Entende-se por ELETROQUÍMICA o ramo da Química que estuda so fenômenos químicos que envolvem transferência de elétrons. Quando um processo químico ocorre.

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2 Entende-se por ELETROQUÍMICA o ramo da Química que estuda so fenômenos químicos que envolvem transferência de elétrons. Quando um processo químico ocorre espontaneamente e produz transferência de elétrons é chamado de pilha ou bateria, mas quando o processo químico é provocado por uma corrente elétrica é denominado eletrólise.

3 ELETROQUÍMICA

4 PILHAS E BATERIAS Para calculadoras Para lanternas Para automóveis
Para celulares Para automóveis

5 ELETRÓLISE laboratório indústria

6 Conceitos introdutórios
Para entender os fenômenos eletroquímicos, consideramos necessário, antes, fazer um estudo a respeito um tipo de reação química denominada oxidação-redução. Então lá vai!

7 Na imagem ao lado, diz-se`, normalmente, que o objeto “enferrujou”.
Reação química OXIDAÇÃO-REDUÇÃO (REDOX) Na imagem ao lado, diz-se`, normalmente, que o objeto “enferrujou”. Quimicamente, porém, seria mais adequado falar-se em um processo de “oxidação-redução”.

8 Reação química OXIDAÇÃO-REDUÇÃO (REDOX)
A oxidação-redução é, na verdade, uma reação química em que se observa “transferência de elétrons” de uma espécie química para outra.

9 Uma experiência realizada no laboratório
Após certo tempo, a solução muda de cor e um “pó” avermelhado (Cu) parece ocupar o lugar do prego (Fe).

10 *Tende a tornar-se incolor.
Equacionando para melhor compreensão . . . Fe CuSO FeSO Cu cinza azul esverdeada* avermelhado *Tende a tornar-se incolor.

11 Equacionando . . .

12 É a oxidação do ferro! Explicando . . .
O ferro, inicialmente neutro (NOX=0), perde 2 elétrons, os quais são transferidos para o cobre, tornado-se carregado (NOX=+2). É a oxidação do ferro!

13 É a redução do cobre! Explicando . . .
O cobre, inicialmente carregado (NOX = +2), recebe 2 elétrons e tornando-se neutro (NOX=0). É a redução do cobre!

14 Cu+2 + 2e- Cuo Outros conceitos . . . Agente oxidante
É a espécie que sofre redução. No exemplo, o agente oxidante é o cobre (Cu+2). Cu e Cuo

15 Feo Fe+2 + 2e- Outros conceitos . . . Agente redutor
É a espécie que sofre oxidação. No exemplo, o agente redutor é o cobre (Feo). Feo Fe e-

16 Feo + Cu+2 Fe+2 + Cuo A equação global . . .
Esta é chamada de equação global. Nela só aparecem os íons ou átomos que mudaram o seu número de oxidação (NOX).

17 Pilhas . . . Pilha de Volta A pilha de Volta, como o próprio nome indica, foi inventada em 1800 pelo físico italiano Alessandro Volta ( ).

18 Pilhas . . .

19 Zno + Cu+2(aq) Zn+2(aq) + Cuo
Pilha de Daniell A pilha de Daniell baseia-se na seguinte reação (forma iônica simplificada) . . . Zno Cu+2(aq) Zn+2(aq) + Cuo

20 Pilha de Daniell no laboratório
ÂNODO (-) CÁTODO (+) Fluxo de elétrons PONTE SALINA Zn ânions cátions Cu OXIDAÇÃO REDUÇÃO Cu2+ Zn2+ Cu2+ Zn2+ Cu2+ Zn2+ Zn2+ Cu2+

21 Pilha de Daniell Daniell percebeu que os elétrons poderiam ser transferidos do zinco (Zn) para os cátions cobre (Cu+2) por um fio condutor externo e, com isso, produzir uma corrente elétrica.

22 Isso é, então, compensado pela ponte salina.
Pilha de Daniell Com o passar do tempo, haverá excesso de cátions na solução de sulfato de zinco e falta de cátions na solução de sulfato de cobre. Isso faz com que a pilha pare de funcionar. Isso é, então, compensado pela ponte salina.

23 A IUPAC determina como deve ser representada uma pilha.
Representação de uma pilha (IUPAC) A IUPAC determina como deve ser representada uma pilha. M1o / M1+x // M2+y / M2o Zno / Zn+2 // Cu+2 / Cuo * As barras paralelas representam a ponte salina.

24 Potencial de redução Na pilha de Daniell o zinco (Zno) tende a se oxidar, enquanto o cobre (Cuo), a se reduzir. Por quê? O zinco apresenta menor potencial de redução (- 0,76 V), enquanto cobre apresenta maior potencial de redução (+ 0,34 V).

25 Potencial de redução Os valores são obtidos experimentalmente e permitem que ... 1. Seja calculada a diferença de potencial da pilha 2. Façamos previsão de quem se oxida ou quem se reduz

26 POTENCIAIS-PADRÃO* DE REDUÇÃO (1 atm e 25°C)
TABELA DE POTENCIAIS-PADRÃO* DE REDUÇÃO (1 atm e 25°C) *São valores experimentais

27 Entendendo . . . Quanto maior for a medida do potencial de oxidação, maior é a tendência do metal ceder elétrons Quanto maior for a medida do potencial de redução, maior é a tendência do metal ganhar elétrons

28 Zn2+ + 2e- Zno E° = – 0,76 V Cu2+ + 2e- Cuo E° = + 0,34 V
Exemplificando . . . Zn e Zno E° = – 0,76 V Cu e Cuo E° = + 0,34 V

29 Zno Zn2+ + 2e- E° = + 0,76 V Cu2+ + 2e- Cuo E° = + 0,34 V
Exemplificando . . . O cobre tem maior potencial de redução, logo ganhará elétrons (sofrerá redução); o zinco perderá elétrons (sofrerá oxidação). Zno Zn e E° = + 0,76 V Cu e Cuo E° = + 0,34 V Zno + Cu Zn Cuo ΔE = + 1,10 V

30 Exercitando . . . Sejam as seguintes semi-reações e os seus potenciais padrão de redução, determine a “ d.d.p “ da pilha formada: Sn+2 + 2e Sno Eo = - 0,14V Ag+1 +1e Ago Eo = + 0,80V (a) + 0,54 V. (b) + 0,66 V. (c) + 1,46 V. (d) + 0,94 V. (e) + 1,74 V.

31 O potencial de redução da prata
Exercitando . . . Sejam as seguintes semi-reações e os seus potenciais padrão de redução, determine a “ d.d.p “ da pilha formada: Sn+2 + 2e Sno Eo = - 0,14V Ag+1 +1e Ago Eo = + 0,80V (a) + 0,54 V. (b) + 0,66 V. (c) + 1,46 V. (d) + 0,94 V. (e) + 1,74 V. O potencial de redução da prata é maior que o do estanho Sno Sn e Eo = + 0,14V 2Ag e Ago Eo = + 0,80V Sno + 2Ag Sn Ago ∆Eo = + 0,94V

32 Pilhas/Baterias no cotidiano . . .
Pilha de Leclanché Reações prováveis: Ânodo (-) Zno Zn e- Cátodo(+) 2NH e H NH3 2MnO2 + H Mn2O H2O Por que esse tipo de plilha não é recarregável?

33 Pilhas/Baterias no cotidiano . . .
Acumuladores “ácido-chumbo”

34 Pilhas/Baterias no cotidiano . . .
Acumuladores “ácido-chumbo” Durante a descarga: Ânodo (-) Pbo + SO PbSO e- Cátodo (+) PbO2 + SO e PbSO4 Durante a carga: Cátodo (-) PbSO e Pbo + SO42- Anodo (+) PbSO PbO2 + SO e-

35 Pilhas/Baterias no cotidiano . . .
Tipo Tensão Aplicação típica Pilha de lítio 3V Câmaras fotográficas,calc uladoras,controle remoto,equipamento imagem Pilha de botão 1,5V Relógios Pilha alcalina Equipamentos portáteis de som, jogos, câmaras fotográficas Pilha seca Brinquedos, , relógios, lanternas Pilha de botão Zn-ar 1,4V Aparelhos auditivos Acumulador NiCd 1,2V Ferramentas elétricas, telefones sem fio Acumulador Ni-MH Câmera de vídeo , lap top, telefones sem fio Acumulador Li-Ion 3,6V PC portáteis, Câmaras de vídeo digitais

36 Descarte de pilhas e baterias . . .
De acordo com o CONAMA, Lei 257, publicada em 22 de julho de 1999, as pilhas e baterias devem conter o símbolo indicativo de descarte.

37 Descarte de pilhas e baterias . . .
Podem ser descartadas em lixo doméstico; pilhas secas, alcalinas, Ni-H e de lítio. As demais, por conterem, por exemplo, Pb, Hg e Cd não podem ter descarte simples, devendo ser devolvidas ao fabricante.

38 Fim da primeira parte. Em seguida, eletrólise.
Prof. Luiz Antônio Tomaz Turma 201