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Profa. GRAÇA PORTO * Eletrólise *Pilhas ELETROQUÍMICA.

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Apresentação em tema: "Profa. GRAÇA PORTO * Eletrólise *Pilhas ELETROQUÍMICA."— Transcrição da apresentação:

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2 Profa. GRAÇA PORTO * Eletrólise *Pilhas ELETROQUÍMICA

3 Profa. GRAÇA PORTO ELETROQUÍMICA 1) Eletrólise: reações provocadas pela corrente elétrica. 2) Pilhas: reações que produzem corrente elétrica.

4 Profa. GRAÇA PORTO ELETRÓLISE Eletrólise é a reação não espontânea provocada pela passagem de corrente elétrica, através de uma solução. ELETRODOS INERTES pólo negativo cátodo pólo positivo ânodo cátodoânodo x + + e - x Y - - e - Y

5 Profa. GRAÇA PORTO ELETRÓLISE * Para o pólo negativo (cátodo) migram os cátions da solução, ocorrendo a sua redução: X + + e - X o * Para o pólo positivo (ânodo) migram os ânions da solução, ocorrendo a sua oxidação: Y - - e - Y o No circuito externo, o cátodo é o eletrodo onde chegam elétrons e o ânodo, onde saem os elétrons.

6 Profa. GRAÇA PORTO ELETRÓLISE Se a eletrólise ocorre em meio aquoso, há uma preferência na competição de íons que sofrem descarga: CÁTIONS Au +3, Ag +, Cu +2, Ni +2, Fe +2, H +, Ca +2, K +, ÂNIONS Cl -, Br -, I -, OH -, SO 4 -2, NO 3 -,... A preferência na descarga (perda de carga) ocorre em função do potencial de oxi - redução da espécie iônica envolvida.

7 Profa. GRAÇA PORTO ELETRÓLISE Exemplo: *** Produtos da eletrólise do NaCl (aq) 2NaCl 2Na + + 2Cl - 2H 2 O 2H + + 2OH - Reação catódica (pólo -) 2H e - H 2(g) Reação anódica (pólo +) 2Cl e - Cl 2(g) Sobra, na solução, NaOH (aq).

8 Profa. GRAÇA PORTO ELETRÓLISE

9 Profa. GRAÇA PORTO ELETRÓLISE Eletrólise aquosa do NaCl Produtos primários da eletrólise

10 Profa. GRAÇA PORTO ELETRÓLISE Eletrólise ígnea do NaCl Fonte de corrente direta cátodo ânodo e-e- e-e- e-e- e-e-

11 Profa. GRAÇA PORTO ELETRÓLISE Leis de Faraday As Leis de Faraday estabelecem a massa de material que é produzida durante a eletrólise. 1 a Lei:m Q (Q = carga = i. t) 2 a Lei: m E (E = equivalente-grama) E = Mol / nox Portanto, associado as duas leis: m = K.i.t.E K = 1/F = 1/ C.mol -1 (constante) C.mol -1 = 1 Faraday = carga de 1 mol de elétrons

12 Profa. GRAÇA PORTO ELETRÓLISE Leis de Faraday Exemplo: Calcular a massa de níquel depositado numa eletrólise realizada durante 10 minutos, por uma corrente de 9,65 ampéres, usando uma solução aquosa de NiSO 4. t = 10 min = 600 s i = 9,65 A E = 58,7/2 = 29,35g m = i.t.E / F = 9, ,35 / Resposta: m = 1,761 gramas

13 Profa. GRAÇA PORTO APLICAÇÕES DA ELETRÓLISE * Banhos eletrolíticos de metais - cromo, níquel, zinco, cobre, ouro, prata,..

14 Profa. GRAÇA PORTO APLICAÇÕES DA ELETRÓLISE * Banho eletrolítico de níquel Reações * Cátodo: Ni e - = Ni * Ânodo: Ni - 2 e - = Ni +2 - CÁTODO + Gerador SOLUÇÃO DE NiSO 4 Ni OBJETO A NIQUELAR ÂNODO e-e- e-e- Ni +2 ELETRODO DE NÍQUEL

15 Profa. GRAÇA PORTO Uma pilha (ou reação galvânica) é um processo que gera uma diferença de potencial e uma corrente elétrica. Nesse processo associamos duas reações que apresentam potenciais de oxi-redução diferentes entre sí. Os potenciais de oxi-redução medem a capacidade de oxidação ou de redução de um sistema. PILHAS

16 Profa. GRAÇA PORTO PILHAS Para os cátions, os metais alcalinos e alcalino-terrosos, por serem muito eletropositivos, apresentam elevado potencial de oxidação enquanto que os metais de transição apresentam, em relação aos primeiros elevado potencial de redução. Para fins comparativos, arbitra- se potencial zero para a reação H e - 2 H + E = 0,0 V

17 Profa. GRAÇA PORTO PILHAS Exemplos de Potenciais de redução Exemplos de Potenciais de redução Li e - Li E = - 3,04 V Na e - Na E = - 2,71 V Zn e - Zn E = - 0,76 V 2H e - H 2 E = 0,00 V Cu e - Cu E = + 0,34 V Ag e - Ag E = + 0,80 V Au e - Au E = + 1,50 V

18 Profa. GRAÇA PORTO PILHAS Uma das primeiras pilhas conhecidas é a de DANIELL, que consiste de um eletrodo de cobre e outro de zinco, segundo o esquema: Zn (s) - 2e - Zn 2+ Solução de ZnSO 4 Solução de CuSO 4 Oxidação Cu e - Cu (s) Redução CÁTODO ÂNODO - +

19 Profa. GRAÇA PORTO PILHAS Na pilha de Daniell o Zn tende a se oxidar pois apresenta menor potencial de redução ( - 0,76 V) enquanto cobre apresenta maior potencial de redução ( + 0,34 V). Para a reação global ocorre o seguinte: Zn - 2 e - Zn +2 Cu e - Cu

20 Profa. GRAÇA PORTO PILHAS Associado as duas reações resulta: Zn + Cu +2 Zn +2 + Cu * Zn sofre oxidação; * Cu +2 sofre redução.

21 Profa. GRAÇA PORTO PILHAS Representação da pilha de Daniell Zn / Zn +2 // Cu +2 / Cu (ânodo: -) (cátodo: +) fluxo de elétrons oxidação redução redutor oxidante E pilha = E oxidante - E redutor (sempre usar o potencial de redução) PONTE SALINA

22 Profa. GRAÇA PORTO PILHAS Observe que o sinal convencional do cátodo e do ânodo, na pilha, é o contrário do que ocorre na eletrólise. Justifica-se: * eletrólise: reação forçada * pilha: reação espontânea. Contudo, tanto nas pilhas quanto nas reações de eletrólise - cátodo chegam elétrons - ânodo saem elétrons

23 Profa. GRAÇA PORTO PILHAS Potencial na pilha de Daniell E oxidante(Cu) = + 0,34 Volts E redutor(Zn) = - 0,76 Volts E pilha = E oxidante - E redutor E pilha = + 0,34 - (- 0,76) = 1,10 Volts. * E pilha > 0 : reação espontânea * E pilha < 0 : reação não-espontânea

24 Profa. GRAÇA PORTO OUTRAS PILHAS Pilha comum (Leclanché) REAÇÕES: 1) Ânodo Zn - 2e - Zn +2 2) Cátodo MnO 2 + 2e - Mn +2 cátodo de carbono (grafite) ânodo de zinco pasta úmida de NH 4 Cl, MnO 2 e carbono

25 Profa. GRAÇA PORTO OUTRAS PILHAS Bateria ou acumulador (automóvel) (+) (-) placas alternadas de Pb e PbO 2 H 2 SO 4 + H 2 O Pb (ânodo) PbO 2 (cátodo)

26 Profa. GRAÇA PORTO OUTRAS PILHAS Corrosão Metálica A corrosão de um metal é dada pelo contato de um metal com o ar úmido.

27 Profa. GRAÇA PORTO OUTRAS PILHAS Corrosão Metálica Quanto maior o E 0 DE OXIDAÇÃO Maior a capacidade de perder elétrons Melhor agente REDUTOR.

28 Profa. GRAÇA PORTO


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