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Eletroquímica Definição:Estudar as relações existentes entre a energia elétrica e as reações químicas!

Células Galvânicas:Dispositivos que permitem a produção de energia elétrica ou de uma

reação química!

Tipos de Células Galvânicas: Pilhas – Reação de oxirredução produzindo energia

elétrica. 0P

2+ 2+(s) (aq) (aq) (s) ilhaZn + Cu Zn + E = Cu +1,10V

Células Eletrolíticas – Energia elétrica produzindo reação de oxirredução. 0

Cel2+ 2+

(s) (aq) (aq) s) ul( aCu + Zn Cu + E = Zn -1,10V

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Espontaneidade

Processo ESPONTÂNEO!

Zinco x Cobre:

0oxi

0red

0P

2+(s) (aq)

2+(aq) (s)

2+ 2+(s) (aq) (aq) (s i) lha

Zn Zn + 2e

Cu + 2e Cu

E = +0,76 V

E =

Zn + Cu Zn + C

+0,34 V

E = +1,10 u V

CuSO4(aq)

Zn(s)

Zn2+

Cu2+

Espontaneidade:Depende da relação entre o potencial da célula (ECélula) e a energia livre (ΔG).

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Observações Experimentais: Deposição de Cu metálico; Diminuição da intensidade da cor azul da solução aquosa de

CuSO4; Corrosão do Zn metálico; Produção de íons Zn2+

(aq).

Visão Molecular do Processo:

Espontaneidade

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Espontaneidade Espontaneidade do Processo:Depende da relação entre o potencial da célula (ECélula) e a energia livre (ΔG).

E ΔG Processo

+ − Espontâneo

− + Não-espontâneo

0 0 Equilíbrio

ΔG = -nEFConstante de Faraday (F)= 96500C

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Pilhas Separação Porosa:

Zn2+

ZnSO4(aq) CuSO4(aq)

SO42-

Os íons atravessam a separação porosa para neutralizar o desequilíbrio de cargas;

Apresenta alto Potencial de Junção Líquida.

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Pilhas Ponte Salina:

Separa fisicamente as soluções; Permite a migração dos íons, mantendo a corrente

elétrica; Reduz o Potencial de Junção Líquida.

KCl(sat)

ZnSO4(aq) CuSO4(aq)

Cl- K+

SO4-2SO4

-2

е е

е е

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Potencial Padrão

[H+]= 1,0 Mol/L;

PH2= 100 kPa;

T= 298,15 K (25 oC).

Eletrodo Padrão de Hidrogênio:

+(aq) 2(g red)

02H + 2e H E = 0,00V

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Potencial PadrãoDeterminação do Potencial Padrão:

+ 2+(aq) (s) 2 (aq)

0oxi(g)2H + Zn H + Z E = +0,n 76 V

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Potencial Padrão

+ 2+(aq) (s) 2 (aq)

0oxi(g)2H + Cu H + C E = -0,u 34 V

Determinação do Potencial Padrão:

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Potencial PadrãoTabela de Potenciais de Redução Padrão:

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Prof. Aline Mnteiro/ Antonio Guerra – CEFET/RJEfeito da

ConcentraçãoEquação de Nernst:

nFEG QRTGG ln

QRTnFEnFE ln

QnFRT

EE ln

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Potencial PadrãoConstante de Equilíbrio (Keq):

0.05920 ln

log0.0592

eq

eq

E KnnE

K

No equilíbrio ΔG = 0; Q= Keq → E = 0

R= 8,314 J/K.Mol T= 298,15 K F= 96485 C/Mol ln= 2,303log

0 Produto0,0592E= E - log

n Reagente

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EletróliseNaCl Fundido:

-(l) 2(g)

+(l) (s)

- +(l) (l) 2 (s)(g)

0

0

0

(x2)

2Cl Cl + 2e

[Na + 1e Na ]

Anodo:

Cato

2Cl + 2

E = -1,

Na Cl + 2Na

36 V

E = -2,71 V

E =

do:

- 4,07 V

ProcessoNão-espontâneo

ΔG>0

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EletróliseNaCl Aquoso:

ProcessoNão-espontâneo

ΔG>0

-(l) 2(g)

-2 (l) 2(s) (aq)

- + -(l) 2 (l) 2 2(g) (a

0

0

q)g)0

(

2Cl Cl + 2e

2H O + 2e H + 2OH

2Cl + 2H O Cl +

E = -1,36 V

E =

H + 2OH

-0,83

Anodo

:

Ca

V

E

to

= -2,19 V

do:

+2 (l) 2 (aq)(g)

0red 2H O O + 4H Anodo: E = -+ 4e 1,23 V

-2 (l

0) 2 (aq) red(g) 2H O + 2e H Cato + 2 E = -do 0,OH V : 83

Geralmente, ocorre a reação que apresenta o MAIOR potencial!