unidade 14 - equilíbrio redox - 09-06-15
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Unidade 14 - Equilíbrio RedoxTRANSCRIPT
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12/06/2015
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Ricardo Erthal Santelli
EQUILBRIO REDOX
Qumica Analtica IQA 121
Professor Titular Departamento de Qumica Analtica UFRJ
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Reaes de Oxi-reduo: reaes onde ocorre transferncia de eltrons de uma espcie para outra.
Ex.: Ce4+ + Fe2+ Ce3+ + Fe3+
OXIDAO: aumento do nmero de oxidaoREDUO: diminuio do nmero de oxidao
AGENTE REDUTOR: espcie qumica que possui o elemento que se oxida
AGENTE OXIDANTE: espcie qumica que possui o elemento que se reduz
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Ex.: H2O2 + MnO4- + H+ O2 + Mn
2+ + H2O
I2 + S2O32- I- + S4O6
2-
IO3- + I- + H+ I2 + H2O
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Semi-reaes:
H2O2 + MnO4- + H+ O2 + Mn
2+ + H2O
H2O2 O2 + 2 H+ + 2 e
MnO4- + 8 H+ + 5 e Mn2+ + 4 H2O
________________________________________________5 H2O2 + 2 MnO4
- + 6 H+ 5 O2 + 2 Mn2+ + 8 H2O
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Semi-reaes: de acordo com a IUPAC, as semi-reaesdevem ser sempre escritas no sentido da REDUO
O2 + 2 H+ + 2 e H2O2
MnO4- + 8 H+ + 5 e Mn2+ + 4 H2O
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Potenciais Padres: cada semi-reao possui um potencial padro, relativo ao eletrodo de hidrognio, ao qual foi convencionalmente atribudo o valor de ZERO.
O2 + 2 H+ + 2 e H2O2 E
o = + 0,682 V
MnO4- + 8 H+ + 5 e Mn2+ + 4 H2O E
o = + 1,51 V
2 H+ + 2e H2 Eo = 0,00 V
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Clula Eletroqumica: constituda por dois eletrodos em contato eletroltico.
Eletrodo: comea com um metal e termina em uma soluo.
Ex:. Eletrodo de cobre
Cu2+ + 2 e Cu Eo = + 0,337 V
Ex:. Eletrodo de zinco
Zn2+ + 2 e Zn Eo = - 0,763 V
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Eletrodo Padro de Hidrognio: constitudo por platina recoberta com negro de platina, imerso em uma soluo contendo ons H+ (a = 1 mol/L) e onde se borbulha gs hidrognio (p = 1 atm).
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Pt, H2 (1 atm) HCl (a = 1 mol/L)
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Medida de Potencial Padro: atravs de uma clula eletroqumica constituda pelo eletrodo de hidrognio e pelo eletrodo que representa a semi-reao a ser medida.
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Pt, H2 (1 atm) HCl (a = 1 mol/L) Ag+ (a = 1 mol/L) Ag
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Pt, H2 (1 atm) HCl (a = 1 mol/L) Ag+ (a = 1 mol/L) Ag
Eocel = Eo
Ag+/Ag - Eo
H+/H2
(el. direita) (el. esquerda)
SEMPRE COM AS SEMI-REAES ESCRITAS NO SENTIDO DA REDUO
0,799 = EoAg+/Ag - 0
EoAg+/Ag = 0,799 V
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A EQUAO DE NERNST
O Eo uma medida da TENDNCIA DA REAO
Energia livre de Gibbs relacionada com a Keq
c C d D+a A b B+
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A EQUAO DE NERNST
E = potencial da semi-reao; E = potencial padro de eletrodo (caracterstico para cada semi-reao); R = constante do gs ideal, 8,314 J K1 mol1; T = temperatura absoluta, K; n = nmero de moles de eltrons que aparecem na semi-reao; F = Faraday = 96.485 C mol-1; ln = logaritmo natural = 2,303 log10; [A], [B], [C]; [D] = concentraes (na verdade, atividades) dos reagentes e produtos.
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Semi-reaes e seus potenciais:
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Clculo de potenciais de semi-reaes em situao no padro:
Ex.: Calcule o potencial de eletrodo para um eletrodo de prata cuja [ NaCl ] = 0,05
mol/L, utilizando: a) EoAg+/Ag = 0,799 V e b) EoAgCl/Ag = 0,222 V
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Clculo de potenciais de semi-reaes em situao no padro:
b)
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Clculo de potenciais de clulas:
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Clculo de potenciais de clulas:
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Clculo de potenciais de clulas:
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E esquerda = 0,1204 V
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Clculo de potenciais de clulas:
Se E positivo a reao espontnea:
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Ecel = Edir Eesq = 0,7946 0,1204 = 0,6742 V
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Clculo de potenciais de clulas:
Ex.: Calcule o potencial necessrio para iniciar a deposio de cobre a partir de uma soluo [CuSO4] = 0,01 mol/L e pH = 4
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Se E negativo a reao no-espontnea
Usada na eletrogravimetria para a determinao de cobre, por exemplo, em minrios.
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