Química A – Prof Marcus Eletroquímica.

Células Eletroquímicas: São reações de Oxirredução.

Galvânicas: Energia Química em Energia ElétricaEletrolítica: Energia Elétrica em Energia Química

• Otto em XVII : Inventou a máquina de gerar eletricidade

• Luigi Galvani: Aplicação terapêutica e músculos armazenavam eletricidade e os nervos conduziam

• Alessandro Volta: Colocou 2 metais em contato e percebeu que um ficava ligeiramente positivo e o outro ligeiramente negativo (formação de uma ddp que é a tensão elétrica)

Reações de OxirreduçãoOPA RRR

Ag Redutor Ag Oxidante Negativo Positivo

Reações EspontâneasCélula Galvânica: É a mais comum 1 único

eletrólito (em solução aquosa) em contato com ambos eletrodos.

Reações Espontâneas Pilha de Daniel: Eletrodos em compartimentos separados.

Ânodo: O Zn saí da lâmina e “vai para” a solução aquosa de ZnSO4

Cátodo: O Cu+2 gruda na placa – “saí da” solução e gruda na placa de Cu.Ponte Salina: KCL – A finalidade é manter contato entre as soluções.

Sentido/Fluxo de ElétronsÂnodo Cátodo

• Semirreação do Ânodo:Zn Zn+2 + 2é

• Semirreação do Cátodo:Cu+2 +2é Cu

Eletrodos nas Células Galvânicas:Remoção de elétrons (condutores iônicos)

Natureza - Enem• Estrutura de funcionamento da Pilha.• Liberam componentes Químicos que são tóxicos

diretamente a matéria orgânica (não adianta incinerar – os resíduos ficam nas cinzas e alguns volatilizam fincando na atmosfera)

• São Bioacumulativos; afetam o SNC, fígado, rins e pulmões:

Cd (cancerígeno), Pb , Hg (mutação genética).

Energia Química Energia Elétrica.Processo Espontâneo

PilhasEnergia elétrica Energia Química.

Processo Não espontâneo.Eletrólise

Eletrólise

• É uma reação de oxirredução oposta a pilha!• Não espontânea, por indução artificial.• Grande importância na indústria atual. Entre seus

usos está a recarga de baterias e a produção industrial de elementos como o alumínio que se Obtem a partir da Bauxita e o Sódio a partir do NaCl.

• Ocorre primeiramente a decomposição (ionização ou dissociação) do composto em íons. Posteriormente, com a passagem de uma corrente contínua através destes íons, são obtidos os elementos químicos.

Na+ +1é Na(s)

Cl-1 Cl2(g)

Através da corrente elétrica: provoca-se descargas de íons.

Eletrólise

Corrente elétrica

Descarga de íons

Energia Química / Não Espontâneo

Para ocorrer eletrólise é necessário íons livres para a corrente ser conduzida.

(sem íons livres não há eletrólise)

Obtenção pela:• Fusão de substâncias iônicas.• Pela dissociação ou ionização de substâncias em

meio aquoso.

Tipos de Eletrólise

• 1° Eletrólise Ígnea (sem água).• 2° Eletrólise em meio aquoso. (a água interfere durante a eletrólise)

1° - Eletrólise Ígnea (sem água).

Eletrólise do NaCl fundidoNaCl(s) se funde a 801°C, formando o NaCl(l)

2NaCl(l) 2Na+1 e 2Cl-1

2Na+1 +2é 2Na(s) (Redução – cátodo)

2Cl-1 Cl2(g) +2é (Oxidação - ânodo)

________________________________ 2NaCl(l) 2Na(s) + Cl2(g) (Reação Global)

Eletrólise da Bauxita fundidaP.F. de 2072 °C. Acréscimo de criolita (Na3AlF6)

como fundente o P.F. cai da mistura cai para 1000 °C.A alumina se dissocia:

Al2O3 → 2 Al3+ + 3 O2-

No eletrodo negativo ocorre a seguinte reação:4 Al3+ + 12 e- → 4 Al0

Enquanto no eletrodo positivo:6 O2- → 6 O2 + 12 e-

A equação glogal: 2 Al2O3 → 4 Al3+ + 6 O2-

4 Al3+ + 12 e- → 4 Al0

6 O2- → 3 O2 + 12 e-

2 Al2O3 → 4 Al0 + 3 O2

Eletrólise em meio aquosoA diferença entre a eletrólise ígnea e a

eletrólise em meio aquoso é a forma em que está a substância que será submetida à corrente elétrica. Eletrólise ígnea substância iônica está Fundida, sem água.Eletrólise aquosa substância iônica está dissociada em água.Lembre-se : a água é capaz de se autoionizar:

H2O H+ e OH-

Eletrólise de Solução aquosa de Cloreto de Sódio

• NaCl + H2O

1° NaCl Na+ + Cl-

2° H2O H+ + OH-

O gerador irá retirar elétron de quem tem muito e enviar para o que pouco tem pouco. Há uma competição e o gerador terá que escolher: Cl- ou OH- ?Ordem de prioridade de “descarrego”:F-/SO4

-2/PO4-3/CO3

-2/NO3-1

OH- Outros ânions

NaCl + H2O

1° NaCl Na+ + Cl-

2° H2O H+ + OH-

ânodo/Oxir: 2Cl- Cl2 + 2é

Cátodo/Red: Nova competição, os é vão para quem? Na+ ou H+?Nova ordem de prioridade:1A, 2A e Al - O gerador não consegue “colocar é neles” com facilidade, pois no H+ é mais fácil

NaCl + H2O

1° NaCl Na+ + Cl-

2° H2O H+ + OH-

ânodo/Oxir: 2Cl- Cl2 + 2é

Cátodo/Red: 2H+ + 2é H2

Construção da Eq Global/balanceamentoNaCl + H2O

1° NaCl Na+ + 2Cl-

2° H2O 2H+ + OH-

ânodo/Oxir: 2Cl- Cl2 + 2é

Cátodo/Red: 2H+ + 2é H2

Eq Global:NaCl + H2O 1° 2NaCl 2Na+ + 2Cl-

2° 2H2O 2H+ + 2OH-

ânodo/Oxir: 2Cl- Cl2 + 2é

Cátodo/Red: 2H+ + 2é H2

_____________________________________

2NaCl + 2H2O 2Na+ + Cl2 + H2 + 2OH-

Tabela de prioridade de descarga nos eletrodos

Cátions: 1A, 2A, Al H+ demais metais

Ânions: ânions Oxigenados F- OH- ânions não oxigenados

Pilha de Daniell

Polo + Polo -

Cátodo Ânodo

Redução Oxidação

Aumenta a lâmina Corrói a lâmina

Dilui concentração Aumenta concentração

Eletrólise Ânodo Cátodo

Oxidação Redução