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ELETROQUÍMICA
Prof. Keslley de Araújo
Introdução
 A eletroquímica é a parte da Química que estuda não só os fenômenos envolvidos
na produção de corrente elétrica a partir da transferência de elétrons em reações
de óxido-redução, mas também a utilização de corrente elétrica na produção dessas
reações.
Pilhas e baterias Eletrólise
PILHAS
 Alessandro Volta (1800):
Nessa cela, os elétrons
fluem da lâmina de zinco
(Zn) para a de cobre (Cu),
mantendo a lâmpada
acesa durante um
pequeno intervalo de
tempo.
PILHAS
 John Frederick Daniell (1836):
PILHAS
 John Frederick Daniell (1836):
• Após certo tempo de funcionamento, a pilha apresenta o
seguinte aspecto:
PILHAS
 John Frederick Daniell (1836):
• Modificações e explicações
ELETRODO DE COBRE ELETRODO DE ZINCO
• Espessamento da lâmina de Cu;
• Diminuição da cor azul;
Esses dois fatos podem ser explicados pela
semi-reação de redução:
Cu 2+
(aq) + 2 e–  Cu(s)
Solução lâmina
O eletrodo em que ocorre a redução é o
cátodo.
• Corrosão da lâmina de Zn;
Esse fato pode ser explicado pela semi-reação
de oxidação:
Zn(s) Zn 2+
(aq) + 2 e–
Lâmina solução
O eletrodo em que ocorre a oxidação é o ânodo
.
• Pela análise dessas duas semi-reações, podemos concluir que os elétrons fluem, no
circuito externo, do eletrodo de zinco para o eletrodo de cobre, ou seja, os elétrons, por
apresentarem carga negativa, migram para o eletrodo positivo (pólo positivo), que, nesse
caso, é a lâmina de cobre.
PILHAS
 John Frederick Daniell (1836):
• A equação global:
Cátodo: Cu 2+
(aq) + 2 e–  Cu(s)
Ânodo: Zn(s)  Zn 2+
(aq) + 2 e–
Reação global: Zn(s) + Cu 2+
(aq)  Zn 2+
(aq) + Cu(s)
Hora de treinar
POTENCIAL DAS PILHAS
Potencial de redução e oxidação:
• Na pilha de Daniell, os eletrodos são de zinco (Zn) e cobre (Cu).
• Tanto os íons Zn2+
(aq) como os íons Cu2+
(aq) têm uma certa tendência de receber elétrons;
porém, os íons Cu2+
(aq) são os que sofrem redução.
Assim, dizemos que os íons Cu2+ têm maior potencial de redução (Ered).
POTENCIAL DAS PILHAS
Potencial de redução e
oxidação:
• Pela análise da tabela, podemos perceber que o
Li+
(aq) apresenta o menor potencial de redução
(E0 = –3,04 V) e que o F2(g) apresenta o maior
potencial de redução (E0 = +2,89 V).
POTENCIAL DAS PILHAS
Potencial de redução e oxidação:
• Por ser a redução um processo inverso à oxidação, quanto maior o E0
red de uma
espécie, menor será sua facilidade em sofrer oxidação, ou seja, quanto maior o
Ered, menor será o Eoxi.
Cálculo da voltagem (∆E) das pilhas
 Se colocarmos, nesse fio, um aparelho denominado
voltímetro, conseguiremos medir a força eletromotriz (fem ou
E) da pilha.
 O valor indicado pelo voltímetro, em volts (V), corresponde à
força eletromotriz da pilha. Nas pilhas comuns, este valor
aparece indicado na embalagem externa da pilha.
 Diferença de potencial ou ddp (∆E0) de uma pilha depende das espécies envolvidas, das
suas concentrações e da temperatura.
CONDIÇÃO-PADRÃO
1 mol/L
1 atmosfera a 25 ºC
Diferença de potencial ou ddp (∆E0)
 O ∆E0 de uma pilha corresponde à diferença entre os potenciais de redução ou
de oxidação das espécies envolvidas, e seu cálculo pode ser feito pelas
equações a seguir:
 EXEMPLO: Vamos considerar uma pilha formada por eletrodos de alumínio e cobre, cujos E0
red são:
Outro fato interessante é que podemos calcular o ∆E0 da pilha utilizando a
equação:
Diferença de potencial ou ddp (∆E0)
Hora de treinar
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ELETRÓLISE
 É um processo não-espontâneo, em que a passagem de uma corrente elétrica através de um
sistema líquido, no qual existam íons, produz reações químicas.
ELETRÓLISE
 ELETRÓLISE ÍGNEA:
ELETRÓLISE
ELETRÓLISE
• Na eletrólise ígnea, a substância pura está no estado líquido (fundida), e não existe água no
sistema. Vejamos, como exemplo desse tipo de eletrólise, a que ocorre com o cloreto de sódio
(NaCl), utilizando eletrodos de platina.
ELETRÓLISE
 ELETRÓLISE ÍGNEA:
• Estabelecendo a igualdade entre o número de elétrons perdidos e recebidos e somando as semi-
reações, obtemos a reação global da eletrólise:

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  • 2. Introdução  A eletroquímica é a parte da Química que estuda não só os fenômenos envolvidos na produção de corrente elétrica a partir da transferência de elétrons em reações de óxido-redução, mas também a utilização de corrente elétrica na produção dessas reações. Pilhas e baterias Eletrólise
  • 3. PILHAS  Alessandro Volta (1800): Nessa cela, os elétrons fluem da lâmina de zinco (Zn) para a de cobre (Cu), mantendo a lâmpada acesa durante um pequeno intervalo de tempo.
  • 4. PILHAS  John Frederick Daniell (1836):
  • 5. PILHAS  John Frederick Daniell (1836): • Após certo tempo de funcionamento, a pilha apresenta o seguinte aspecto:
  • 6. PILHAS  John Frederick Daniell (1836): • Modificações e explicações ELETRODO DE COBRE ELETRODO DE ZINCO • Espessamento da lâmina de Cu; • Diminuição da cor azul; Esses dois fatos podem ser explicados pela semi-reação de redução: Cu 2+ (aq) + 2 e–  Cu(s) Solução lâmina O eletrodo em que ocorre a redução é o cátodo. • Corrosão da lâmina de Zn; Esse fato pode ser explicado pela semi-reação de oxidação: Zn(s) Zn 2+ (aq) + 2 e– Lâmina solução O eletrodo em que ocorre a oxidação é o ânodo .
  • 7. • Pela análise dessas duas semi-reações, podemos concluir que os elétrons fluem, no circuito externo, do eletrodo de zinco para o eletrodo de cobre, ou seja, os elétrons, por apresentarem carga negativa, migram para o eletrodo positivo (pólo positivo), que, nesse caso, é a lâmina de cobre. PILHAS  John Frederick Daniell (1836): • A equação global: Cátodo: Cu 2+ (aq) + 2 e–  Cu(s) Ânodo: Zn(s)  Zn 2+ (aq) + 2 e– Reação global: Zn(s) + Cu 2+ (aq)  Zn 2+ (aq) + Cu(s)
  • 9. POTENCIAL DAS PILHAS Potencial de redução e oxidação: • Na pilha de Daniell, os eletrodos são de zinco (Zn) e cobre (Cu). • Tanto os íons Zn2+ (aq) como os íons Cu2+ (aq) têm uma certa tendência de receber elétrons; porém, os íons Cu2+ (aq) são os que sofrem redução. Assim, dizemos que os íons Cu2+ têm maior potencial de redução (Ered).
  • 10. POTENCIAL DAS PILHAS Potencial de redução e oxidação: • Pela análise da tabela, podemos perceber que o Li+ (aq) apresenta o menor potencial de redução (E0 = –3,04 V) e que o F2(g) apresenta o maior potencial de redução (E0 = +2,89 V).
  • 11. POTENCIAL DAS PILHAS Potencial de redução e oxidação: • Por ser a redução um processo inverso à oxidação, quanto maior o E0 red de uma espécie, menor será sua facilidade em sofrer oxidação, ou seja, quanto maior o Ered, menor será o Eoxi.
  • 12. Cálculo da voltagem (∆E) das pilhas  Se colocarmos, nesse fio, um aparelho denominado voltímetro, conseguiremos medir a força eletromotriz (fem ou E) da pilha.  O valor indicado pelo voltímetro, em volts (V), corresponde à força eletromotriz da pilha. Nas pilhas comuns, este valor aparece indicado na embalagem externa da pilha.  Diferença de potencial ou ddp (∆E0) de uma pilha depende das espécies envolvidas, das suas concentrações e da temperatura. CONDIÇÃO-PADRÃO 1 mol/L 1 atmosfera a 25 ºC
  • 13. Diferença de potencial ou ddp (∆E0)  O ∆E0 de uma pilha corresponde à diferença entre os potenciais de redução ou de oxidação das espécies envolvidas, e seu cálculo pode ser feito pelas equações a seguir:  EXEMPLO: Vamos considerar uma pilha formada por eletrodos de alumínio e cobre, cujos E0 red são:
  • 14. Outro fato interessante é que podemos calcular o ∆E0 da pilha utilizando a equação: Diferença de potencial ou ddp (∆E0)
  • 17.
  • 18.
  • 19.
  • 20. ELETRÓLISE  É um processo não-espontâneo, em que a passagem de uma corrente elétrica através de um sistema líquido, no qual existam íons, produz reações químicas. ELETRÓLISE
  • 21.  ELETRÓLISE ÍGNEA: ELETRÓLISE ELETRÓLISE • Na eletrólise ígnea, a substância pura está no estado líquido (fundida), e não existe água no sistema. Vejamos, como exemplo desse tipo de eletrólise, a que ocorre com o cloreto de sódio (NaCl), utilizando eletrodos de platina.
  • 22. ELETRÓLISE  ELETRÓLISE ÍGNEA: • Estabelecendo a igualdade entre o número de elétrons perdidos e recebidos e somando as semi- reações, obtemos a reação global da eletrólise: