Origem dos potenciais de eletrodo Termodinâmica Eletroquímica Origem dos potenciais de eletrodo QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP 1

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Potencial de eletrodo  diferença de potencial  separação de cargas QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP 3

Como é a transferência de cargas na interface eletrodo/solução QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP 4

+ - Banda de condução preenchida Nível de Fermi metal solução Fe3+ e- Posição original do Nível de Fermi + - Alteração de concentrações muito pequenas. Chega-se a uma situação de equilíbrio dinâmico QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP 5

Os íons determinam o potencial Se a concentração dos íons é mudada Deslocamento do equilíbrio Os íons determinam o potencial Diferença de potencial (d.d.p) = f(conc. de espécies que determinam o potencial Equação de Nernst QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP 6

Potencial eletroquímico Reações envolvendo cargas Trabalho de manipulação de cargas Potencial eletroquímico QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP 7

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Potencial padrão do eletrodo Pt/Fe3+/Fe2+ QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP 9

Equação de Nernst QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP 10

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Convenção: o potencial da célula é dado pela diferença entre o potencial do eletrodo da direita e o da esquerda Ecel = E = Ed - Ee QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP 13

Potenciais de eletrodo: Estado padrão: Espécies em solução: a = 1 gases : p = 1 atm sólidos puros Os potenciais são referidos ao eletrodo padrão de hidrogênio (EPH): QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP 14

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Medida de potenciais de eletrodo: necessidade de um referência Duas fases distintas Impossível medir QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP 16

B A Voltímetro Diferença de potencial entre dois condutores eletrônicos QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP 17

Eletrodo de referência/eletrólito/eletrodo de estudo Tem que ser constante Composição constante QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP 18

Pasta de calomelano: Hg/Hg2Cl2 Eletrodo de calomelano saturado QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP 19

Eletrodo padrão de hidrogênio QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP 20

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Ag/AgCl QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP 22

Distintos tipos de eletrodos QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP 23

Distintos tipos de eletrodos QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP 24

Distintos tipos de eletrodos QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP 25

O potencial do eletrodo we = n eo E Em condições de equilíbrio: Gp,T = - w Gp,T = - n eo NA E F G = - n F E Para a célula: No equilíbrio: E = 0 Sentido espontâneo: E > 0 QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP 26

Equação de Nernst e constante de equilíbrio QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP 27

Equação de Nernst e constante de equilíbrio Corrosão QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP 28

Diagramas de Pourbaix QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP 29

Aplicações de medidas de potenciais de eletrodo Determinação de potenciais padrão Determinação de coeficientes de atividade Determinação de constantes de equilíbrio Titulações potenciométricas Equilíbrio em membranas Determinação de propriedades termodinâmicas QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP 30

Foto-litografia QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP 31

Pilha de Leclanché QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP 32

Bateria de chumbo ácido QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP 33

Bateria íon-lítio QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP 34

Bio-sensores QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP 35

Eletrólise QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP 36

Célula a combustível QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP 37

Célula a combustível QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP 38