Este documento descreve os princípios básicos da eletroquímica e como as pilhas funcionam. Especificamente, explica que uma pilha converte energia química em energia elétrica através de reações de oxidação-redução entre dois metais, como zinco e cobre na pilha de Daniell. Também define o que é potencial de redução e como ele é usado para calcular o potencial da pilha.

1. Professora Cláudia Bacchi
Eletroquímica

2. Eletroquímica
É o estudo das reações química que
produzem corrente elétrica ou são
produzidas pela corrente elétrica.

3. *Pilhas
ELETROQUÍMICA

4. ELETROQUÍMICA
Células galvânicas: É um dispositivo
que utiliza reações de óxido-redução
para converter energia química em
energia elétrica. A reação química
utilizada será sempre espontânea.

5. Uma pilha (ou reação galvânica)
é um processo que gera uma
diferença de potencial e uma
corrente elétrica.
Nesse processo associamos
duas reações que apresentam
potenciais de oxi-redução diferentes
entre sí.
Os potenciais de oxi-redução
“medem” a capacidade de oxidação
ou de redução de um sistema.
PILHAS

6. PILHAS
Para os cátions, os metais
alcalinos e alcalino-terrosos, por
serem muito eletropositivos,
apresentam elevado potencial de
oxidação enquanto que os metais de
transição apresentam, em relação
aos primeiros elevado potencial de
redução.
Para fins comparativos, arbitra-
se potencial zero para a reação
H2 - 2 e- 2 H+ E = 0,0 V

7. PILHAS
Exemplos de Potenciais de redução
Li+ + 1 e- Li E = - 3,04 V
Na+ + 1 e- Na E = - 2,71 V
Zn++ + 2 e- Zn E = - 0,76 V
2H+ + 2 e- H2 E = 0,00 V
Cu+2 + 2e- Cu E = + 0,34 V
Ag+ + 1 e- Ag E = + 0,80 V
Au+3 + 3e- Au E = + 1,50 V

8. PILHAS Uma das primeiras pilhas conhecidas é a
de DANIELL, que consiste de um eletrodo de
cobre e outro de zinco, segundo o esquema:
Zn(s) - 2e - Zn 2+
Solução de
ZnSO4
Solução de
CuSO4
Oxidação
Cu2+ + 2e - Cu(s)
Redução
CÁTODOÂNODO
- +
simulação

9. PILHAS
Na pilha de Daniell o Zn tende a
se oxidar pois apresenta menor
potencial de redução ( - 0,76 V)
enquanto cobre apresenta maior
potencial de redução ( + 0,34 V).
Para a reação global ocorre o
seguinte:
Zn - 2 e- Zn+2
Cu+2 + 2 e- Cu

10. PILHAS
Associado as duas
reações resulta:
Zn + Cu+2 Zn+2 + Cu
* Zn sofre oxidação;
* Cu+2 sofre redução.

11. PILHAS Representação da pilha de Daniell
Zn / Zn+2 // Cu+2 / Cu
(ânodo: -) (cátodo: +)
fluxo de elétrons
oxidação redução
redutor oxidante
Epilha = Eoxidante - Eredutor
(sempre usar o potencial de redução)
PONTE SALINA

12. PILHAS
Nas pilhas
- cátodo chegam elétrons
- ânodo saem elétrons

13. PILHAS
Potencial na pilha de Daniell
Eoxidante(Cu) = + 0,34 Volts
Eredutor(Zn) = - 0,76 Volts
Epilha = Eoxidante - Eredutor
Epilha = + 0,34 - (- 0,76) = 1,10 Volts.
* Epilha > 0 : reação espontânea
* Epilha < 0 : reação não-espontânea

14. Cu+2
[ ]Zn+2
[ ]

15. ZINCO COBRE
e- e-
Zn+2 Cu+2
Redução
E = E ox + E red
Oxidação
Perde
elétrons
Ânodo
Negativo
Ganha
elétrons
Cátodo
Positivo
Zn0/Zn+2 Cu+2/Cu0
+
Potencial menor Potencial maior
-