ELETROQUMICA:PILHASELETRLISE PROF JULIANA

HISTRICO 1800 ALESSANDRO VOLTAEle empilhou pequenos discos de zinco e cobre, separando-os com pedaos de um material poroso (feltro) embebidos em uma soluo aquosa de H2SO4 (boa condutora).

ENERGIA PILHA ENERGIA QUMICA ELTRICA ELETRLISE

CONSTITUIO DAS PILHAS

ELETRODOS

metalsoluo do metal

FIO CONDUTOR DE ELTRONS

PONTE SALINA OU PLACA POROSA

Finalidade: Permitir o escoamento de ons de uma semicela para outra, de modo que cada soluo permanea sempre eletricamente neutra.Ponte Salina: Soluo de gua e sal.

No caso da pilha de Daniell (soluo de KCl eletrlito forte)

MONTANDO UMA PILHA(PILHA DE DANIELL - 1836)e- e- e-

Reaes das Pilhase- e- e- e- Semi-reao de oxidao (perde e-)Semi-reao de reduo (ganha e-)Zn + Cu2+ Zn2+ + Cu

REPRESENTAO SIMPLIFICADAObs.: O sentido da corrente eltrica o inverso do caminho percorrido pelos eltrons.A0/A+ // B+/B0Zn / Zn2+ // Cu2+ / Cu

POTENCIAL DE UMA PILHAO Potencial de um pilha medido experimentalmente por um aparelho denominado VOLTIMETRO, cujo objetivo medir a fora eletromotriz (fem ou E) da pilha.

O valor indicado pelo voltmetro, em volts (V), corresponde a diferena de potencial ou ddp (E) de uma pillha, e depende das espcies qumicas envolvidas, das suas concentraes e da temperatura.

POTENCIAL DO ELETRODO Potencial normal (ou Padro) do EletrodoSmbolo = E0Unidade = volt (V)

Conceito: a grandeza que mede a capacidade que o eletrodo possui de sofrer oxi-reduo nas condies padro

Condio PadroConcentrao da soluo: 1 mol/L;Presso: 1 atmTemperatura: 25o.C

Clculo do E da PilhaE = E0 reduo - E0 reduo maior menorE > 0 processo espontneoE < 0 processo no espontneo

Medio dos PotenciaisEletrodo Padro

Por conveno foi escolhido o eletrodo de hidrognio H2 / 2H+ como eletrodo padro.

Esse eletrodo possui potencial de oxidao e/ou reduo igual a ZERO

H2 2H+ + 2e E0 = 0,00 V

2H+ + 2e H2 E0 = 0,00 V

Medio dos PotenciaisExemplo com Zinco

Aumenta o carter OXIDANTEAumenta o carter REDUTOR

ELETRODO DE SACRIFCIOPlacas de zinco so periodicamente grudadas ao casco dos navios, pois atuam como eletrodos de sacrifcio, se oxidando no lugar do ferro.Zn2+ + 2e ZnE0 = - 0,76 VFe2+ + 2e FeE0 = - 0,44 V

ELETRLISE Reao de oxirreduo provocada pela corrente eltrico Um gerador eltrico fornece energia ao processo. O fluxo de eltrons do polo positivo para o negativo. ELETRLITOS: substncias ou misturas que contenham ons livres.

ELETRLISE GNEA Ocorre com substncias inicas fundidas (estado lquido)

Ex: aquecer NaCl a 800 CNaCl Na+ + Cl-2 Cl- 2e + Cl22 Na+ + 2e 2 Na2 Na+ + 2 Cl- 2 Na + Cl2

ELETRLISE EM SOLUO AQUOSA Utiliza gua como solvente. Ocorre competio de ons.

ELETRLISE EM SOLUO AQUOSAX 2

ESTEQUIOMETRIA DA ELETRLISE

ESTEQUIOMETRIA DA ELETRLISE

Aplicando nossa aula1 Considerando a pilha esquematizada abaixo, indique:a) O metal M, que combinado com o eletrodo de alumnio funcione como nodo da pilha.b) Calcule o E da pilha de Alumnio com o metal M escolhido no item a.

c) Indique o metal com maior carter oxidante na tabela dada.

a) O metal M, que combinado com o eletrodo de alumnio funcione como nodo da pilha.RESOLUO: O Potencial de reduo do alumnio = -1,66 V; O metal M para atuar como nodo dever sofrer OXIDAO e dever, portanto possuir MENOR potencial de REDUO que o Alumnio. O nico metal com potencial de reduo menor que o Alumnio o MAGNSIO = -2,36 V

b) Calcule o E da pilha de Alumnio com o metal M escolhido no item a.

E = E0reduo - E0reduo maior menorE = E0Al - E0MgE = + 0,70 VE = -1,66 - (-2,36)OBS: toda pilha um processo espontneo de transferncia de eltrons e portanto seu E e sempre positivo.

c) Indique o metal com maior carter oxidante na tabela dada.

Maior carter OXIDANTE, significa, maior capacidade de sofrer REDUO;Na tabela ao lado o metal com maior poder de reduo a PRATA = + 0,80 V

2 Observe a pilha abaixo e indique:a) O nodo da pilha.b) O plo positivo da pilha.

c) O eletrodo que sofre oxidao.d) Calcule o E da pilha. e) Escreva a notao oficial da pilha.

RESOLUOa) O nodo da pilha.b) O plo positivo da pilha.

c) O eletrodo que sofre oxidao.Sofre oxidao NODO Plo Negativo Sofre reduo CTODO Plo Positivo Eletrodo de chumboEletrodo de PrataEletrodo de Chumbo

d) Calcule o E da pilha. E = E0reduo - E0reduo maior menorE = E0Ag - E0PbE = + 0,92 VE = + 0,79 - (-0,13)

e) Escreva a notao oficial da pilha.Pb0/Pb2+ // Ag+/Ag0

3 Considere a notao oficial da pilha e responda as questes:Cr/Cr3+ // Ni2+/Ni a) O plo negativo da pilha.

b) O ctodo da pilha.c) Escreva as semi-reaes da pilha e a reao global da pilha.Dados: E0 red a 25o.C e solues 1mol/LCr3+ + 3e- Cr E0 = -0,41 VNi2+ + 2e- Ni E0 = -0,24 VMenor potencial de reduo (sofre oxidao)Maior potencial de reduo (sofre reduo) Eletrodo onde ocorre oxidao - CrEletrodo onde ocorre reduo - Ni2Cr 2Cr3+ + 6e- (x2) semi-reao de oxidao semi-reao de reduo 3Ni2+ + 6e- 3Ni (x3)2 Cr + 3Ni2+ 2 Cr3+ + 3Ni

Cr/Cr3+ // Ni2+/Ni Dados: E0 red a 25o.C e solues 1mol/LCr3+ + 3e- Cr E0 = -0,41 VNi2+ + 2e- Ni E0 = -0,24 Vd) Calcule o E da pilha. E = E0reduo - E0reduo maior menorE = E0Ni - E0CrE = + 0,17 VE = - 0,24 - (-0,41)