ELE TROQUÍMICA

1. ELETROQUÍMICA
Química
Prof. Ana Beatriz F. Jota

2. Metais: materiais do nosso dia a dia
Pense! Qual foi a importância dos
matais para o desenvolvimento das
civilizações?
O uso dos metais traz muitos
benefícios à nossa sociedade. Mas
será que também nos traz problemas?

3. A descoberta, o tratamento, as transformações e a utilização
dos metais sempre influenciaram o modo de vida e o desenvolvimento
das sociedades. Para avaliar a importância dos metais na civilização
humana, basta recordar que alguns períodos da nossa Pré-história são
caracterizados pelo uso que se fazia dos matais: Idade do Bronze (3500
a. C. a 1200 a. C.) e Idade do Ferro (1300 a. C.).
O Bronze provavelmente foi descoberto ao acaso pelo
aquecimento de misturas de minérios de cobre e estanho. Na idade do
Bronze, iniciou-se o dominício do processo de extração de matais e
partir de minérios, e de sua moldagem em ferramentas.
A metalúrgica do ferro só teve grande difusão no primeiro
milênio a. C., devido ao seu largo emprego na fabricação de armas.
O domínio de tais tecnologias alterou os rumos da história.
Usando espadas de aço, o romanos obtiveram importantes vitórias em
sua guerra contra gauleses, que usavam espadas de ferro, menos
resistentes.
Saber como de deu a utilização dos diferentes metais também
ajuda a entender aspectos importantes da história da humanidade: seus
hábitos, culturas, tecnologias, formas de organização social, etc.

4. Metalúrgica e siderúrgica: a transformação de
minérios em metais
A descoberta da fusão dos minerais inaugurou uma
nova etapa na história da humanidade: a Idade dos Metais.
Poucos metais são encontrados na natureza de
forma simples, entre eles: ouro, prata e cobre.
Normalmente, os metais são substâncias compostas,
principalmente óxidos. O procedimento de extração é
possível graças a metalúrgica. Esse processo é possível
porque utilizamos conhecimentos sobre a redução dos
minerais para obtenção dos metais.

5. Minérios: matéria-prima para a indústria metalúrgica
As substâncias e materiais naturais encontrados na crosta terrestre
são chamados de minerais. O petróleo, a água, a areia, o
mármore, o ouro são bons exemplos de minérios. Agregados
naturais de minerais são chamados de rocha.
Normalmente, os metais podem ser encontrados em diferentes
minerais.

6. Pense! O uso dos metais traz muitos
benefícios à nossa sociedade. Mas
será que também nos traz problemas?

7. Na tarde do dia 5 de novembro, o rompimento da barragem do Fundão, localizada na
cidade histórica de Mariana (MG), foi responsável pelo lançamento no meio ambiente de
34 milhões de m³ de lama, resultantes da produção de minério de ferro pela mineradora
Samarco --empresa controlada pela Vale e pela britânica BHP Billiton.
Seiscentos e sessenta e três quilômetros de rios e córregos foram atingidos;1.469
hectares de vegetação, comprometidos; 207 de 251 edificações acabaram soterradas
apenas no distrito de Bento Rodrigues. Esses são apenas alguns números do impacto,
ainda por ser calculado, do desastre, já considerado a maior catástrofe ambiental da
história do país.
A enxurrada de rejeitos rapidamente se espalhou pela região, deixou mais de 600
famílias desabrigadas e chegou até os córregos próximos. Até o momento, foram
confirmadas as mortes de 17 pessoas.
Em questão de horas, a lama chegou ao rio Doce, cuja bacia é a maior da região
Sudeste do País -- a área total de 82.646 quilômetros quadrados é equivalente a duas
vezes o Estado do Rio de Janeiro.
O fornecimento de água para os moradores de cidades abastecidas pelos rios da
região, como Governador Valadares, em Minas Gerais, teve que ser temporariamente
interrompido, sendo retomado dias depois, quando laudos de órgãos técnicos do
governo descartaram a contaminação da água por materiais tóxicos.
”, disse a presidenta Dilma Rousseff.
A lama avançou pelo rio com grande velocidade, chegando ao
Espírito Santo em menos de cinco dias. No dia 21, alcançou o mar
em Linhares –blocos de contenção foram posicionados na foz do rio
para controlar o impacto ambiental da chegada da lama ao mar.
Um laudo técnico parcial, divulgado pelo Ibama no início de
dezembro, aponta para a gravidade sem precedentes do desastre. “O
nível de impacto foi tão profundo e perverso, ao longo de diversos
estratos ecológicos, que é impossível estimar um prazo de retorno da
fauna ao local, visando o reequilíbrio das espécies na bacia”, diz o
documento.
O trabalho de ajuda às vítimas começou logo após o acidente, assim
como as ações emergenciais de preservação da fauna e da flora
locais. O desafio agora é reconstruir o que foi danificado, garantir
alternativas de subsistência a quem perdeu seus meios de
trabalho, responsabilizar os culpados pelo desastre e recuperar o rio
Doce. “Importa para nós transformar novamente o rio Doce naquilo
que ele foi outrora. Um local com margens reflorestadas, com
nascentes preservadas, recuperando inteiramente o rio. Esse é um
projeto que não se esgota no curto prazo, mas que se estende até
que o rio seja, de fato, aquele rio que nós herdamos dos nossos
ancestrais

8. “Brasil produz 4 mil toneladas de lixo
eletrônico por hora; dentro deste
destacam-se pilhas e baterias. Este
lixo é jogado na natureza provocando
vários problemas ambientais. Quais os
problemas ambientais que as pilhas e
baterias provocam na natureza e como
podemos evitá-los?”

9. • Vídeo sobre descarte de pilha e baterias no Brasil.

10. Eletroquímica:
Em reações de oxirredução há transferência de elétrons
entre as espécies químicas, essas reações podem ser
utilizadas para gerar eletricidade em sistemas
denominados PILHAS ELETROQUÍMICAS, ou
simplesmente PILHAS.
As pilhas produzem energia elétrica a partir da energia das
ligações químicas das substâncias que constituem os
eletrodos.

11. Eletroquímica:
Relembrando...
Já aprendemos a reconhecer em uma equação
eletroquímica quem sofre oxidação e quem sofre redução.
Mas como funciona em uma pilha?

12. Como á vimos, essas reações de oxirredução ocorrem
simultaneamente, ou seja, à medida que alguns átomos se
oxidam, outros se reduzem. Por isso, cada uma das
reações indicadas anteriormente é denominada semi-
reação.
Oxidação da palha de aço:

13. Como funciona uma pilha?
• A primeira pilha eletroquímica foi inventada, em 1800,
pelo físico e professor universitário Alessandro Giuseppe
Antônio Anastásio Volta.
Para estudarmos de forma mais simples o funcionamento
de uma pilha usaremos o modelo da pilha de Daniel, uma
as primeiras e mais simples pilhas.
A pilha de Daniel é montada a partir de dois eletrodos:
1. Uma placa de cobre mergulhada em uma solução de
sulfato de cobre 1 mol/L.
2. Uma barra de zinco mergulhada em uma solução de
sulfato de zinco 1 mol/L.

14. Como funciona uma pilha?
Na pilha de Daniell, quando as
celas estão isoladas, não
ocorre reação química, mas
quando adequadamente
conectadas, a reação química
acontece numa rapidez
moderada e constante.
Na pilha de Daniell, a chapa de zinco, ao se
oxidar, libera íons ZN2+ para a solução e elétrons
que se movimentam em direção à placa de cobre.
Na placa de cobre, os íons Cu2+ da solução se
reduzem, depositando-se na chapa na forma
metálica. Com a diminuição de cátions (Cu2+) na
solução da direita, o excesso de ânions (SO4 2-)
migra para o lado esquerdo, que teve um aumento
de cátions com a liberação de Zn2+.

15. Representação da célula eletroquímica:

16. Ponte salina:
Com essa passagem de elétrons, a solução de cobre
diminui a quantidade de cátions na solução enquanto, na
solução de zinco a concentração de cátions aumenta,
provocando um desequilíbrio de cargas das duas, que
tende a interromper o funcionamento da pilha. Para evitar
que isso ocorra, é preciso que haja um movimento de íons
entre as soluções de forma a mantê-las sempre neutras.
Isso é resolvido conectando as duas soluções por meio de
uma solução eletrolítica – normalmente solução aquosa de
cloreto de potássio 1 mol/L – em um tubo fechado com
algodão nas extremidades. Esse tudo é chamado de ponte
salina.

17. Potencial-padrão de redução:
Como prever se determinado metal vai ser oxidado ou
reduzido em uma pilha?

18. Potencial-padrão de redução:
O potencial elétrico de uma pilha corresponde a sua capacidade
e deslocar elétrons através de um circuito fechado externo que pode
realizar trabalho. Essa capacidade é denominada potência da pilha ou
diferença de potencial (ddp) entre os polos.
O potencial-padrão da pilha será a diferença entre os potenciais de seus
eletrodos.