2° COL – SETOR B AULAS 8 e 9 PÁGINA 198 ELETROQUÍMICA Estuda os fenômenos elétricos relacionados com as reações de oxidorredução. Energia química pilhas eletrólise energia elétrica REAÇÕES DE OXI-REDUÇÃO: Zn0 + CuSO4 Lâmina de Zn Solução aquosa de CuSO4 ZnSO4 + Cu0 Zn Solução com menos CuSO4 e um pouco de ZnSO4 Depósito de Cu Alessandro Volta (1745 -1827): a eletricidade tem origem nos metais. Criou a 1ª pilha em 1800. Precursor da produção de eletricidade em fluxo contínuo. Ele empilhou alternadamente discos de zinco e de cobre, separando-os por pedaços de tecido embebidos em solução de ácido sulfúrico. A pilha de Volta, produzia energia elétrica sempre que um fio condutor era ligado aos discos de zinco e de cobre, colocados na extremidade da pilha. John Frederic Daniell (1790 – 1845): substituiu, nas pilhas, as soluções ácidas pelas soluções de sais. Em 1836, John Frederick Daniell construiu uma pilha com eletrodos de cobre e zinco em uma cela individual e um tubo que ligava as soluções salinas (ponte salina). Esta pilha ficou conhecida como pilha de Daniell. PILHA = Dispositivo no qual uma reação de oxidorredução gera corrente elétrica. • Toda pilha tem dois eletrodos: • ÂNODO = polo negativo , ocorre oxidação( perde e-). • CÁTODO = polo positivo, ocorre redução( ganha e-). A transferência de elétrons do ânodo para o cátodo. . PONTE SALINA=Mantém constante a concentração de íons durante o funcionamento da pilha. elétrons ponte salina Zn0 Cu0 Zn+2 Cu+2 SO4-2 SO4-2 SOLUÇÃO INCOLOR SOLUÇÃO AZUL elétrons ponte salina Cu0 Zn0 Zn+2 Cu+2 Zn+2 SO4-2 SO4-2 SO4-2 ÂNODO : SEMIRREAÇÃO DE OXIDAÇÃO: Zn → 2e- + Zn2+ CÁTODO: SEMIRREAÇÃO DE REDUÇÃO: Cu2+ + 2e- → Cu EQUAÇÃO GLOBAL: Zn + Cu 2+ → Zn2+ + Cu NOTAÇÃO IUPAC: Ânodo // Cátodo Zn/Zn2+ // Cu2+ /Cu PILHA DE DANIELL Esquema : PONTE SALINA A finalidade da ponte salina é manter os dois eletrodos eletricamente neutros através da migração de íons (corrente iônica). PILHA DE LECLANCHÉ PILHA SECA ALCALINA ou PILHA COMUM ALCALINA São semelhantes à de Leclanché. As principais diferenças são: A mistura eletrolítica contém KOH ou NaOH, ao invés de NH4Cl O ânodo é feito de zinco altamente poroso, que permite uma oxidação mais rápida em relação ao zinco utilizado na pilha seca comum. Comparando-as com as pilhas secas comuns, as alcalinas são mais caras, mantêm a voltagem constante por mais tempo e duram cinco vezes mais. Por que será que as pilhas alcalinas duram mais que as comuns??? Nas pilhas alcalinas, o meio básico faz com que o eletrodo de zinco sofra um desgaste mais lento, comparado com as pilhas comuns que possuem um caráter ácido. EXERCÍCIOS PÁGINA 199 SETOR B AULAS 10 e 11 PÁGINA 201 • POTENCIAL DO ELETRODO : é a grandeza que mede a capacidade que o eletrodo possui de sofrer oxidação ou redução nas condições padrão. • Condições Padrão: Concentração da solução: 1 mol/L; Pressão: 1 atm Temperatura: 25o.C Representação : E0 Unidade: volt (V) • Cálculo do E da Pilha (ddp ou fem) E = 0 E redução (maior) Nas pilhas , E é SEMPRE positivo (E > 0 ) E0 redução ( menor) ELETRODO PADRÃO DE HIDROGÊNIO • Por convenção foi escolhido o eletrodo de hidrogênio H2 / 2H+ como eletrodo padrão. • Esse eletrodo possui potencial de oxidação e/ou redução igual a ZERO • H2 2H+ + 2e E0 = 0,00 V • 2H+ + 2e H2 E0 = 0,00 V Pilha de zinco e hidrogênio Para determinar o potencial dos eletrodos, vamos montar duas pilhas, tomando como base o eletrodo de hidrogênio: Pilha de cobre e hidrogênio Construindo a tabela de Potenciais Aumenta a forma redutora (poder de sofrer oxidação) Tabela de Potenciais de redução (E0red) com solução aquosa a 25o.C, em volts (V) Zn2+ + 2e- Zn0 -0,76 2H+ + 2e- H2 0,00 Cu2+ + 2e- Cu0 +0,34 Aumenta a força oxidante (poder de sofrer redução) EXERCÍCIOS AULA 12 • ESPONTANEIDADE DA REAÇÃO EXERCÍCIOS