ELETROQUÍMICA

LQRQ 2

Prof Paulo Correia 2o Semestre|2017

Visão geral da aula

Células galvânicas Semi reações Montagem experimental Anodo | Catodo Potencial Diagrama de célula

Conceitos fundamentais Número de oxidação Oxidação | Redução Agente redutor | agente oxidante

Fontes recomendadas: livros do Kotz ou Atkins

Reação eletroquímica

Zinco metálico 𝒁𝒏𝟎 + sulfato de cobre II (𝑪𝒖𝑺𝑶𝟒)

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O que ocorreu com 𝒁𝒏𝟎?

𝒁𝒏𝟎(𝒔) → 𝒁𝒏𝟐+(𝒂𝒒)

Perda de 2𝒆−: aumento do Nox

O zinco metálico sofreu oxidação

𝒁𝒏𝟎 𝒔 → 𝒁𝒏𝟐+ 𝒂𝒒 + 𝟐𝒆−

Semi-reação de oxidação

O que ocorreu com 𝑪𝒖𝑺𝑶𝟒?

𝑪𝒖𝑺𝑶𝟒 𝒔 → 𝑪𝒖𝟐+ 𝒂𝒒 + 𝑺𝑶𝟒𝟐−(𝒂𝒒)

Ganho de 2𝒆−: diminuição do Nox

O cátion 𝑪𝒖𝟐+ 𝒂𝒒 sofreu redução

Semi-reação de redução

O sal está dissolvido em água

𝑪𝒖𝟐+(𝒂𝒒) → 𝑪𝒖𝟎(𝒔)

𝑪𝒖𝟐+ 𝒂𝒒 + 𝟐𝒆− → 𝑪𝒖𝟎(𝒔)

Reação REDOX

𝒁𝒏𝟎 𝒔 : sofre oxidação e é agente redutor

Semi-reação de redução

𝑪𝒖𝟐+ 𝒂𝒒 + 𝟐𝒆− → 𝑪𝒖𝟎(𝒔)

𝒁𝒏𝟎 𝒔 → 𝒁𝒏𝟐+ 𝒂𝒒 + 𝟐𝒆−

Semi-reação de oxidação

𝒁𝒏𝟎 𝒔 + 𝑪𝒖𝟐+ 𝒂𝒒 → 𝒁𝒏𝟐+ 𝒂𝒒 + 𝑪𝒖𝟎(𝒔) Equação global

𝑪𝒖𝟐+ 𝒂𝒒 : sofre redução e é agente oxidante

CÉLULAS GALVÂNICAS

Pilhas: produzem corrente elétrica

Como os componentes a seguir devem ser organizados para montar

uma pilha? Indique a localização dos componentes utilizando os

números da figura e explique o funcionamento da pilha.

• Barra de cobre metálico (Cu0)

• Barra de zinco metálico (Zn0)

• Fio condutor

• Solução de sulfato de cobre II (CuSO4)

• Solução de sulfato de zinco (ZnSO4)

• Solução de sulfato de sódio (NaSO4)

Pilha

Anodo (−): local onde ocorre a oxidação

Catodo (+): local onde ocorre a redução

Ponte salina: mantém o balanço de cargas

Pilha

Potencial da pilha (FEM)

Tendência a sofrer redução e oxidação

FEM: diferença de potencial entre catodo e anodo

Potencial da pilha (FEM) Potencial (E) é medido em volts (1V = 1 Joule/ Coulomb)

1atm

25oC

1 mol/L

Pilha de Zn e Cu

• Catodo: redução (cobre)

• Anodo: oxidação (zinco)

• Semi-reação de oxidação: Zn0(s) Zn+2

(aq) + 2e- E0 = + 0,76 V

• Semi-reação de redução: Cu+2(aq) + 2e- Cu0

(s) E0 = + 0,34 V

• Equação global: Zn0(s) + Cu+2

(aq) Cu0(s) + Zn+2

(aq)

• Potencial da pilha é igual a soma dos potenciais das semi-reações

E0 = + 0,34 + (+ 0,76) = + 0,34 + 0,76

E0 = + 1,10 V

Diagrama de célula

Zn(s)IZn2+(aq)IICu2+

(aq)ICu(s)

Zn(s)IZn2+(aq)IICu2+

(aq)ICu(s)

Anodo (–): semi-reação de oxidação

Zn(s)IZn2+(aq)IICu2+

(aq)ICu(s)

Catodo (+): semi-reação de redução

Zn(s)IZn2+(aq)IICu2+

(aq)ICu(s)

Ponte salina

Diagrama de célula Zn(s)IZn2+

(aq)IICu2+(aq)ICu(s)

Zn(s)IZn2+(aq)IICu2+

(aq)ICu(s)

Anodo (–): semi-reação de oxidação E0 = + 0,76 V

Zn(s)IZn2+(aq)IICu2+

(aq)ICu(s)

Catodo (+): semi-reação de redução E0 = + 0,34 V

E0 = + 1,10 V (Espontâneo)

Cu(s)ICu2+(aq)IIZn2+

(aq)IZn(s)

Cu(s)ICu2+(aq)IIZn2+

(aq)IZn(s)

Anodo (–): semi-reação de oxidação E0 = – 0,34 V

Cu(s)ICu2+(aq)IIZn2+

(aq)IZn(s)

Catodo (+): semi-reação de redução E0 = – 0,76 V

E0 = – 1,10 V (Não é espontâneo)

Diagrama de célula Considere as seguintes células galvânicas 1-3:

1) Ni(s)|Ni2+(aq)||Ag+

(aq)|Ag(s)

2) Al(s)|Al3+(aq)||Ni2+

(aq)|Ni(s)

3) Fe(s)|Fe2+(aq)||Ag+

(aq)|Ag(s)

Para cada uma delas:

a) Escreva as semi-reações de oxidação e redução.

b) Escreva a reação global.

c) Indique os agentes oxidante e redutor.

d) Esquematize os componentes da pilha (itens 1-6).

e) Identifique o anodo, o catodo e o sentido do fluxo de elétrons.

f) Calcule o potencial da célula.

Consulte a tabela de potencial de redução padrão.