Eletroquímica: Pilha.

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1 Eletroquímica: Pilha

2 Pilha: Reação de óxido-redução espontânea que gera corrente elétrica.
Considere o exemplo abaixo. Zn + CuSO ZnSO4 + Cu +2 +2 Oxidação Redução Esta reação pode ser considerada uma Pilha?

3 Esta reação pode ser considerada uma Pilha?
Zn Não, pois temos transferência de elétrons sem gerar corrente elétrica. Cu2+ SO42- Solução CuSO4

4 Condição para que uma Reação de Oxidorredução gere corrente elétrica.
a) Separar em meia-célula Zn(eletrodo de zinco) Zn2+ Meia célula de zinco

5 Condição para que uma Reação de Oxidorredução gere corrente elétrica.
a) Separar em meia-célula Cu(eletrodo de cobre) Cu2+ Meia célula de cobre

6 Condição para que uma Reação de Oxidorredução gere corrente elétrica.
b) Unir os eletrodos por um fio metálico. A Zn Cu Zn2+ Cu2+

7 Pilha de Daniell Justificando a transferência de elétrons do zinco para o cobre Zn 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). e- e- e- e- e- e-

8 Pilha de Daniell e- A Zn Cu Zn2+ Cu2+ Zn2+ Zn2+ Zn2+ Zn2+
SO42- Zn2+ SO42- Cu2+ Zn2+ SO42- SO42- Zn2+ Zn2+ Zn2+ SO42- SO42- Excesso de Zn2+ Excesso de ânions SO42-

9 Aparelho usado para medir a corrente elétrica.
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 A pilha deixa de funcionar!
Pilha de Daniell A pilha deixa de funcionar! O excesso de Zn2+: Dificulta a saída de e- O excesso de SO42- Dificulta a entrada de e-(maior repulsão devido ao excesso de cargas negativas)

11 Pilha de Daniell A Ponte salina Zn Cu Zn2+ Cu2+
KNO3 Zn Cu Zn2+ Cu2+ Justificando a transferência de elétrons do zinco para o cobre

12 Pilha de Daniell e- A Uso da ponte salina Zn Cu Zn2+ Cu2+ Zn2+ Zn2+
K+ NO3- K+ Zn NO3- NO3-NO3- Cu Zn2+ SO42- Cu2+ Zn2+ SO42- SO42- SO42- Zn2+ Zn2+ Zn2+ SO42- SO42-

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 Zn + Cu2+ Zn2+ + Cu Funcionamento.
Quando a pilha esta funcionando temos as duas semi-reações se processando Zn Zn e- Semi-reação de oxidação Semi-reação de redução Semi-reação global Cu e- Cu Zn + Cu2+ Zn2+ + Cu Caso tenhamos metais diferentes devemos verificar a fila de reatividade dos metais.

15 Alguma Manhosa Zangada Cruel Feriu Nilton Sem Problema Hoge
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.
Quando um metal é colocado em uma solução iônica temos o seguinte equilíbrio. Zn e- e- e- Zn2+ Zn2+ Zn Zn2+ + 2e- Zn2+ Zn2+ Solução aquosa de ZnSO4

17 Teoria da dupla camada eletrizada.
Quando um metal é colocado em uma solução iônica temos o seguinte equilíbrio. Cu e- e- e- Cu2+ Cu2+ Cu Cu2+ + 2e- Cu2+ Cu2+ Solução aquosa de CuSO4

18 Pilha de Daniell Zn Zn2+ + 2e- Cu Cu2+ + 2e- a)Zinco b)Cobre
Equilíbrio de cargas. Teoria da dupla camada eletrizada. a)Zinco Perde e- Zn Zn e- O equilíbrio desloca para direita b)Cobre ganha e- Cu Cu e- O equilíbrio desloca para esquerda

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 Cálculo da ddp da Pilha. V 1,10V Zn Cu Zn2+ Cu2+ Zn2+ Zn2+ Zn2+ Zn2+
K+ NO3- K+ Zn NO3- NO3-NO3- Cu Zn2+ SO42- Cu2+ Zn2+ SO42- SO42- SO42- Zn2+ Zn2+ Zn2+ SO42- SO42-

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. 1,10V V KNO3 Zn Cu Zn2+ Cu2+

22 Como determinar os potenciais de eletrodo(E)
Determinação do potencial de eletrodo do Zn 0,76V V H2 1atm 25ºC KNO3 Zn Zn2+ SO42- 2H+ [Zn2+] mol.L-1 [H+] mol.L-1 Pt negra

23 Como determinar os potenciais de eletrodo(E)
Determinação do potencial de eletrodo do Cu 0,34V V H2 1atm 25ºC KNO3 Cu Cu2+ SO42- 2H+ [Cu2+] mol.L-1 [H+] mol.L-1 Pt negra

24 Construção da tabela Zn Zn e- E0=+0,76V 2H+ + 2e- H2 E0=0,0V Cu e- Cu0 E0=+0,34V

25 Padronização da IUPAC (potencial redução)
Zn e Zn E0=-0,76V 2H+ + 2e- H2 E0=0,0V Cu e- Cu0 E0=+0,34V

26 Cálculo da ddp da pilha de Daniell
Zn Zn e- E0=+0,76V E0=+0,34V Cu e- Cu E0=+1,10V Zn + Cu2+ Zn2+ + Cu Ou Maior Ered:redução Pilha Menor Ered:oxidação E=Emaior -Emenor = 0,34 – (-0,76) = 1,1V

27 Tabela de potencial redox

28 Tabela de potencial redox

29 Tabela de potencial redox