ELETROQUÍMICA:
PILHAS
ELETRÓLISE
PROFª JULIANA
HISTÓRICO

1800 – ALESSANDRO VOLTA
Ele empilhou pequenos discos de zinco e cobre, separandoos com pedaços de um material poroso (feltro) embebidos
em uma solução aquosa de H2SO4 (boa condutora).
ENERGIA
QUÍMICA
PILHA
ELETRÓLISE
ENERGIA
ELÉTRICA
CONSTITUIÇÃO DAS PILHAS

ELETRODOS



metal
solução do metal
FIO CONDUTOR DE ELÉTRONS
• PONTE SALINA OU PLACA POROSA
Finalidade:
Permitir o escoamento de íons de uma semicela para outra,
de modo que cada solução permaneça sempre
eletricamente neutra.
Ponte Salina:
Solução de água e
sal.
No caso da pilha
de Daniell (solução
de KCl eletrólito
forte)
MONTANDO UMA PILHA
(PILHA DE DANIELL - 1836)
e-

e-

e-

ÂNODO
CÁTODO
Polo -
Polo +
Desgaste da placa (corrosão)
Aumento de massa da placa
Oxidação do metal ( Zn/Zn2+)
Redução do íon (Cu2+/Cu)
ÂNODO
CÁTODO
Polo negativo ( - )
Polo positivo ( + )
Concentra a solução
oxidação do metal a íon
POA
pela
Diluição
da
solução
redução do íon da solução
RREC
pela
Reações das Pilhas
e-

e-

e-

e-

Semi-reação de oxidação (perde e-)
Sentido
dos
Semi-reação de redução (ganha e-)
e-
REAÇÃO GLOBAL DA PILHA
Zn + Cu2+  Zn2+ + Cu
REPRESENTAÇÃO SIMPLIFICADA
A0/A+
//
B+/B0
Pólo +
Pólo –
Oxidação
Ponte salina
Redução
CÁTODO
ÂNODO
Zn / Zn2+ // Cu2+ / Cu

Obs.: O sentido da corrente elétrica é o inverso do
caminho percorrido pelos elétrons.
POTENCIAL DE UMA PILHA
O Potencial de um pilha é medido
experimentalmente por um
aparelho denominado
VOLTIMETRO, cujo objetivo é
medir a força eletromotriz (fem ou
E) da pilha.
O valor indicado pelo voltímetro,
em volts (V), corresponde a
diferença de potencial ou ddp (E)
de uma pillha, e depende das
espécies químicas envolvidas, das
suas concentrações e da
temperatura.
POTENCIAL DO ELETRODO
Potencial normal (ou Padrão) do Eletrodo
Símbolo = E0
Unidade = volt (V)
Conceito: é a grandeza que mede a capacidade que o eletrodo
possui de sofrer oxi-redução nas condições padrão
Condição Padrão
Concentração da solução: 1 mol/L;
Pressão: 1 atm
Temperatura: 25o.C
Cálculo do E da Pilha
E
= E0 redução maior
E0 redução
menor
ou
E
= E0 oxidação maior
E0 oxidação
menor
E > 0 processo espontâneo
E < 0 processo não espontâneo
Medição dos Potenciais
Eletrodo Padrão
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
Medição dos Potenciais
Exemplo com Zinco
Quanto
maior o
potencial de
redução
(mais
positivo),
maior a
capacidade
de sofrer
REDUÇÃO
Aumenta o
caráter
OXIDANTE
Quanto
menor o
potencial de
redução
(mais
negativo),
maior a
capacidade
de sofrer
OXIDAÇÃO
Aumenta o
caráter
REDUTOR
ELETRODO DE SACRIFÌCIO
Placas de zinco são
periodicamente grudadas ao
casco dos navios, pois atuam
como eletrodos de sacrifício, se
oxidando no lugar do ferro.
Zn2+ + 2e  Zn
E0 = - 0,76 V
Fe2+ + 2e  Fe
E0 = - 0,44 V
ELETRÓLISE
• Reação de oxirredução provocada pela corrente elétrico
• Um gerador elétrico fornece energia ao processo.
• O fluxo de elétrons é do polo positivo para o negativo.
• ELETRÓLITOS: substâncias ou misturas que contenham íons
livres.
ELETRÓLISE ÍGNEA
• Ocorre com substâncias iônicas fundidas (estado líquido)
Ex: aquecer NaCl a 800 ºC
NaCl  Na+ + Cl2 Na+ + 2e  2 Na
2 Cl-  2e + Cl2
2 Na+ + 2 Cl-  2 Na + Cl2
ELETRÓLISE EM SOLUÇÃO AQUOSA
• Utiliza água como solvente.
• Ocorre competição de íons.
ELETRÓLISE EM SOLUÇÃO AQUOSA
X2
ESTEQUIOMETRIA DA ELETRÓLISE
ESTEQUIOMETRIA DA ELETRÓLISE
 Aplicando nossa aula
1 – Considerando a pilha esquematizada abaixo, indique:
a) O metal M, que combinado
com o eletrodo de alumínio
funcione como ânodo da pilha.
b) Calcule o E da pilha de
Alumínio com o metal M
escolhido no item a.
c) Indique o metal com maior
caráter oxidante na tabela dada.
a) O metal M, que combinado
com o eletrodo de alumínio
funcione como ânodo da pilha.
RESOLUÇÃO:
O Potencial de redução do
alumínio é = -1,66 V;
O metal M para atuar como
ânodo deverá sofrer OXIDAÇÃO e
deverá, portanto possuir MENOR
potencial de REDUÇÃO que o
Alumínio.
O único metal com potencial de
redução menor que o Alumínio é o
MAGNÉSIO = -2,36 V
b) Calcule o E da pilha de
Alumínio com o metal M
escolhido no item a.
E
= E0redução - E0redução
maior
menor
E
=
E0Al
E
=
-1,66 - (-2,36)
-
E0Mg
E = + 0,70 V
OBS: toda pilha é um processo
espontâneo de transferência de
elétrons e portanto seu E e
sempre positivo.
c) Indique o metal com maior
caráter oxidante na tabela dada.
Maior caráter OXIDANTE,
significa, maior capacidade
de sofrer REDUÇÃO;
Na tabela ao lado o metal
com maior poder de redução
é a PRATA = + 0,80 V
2 – Observe a pilha abaixo e indique:
a) O ânodo da pilha.
b) O pólo positivo da
pilha.
c) O eletrodo que sofre
oxidação.
d) Calcule o E da pilha.
e) Escreva a notação
oficial da pilha.
RESOLUÇÃO
a) O ânodo da pilha.
Eletrodo de chumbo
b) O pólo positivo da pilha.
Eletrodo de Prata
c) O eletrodo que sofre
oxidação.
Eletrodo de Chumbo
MENOR POTENCIAL DE
REDUÇÃO
MAIOR POTENCIAL DE
REDUÇÃO
Sofre oxidação
Sofre redução
ÂNODO
CÁTODO
Pólo Negativo
Pólo Positivo
d) Calcule o E da pilha.
E
= E0redução - E0redução
maior
menor
E
=
E0Ag
E
=
+ 0,79 - (-0,13)
-
E0Pb
E = + 0,92 V
Maior potencial
de redução
Menor potencial
de redução
e) Escreva a notação
oficial da pilha.
Pb0/Pb2+
//
Pólo –
Oxidação
ÂNODO
Ag+/Ag0
Pólo +
Ponte salina
Redução
CÁTODO
3 – Considere a notação oficial da pilha e responda as questões:
Cr/Cr3+ // Ni2+/Ni
Dados: E0 red a 25o.C e soluções 1mol/L
Cr3+ + 3e-  Cr E0 = -0,41 V Menor potencial de redução (sofre oxidação)
Ni2+ + 2e-  Ni E0 = -0,24 V Maior potencial de redução (sofre redução)
a) O pólo negativo da pilha. Eletrodo onde ocorre oxidação - Cr
b) O cátodo da pilha.
Eletrodo onde ocorre redução - Ni
c) Escreva as semi-reações da pilha e a reação global da pilha.
semi-reação de oxidação
2Cr  2Cr3+ + 6e-
(x2)
semi-reação de redução
3Ni2+ + 6e-  3Ni
(x3)
REAÇÃO GLOBAL:
2 Cr + 3Ni2+  2 Cr3+ + 3Ni
Cr/Cr3+ // Ni2+/Ni
Dados: E0 red a 25o.C e soluções 1mol/L
Cr3+ + 3e-  Cr E0 = -0,41 V
Ni2+ + 2e-  Ni E0 = -0,24 V
d) Calcule o E da pilha.
E
= E0redução - E0redução
maior
menor
E
=
E0Ni
E
=
- 0,24 - (-0,41)
-
E0Cr
E = + 0,17 V