brown, Lemay, Bursten. Química: A Ciência CentralCiência Central

Mahan. Química um curso universitárioMahan. Química um curso universitário Fundamentos da QuímicaFundamentos da Química