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QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP1 Reações de eletrodo e-e- eletrodo Fe 3+ Fe 2+

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1 QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP1 Reações de eletrodo e-e- eletrodo Fe 3+ Fe 2+

2 QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP2 Reações de eletrodo e-e- eletrodo Cu 2+ Cu Crescimento do depósito

3 QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP3 Reações de eletrodo e-e- eletrodo Cl 2 Cl 1- Cl 2

4 QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP4 Reações de eletrodo e-e- Eletrodo de Pb Camada porosa de PbO 2 PbSO 4 Eletrólito

5 QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP5 Reações de eletrodo

6 QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP6 Reações de eletrodo e-e- Eletrodo de Ag Crescimento do óxido Eletrólito Ag + OH - Filme de Ag 2 O

7 QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP7 Reações de eletrodo e-e- eletrodo O2O2 H+H+ O2O2

8 QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP8 Arranjo experimental

9 QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP9 Arranjo experimental

10 QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP10 Etapas de uma reação eletródica Eletrodo ne - O ads R ads Desorção Adsorção O O sup Desorção Adsorção RR sup Reações químicas Reações químicas O sol R sol transferência de massa transferência de massa

11 QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP11

12 QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP12

13 QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP13

14 QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP14 Processos eletroquímicos e velocidade de reação corrente área Densidade de corrente

15 QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP15 Células eletroquímicas e reações

16 QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP16 Células eletroquímicas e reações O E ou E se refere à reação (ou eletrodo) em estudo Quando I = 0 a reação está em equilíbrio Então se pode utilizar a equação de Nernst

17 QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP17 Células eletroquímicas e reações O que acontecerá quando E > E e ou E < E e ????

18 QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP18 Cinética de reação de transferência de carga

19 QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP19 Cinética de reação de transferência de carga Como I = n F A vhá passagem de corrente

20 QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP20 potencial eletrodo Nível de Fermi E < E e solução Orbitais moleculares vazios Orbitais moleculares ocupados redução e-e- soluçãoeletrodo

21 QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP21 potencial eletrodo Nível de Fermi E > E e solução Orbitais moleculares vazios Orbitais moleculares ocupados oxidação e-e- soluçãoeletrodo

22 QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP22

23 QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP23 G Coordenada de reação O (aq) + e (m) R (aq) Qual é o efeito do potencial aplicado???

24 QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP24

25 QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP25

26 QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP26

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28 QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP28 x

29 QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP29 E = fator de simetria Fração de energia elétrica

30 QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP30 Teoria do complexo ativado (Equação de Eyring)

31 QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP31 j n ou j o = densidade de corrente de troca

32 QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP32 Equação de Butler-Volmer

33 QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP33

34 QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP34 Convenção de sinais Processos anódicos: E > E n > 0 I = I a – I c > 0 I E EnEn IoIo -I o I red I ox I = I ox + I red Processos catódicos: E < E n < 0 I = I a – I c < 0

35 QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP35 I E I E Eletrodo idealmente polarizável: aquele no qual não ocorre reação de transferência de carga independentemente do potencial aplicado Comportamento irreversível Comportamento reversível Eletrodo idealmente não-polarizável: ocorre reação de transferência de carga e a passagem da corrente elétrica não afasta o potencial de seu valor de equilíbrio

36 QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP36

37 QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP37 I EnEn E ohm at conc

38 QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP38

39 QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP39

40 QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP40 j E Curva de polarização linear

41 QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP41 a b

42 QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP42 Inclinação de Tafel

43 QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP43 Curvas de Tafel Processo catódico Processo anódico IoIo

44 QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP44 Polarização por transporte de massa (polarização por concentração)

45 QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP44 Para t > 0 – Causa da polarização por transporte de massa

46 QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP45 Modos de transporte em solução Migração ddp naturalheterogeneidades Convecção forçadaagente externo Difusãogradiente de concentração

47 QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP46 O fluxo difusional é dado pela primeira Lei de Fick: Difusividade ou coeficiente de difusão Aproximação de Nernst C x 0 C sup CoCo Coeficiente de transporte de massa

48 QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP47 Transferência de carga rápida, ou seja não tem polarização por ativação, então para t > 0 No equilíbrio:

49 QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP48

50 QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP49 E 1/2 EnEn I L,a I L,c Corrente limite


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