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Eletroquímica: Pilha. Pilha: Reação de óxido-redução espontânea que gera corrente elétrica. Considere o exemplo abaixo. Zn + CuSO 4 ZnSO 4 + Cu Oxidação.

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1 Eletroquímica: Pilha

2 Pilha: Reação de óxido-redução espontânea que gera corrente elétrica. Considere o exemplo abaixo. Zn + CuSO 4 ZnSO 4 + Cu Oxidação Redução Esta reação pode ser considerada uma Pilha?

3 Cu 2+ SO 4 2- Zn Solução CuSO 4 Não, pois temos transferência de elétrons sem gerar corrente elétrica.

4 Condição para que uma Reação de Oxidorredução gere corrente elétrica. Zn 2+ Zn(eletrodo de zinco) a) Separar em meia-célula Meia célula de zinco

5 Condição para que uma Reação de Oxidorredução gere corrente elétrica. Cu 2+ Cu(eletrodo de cobre) a) Separar em meia-célula Meia célula de cobre

6 Condição para que uma Reação de Oxidorredução gere corrente elétrica. b) Unir os eletrodos por um fio metálico. Zn 2+ Cu 2+ A CuZn

7 Pilha de Daniell Justificando a transferência de elétrons do zinco para o cobre e-e-e-e-e-e-e-e-e-e-e-e-e-e- e-e-e-e-e-e-e-e-e-e-e-e-e-e- e-e-e-e-e-e-e-e-e-e-e-e-e-e- Zn e-e-e-e-e-e-e-e- e-e-e-e-e-e-e-e- e-e-e-e-e-e-e-e- Cu No eletrodo de Zn o número de e- livres é maior do que no eletrodo de Cu, pois o Zn é mais reativo que o Cu, isto é, o Zn tem maior tendência de doar e- que o Cu. No eletrodo de Zn temos uma maior repulsão de e- que são enviados para o eletrodo de Cu (repulsão menor).

8 Pilha de Daniell Zn 2+ Cu 2+ A CuZn Zn 2+ Excesso de Zn 2+ e- Excesso de ânions SO 4 2- SO 4 2-

9 Pilha de Daniell Uso do amperímetro. Aparelho usado para medir a corrente elétrica. Para não interferir na medida da corrente elétrica da pilha, a resistência interna do amperímetro deve ser baixa. A resistência baixa para que o e- que entra no amperímetro seja igual ao e- que sai do amperímetro.

10 Pilha de Daniell O excesso de Zn 2+ : Dificulta a saída de e- O excesso de SO 4 2- Dificulta a entrada de e-(maior repulsão devido ao excesso de cargas negativas) A pilha deixa de funcionar!

11 Pilha de Daniell Ponte salina Zn 2+ Cu 2+ A CuZn KNO 3 Justificando a transferência de elétrons do zinco para o cobre

12 Zn 2+ Cu 2+ A CuZn Zn 2+ e- SO 4 2- Pilha de Daniell Uso da ponte salina K + NO 3 - NO 3 - K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+

13 Pilha de Daniell Uso da ponte salina A função da ponte salina é manter o equilíbrio de cargas nas duas soluções (manter neutra as mesmas)

14 Pilha de Daniell Funcionamento. Quando a pilha esta funcionando temos as duas semi-reações se processando Semi-reação de oxidação Semi-reação de redução Semi-reação global ZnZn e - Cu e - Cu Zn + Cu 2+ Zn 2+ + Cu Caso tenhamos metais diferentes devemos verificar a fila de reatividade dos metais.

15 Pilha de Daniell Fila de reatividade dos metais Alcalinos, alcalinos terrosos, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Ni, Sr, Pb, H Bi, Cu, Hg, Ag, Pt, Au. Alguma Manhosa Zangada Cruel Feriu Nilton Sem Problema Hoge Bi, Cu, Hg, Ag, Pt, Au

16 Teoria da dupla camada eletrizada. e-e-e-e-e-e-e-e-e-e-e-e-e-e- e-e-e-e-e-e-e-e-e-e-e-e-e-e- e-e-e-e-e-e-e-e-e-e-e-e-e-e- Zn 2 + Solução aquosa de ZnSO 4 Quando um metal é colocado em uma solução iônica temos o seguinte equilíbrio. Zn Zn e - Zn

17 Teoria da dupla camada eletrizada. e-e-e-e-e-e-e-e- e-e-e-e-e-e-e-e- e-e-e-e-e-e-e-e- Cu 2 + Solução aquosa de CuSO 4 Quando um metal é colocado em uma solução iônica temos o seguinte equilíbrio. Cu Cu e - Cu

18 Pilha de Daniell Equilíbrio de cargas. Teoria da dupla camada eletrizada. a)Zinco ZnZn e - Perde e - O equilíbrio desloca para direita b)Cobre CuCu e - O equilíbrio desloca para esquerda ganha e -

19 Cálculo da ddp da Pilha. Para medir a ddp de uma pilha devemos substituir o amperímetro por um voltímetro. Para medir a ddp da pilha não pode haver passagem de corrente elétrica portanto a resistência interna do voltímetro deve ser elevada.

20 Zn 2+ Cu 2+ V CuZn Zn 2+ SO 4 2- K + NO 3 - NO 3 - K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+ Cálculo da ddp da Pilha. 1,10V

21 Cálculo da ddp da Pilha. O valor 1,10V demonstra que cada metal tem potencial, isto é a diferença desses potenciais resultou 1,10V. Zn 2+ Cu 2+ V CuZn 1,10V KNO 3

22 Como determinar os potenciais de eletrodo(E) Determinação do potencial de eletrodo do Zn Zn 2+ V 0,76V KNO 3 H 2 1atm 25ºC Zn [Zn 2+ ] mol.L -1 2H + SO 4 2- [H + ] mol.L -1 Pt negra

23 Determinação do potencial de eletrodo do Cu Cu 2+ V 0,34V KNO 3 H 2 1atm 25ºC [Cu 2+ ] mol.L -1 2H + SO 4 2- [H + ] mol.L -1 Como determinar os potenciais de eletrodo(E) Cu Pt negra

24 Construção da tabela ZnZn e - E 0 =+0,76V 2H + + 2e - H 2 E 0 =0,0V Cu e - Cu 0 E 0 =+0,34V

25 Padronização da IUPAC (potencial redução) Zn e - Zn E 0 =-0,76V 2H + + 2e - H 2 E 0 =0,0V Cu e - Cu 0 E 0 =+0,34V

26 Cálculo da ddp da pilha de Daniell ZnZn e - Cu e - Cu Zn + Cu 2+ Zn 2+ + Cu E 0 =+0,76V E 0 =+0,34V E 0 =+1,10V Ou Pilha Maior E red :redução Menor E red :oxidação E=E maior -E menor = 0,34 – (-0,76) = 1,1V

27 Tabela de potencial redox

28 Tabela de potencial redox

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