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Oxidação e Redução Voltagens em Pilhas Estamos no ramo da química que abrange o funcionamento de pilhas, a Eletroquímica. Abordaremos as reações de oxidorredução,

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2 Oxidação e Redução Voltagens em Pilhas

3 Estamos no ramo da química que abrange o funcionamento de pilhas, a Eletroquímica. Abordaremos as reações de oxidorredução, funcionamento de pilhas e corrosão.

4 Oxidorredução Alguns conceitos básicos: reação de oxidorredução: transferência de e - oxidação: perda de e - redução: ganho de e -

5 Zn(s) Zn e - Oxidação 2H + + 2e - H 2 Redução Agente Oxidante: causa oxidação, sofre redução (ganha elétrons). Agente Redutor: causa redução, sofre oxidação (perde elétrons).

6 Pilhas Transferência de elétrons entre diferentes substâncias na interconversão de energia química para elétrica ou vice- versa. Energia químicaelétrica (espontâneo) Energia elétricaquímica (ñ espontâneo) PILHAS / CÉLULAS GALVÂNICAS: Luigi Galvani (1786) (1800) – Alessandro Volta: 1ª pilha Pilha de Daniell

7 F.E.M. (Força-Eletromotriz) -proporcional à intensidade de corrente elétrica -Corrente é devido à d.d.p. dos eletrodos da pilha, ou seja, à facilidade com que os elétrons do metal (+reativo) passam para o menos reativo. -Quantificar FEM (voltagem-padrão): medir o potencial elétrico do eletrodo, através de condições-padrão.

8 Eletrodo formado por um metal imerso em solução 1M de íons desse metal Temperatura de 25ºC Pressão de 1 atm Eletrodo referência: hidrogênio

9 Cálculo voltagem-padrão p/ Zn: FEM= E oxi ânodo – E oxi cátodo FEM= E oxi Zn – 0 O eletrodo de hidrogênio tem voltagem- padrão igual a zero. Os valores de potenciais-padrão são tabelados para a grande maioria dos elementos em solução aquosa a 25ºC.

10 Espontaneidade de reações redox se E tot > 0, a reação é espontânea se E tot < 0, reação não-espontânea Se E tot = 0, a reação está em equilíbrio a concentrações-padrão.

11 Efeito da concentração na voltagem Reação espontânea: aumento da [ ] dos reagentes, diminuição dos produtos. Reação menos-espontânea: diminui [ ] dos reagente, aumento produtos. Equação de Nernst: determinar o efeito da [ ] sobre a voltagem.

12 aA + bB cC + dD E = Etot – RT ln ([C] * [D] ) nF ([A] * [B] ) ab cd

13 Corrosão de metais A maioria dos metais sofrem corrosão quando expostos à atmosfera. Exceções: platina e ouro. Abordaremos a corrosão do ferro.

14 Fe (s) Fe (aq) + 2e ½ O 2 (g) + H 2 O + 2e2OH (aq) Fe (s) + ½ O 2 (g) + H 2 O Fe(OH) 2 (s) 2 Fe(OH) 2 (s) + ½ O 2 (g) + H 2 O 2Fe(OH) 3 (s)

15 O produto final é um material solto, em flocos, denominado ferrugem.

16 Curiosidades: -Pilha seca: reação química é irreversível -Pilha Alcalina: mesmo funcionamento da pilha seca, a diferença é o rendimento e a introdução de KOH. -Bateria Solar


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