quimica_pilha_eletrica

8/4/2019 QUIMICA_PILHA_ELETRICA

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ELETROQUMICA

Dezembro de 1998 NACIONAL So Mateus ES.

SUMRIO

1 Introduo

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Desenvolvimento2.1 Pilhas

2.1.1 Pilha de Daniell

2.1.2 Pilhas comuns

2.2 Medida de diferencial de potencial de pilha

2.2.1 Fatores
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2.2.2 Eletrodo-padro de hidrognio

2.2.3 Tabela dos potenciais-padro

2.2.4 Clculo da ddp

2.2.5 Previso da espontaneidade das

reaes de oxi-reduo2.3 Eletrlise

2.3.1 Eletrlise gnea

2.3.2 Eletrlises em soluo aquosa comeletrodos inertes

2.3.3 Eletrlises em soluo aquosa comeletrodos ativos

2.3.4 Leis de Faraday

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Concluso4 Introduo

1 Introduo

Tentar-se- mostrar neste trabalho uma pesquisa com o mbito de alcanar um

conhecimento superficial mas com aprofundamento suficiente para estudos colegiais. A

obra aqui relacionada cita elementos e componentes da infinidade de estudos feitos por

vrios e ilustres cientistas no campo da cincia responsvel pela eletroqumica.Mostrar-se- o que tentamos demonstrar, ou seja, comeamos falando do que so

os princpios e vamos a medida em que o leitor se aperfeioa no assunto, aprofundando

cada vez mais, levando alm de uma boa sntese sistemtica e bem dividida da

eletroqumica, um entendimento variado e abrangedor.

A eletroqumica geralmente dividida em duas partes: A das pilhas, que estuda

sobre os tipos de pilhas como a de Daniell, e a que ns conhecemos e chamamos aqui de

comuns. E a da eletrlise, tratamos aqui de alguns tipos de eletrlise como a eletrlise

gnea e as eletrlises em soluo aquosa com eletrodos inertes e ativos.


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2 Desenvolvimento

2.1 Pilhas

Alguns lembretes que no devemos esquecer:

- Oxidao: a perda de eltrons por um elemento qumico (ou aumento de seunmero de oxidao)

- Reduo: o ganho de eltrons por um elemento qumico (ou a diminuio de seunmero de oxidao)

- Oxidante: o elemento (ou substncia) que provoca oxidaes (ele prprio se

reduzindo).


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- Redutor: o elemento (ou substncia) que provoca redues (ele prprio se

reduzindo).

- Eletroqumica: o estudo das reaes de oxi-reduo que produzem ou so

produzidas pela corrente eltrica.

De fato, nas pilhas e acumuladores ocorrem reaes espontneas que produzem

corrente eltrica; pelo contrrio, nos processos de eletrlise (como, por exemplo, nacromao de um pra-choque de automvel) ser a corrente eltrica que ir produzir

uma reao qumica.

2.1.1 Pilha de Daniell

Essa pilha ou clula eletroqumica baseia-se na seguinte reao de oxi-reduo:

Zn + CuSO4 Zn SO4 + Cu

So os eltrons que passam do Zn ao Cu2+, que produzem a corrente eltrica.A montagem da pilha de Daniell a seguinte:

Veja que existe dois compartimentos, chamados MEIAS-CLULAS, separados

por uma porcelana porosa:

- no compartimento da esquerda (meia-clula do zinco), existe uma chapa de zinco

mergulhada em soluo aquosa de sulfato de zinco; considerando-se que o zinco tem

uma tendncia espontnea para perder eltrons, temos: Zn Zn2+

+ 2 e-

( a

semi-reao de oxidao), desse modo, a chapa de zinco solta eltrons para o circuito

externo (dizemos, ent

o, que a chapa de zinco

o eletrodo negativo ou ANODO);- no compartimento da direita (meia-clula do cobre), existe uma chapa de cobre

mergulhada em soluo aquosa de sulfato cprico; considerando-se que o Cu2+

tem uma

tendncia espontnea para receber eltrons, temos: Cu2+

+ 2e- Cu ( a semi-

reao de reduo); desse modo, o Cu2+

captura eltrons do circuito externo, atravs

da chapa de cobre, que se torna positiva (dizemos, ento, que a chapa de cobre o

eletrodo positivo ou CATODO); veja tambm que a soma das duas equaes anteriores

fornece a equao geral da pilha:


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A porcelana porosa deve impedir a mistura das duas solues, mas deve permitir

a passagem dos ons que esto sendo atrados ou repelidos pelas foras eltricas.Aps certo tempo de funcionamento da pilha, vamos notar que a chapa de zinco

est corroda, a chapa de cobre aumentou devido deposio de cobre e as

concentraes das solues se alterarem. Tudo isso consequncia da prpria reao

geral de funcionamento da pilha:

Convencionou-se representar a pilha de Daniell ( e as demais pilhas )

esquematicamente da seguinte maneira:

Zn, Zn2+

(1M) K | Cu2+

(1M), Cu (25C)

Ou

Zn | Zn2+

(1M) || Cu2+

(1M) | Cu (25C)

Onde esto indicados os eletrodos, as molaridades das solues e a temperatura de

funcionamento da pilha.Resumindo, podemos dizer que a Pilha ou Clula Eletroqumica um

dispositivo que transforma energia qumica em energia eltrica. Isso conseguido, por

meio de uma reao de oxi-reduo, com o oxidante e o redutor separados em

compartimentos diferentes, de modo que o redutor seja obrigado a entregar os eltrons

ao oxidante atravs de um circuito externo (fio).

2.1.2 Pilhas comuns

Na prtica, as pilhas mais comuns so:

a) Acumulador ou bateria de automvel;

Formado por placas de chumbo e placas contendo dixido de chumbo e cujas

reaes so:


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b) Pilhas secas;

So as pilhas comuns (usadas em lanternas, rdios portteis, etc.), formadas por

um invlucro de zinco recheado por uma pasta mida contendo MnO2 e NH4Cl, e cujas

reaes so:

2.2 Medida de diferencial de potencial de pilha

2.2.1 Fatores

Os fatores que influenciam na diferena de potencial. Variando-se os metais (oumelhor dizendo, variando-se o oxidante e o redutor), podemos obter uma infinidade de

pilhas diferentes, que nos fornecero diferentes voltagens ou foras eletromotrizes (fem)

ou diferenas de potencial (ddp). Isso depende fundamentalmente:

- da natureza dos metais formadores da pilha (ou seja, da natureza do oxidante e do

redutor);

- das concentraes das solues empregadas;

- da temperatura da pilha.

Como decorrncia do exposto acima, considerando-se como condies padro

de uma pilha:

- a concentrao 1 molar para as solues;

- a temperatura de 25C para a pilha.

2.2.2 Eletrodo-padro de hidrognio

Para as medidas eletroqumicas, foi escolhido arbitrariamente como padro o

denominado Eletrodo-padro (ou normal) de Hidrognio, ao qual foi atribudo, tambm

arbitrariamente, o potencial de zero volt. Sua montagem esquemtica :


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A reao desse eletrodo :

H2(g) + 2e- 2 H

+(aq)

Montando-se, em condies padro, a pilha esquematizada a seguir:

Teremos as seguintes reaes:

Medindo-se a voltagem dessa pilha, encontraremos 0,76 volt. Esse valor

determinado ento Potencial Normal ou Potencial Padro ou Potencial Meia-Clula ou

Potencial de Oxi-Reduo do zinco e indicado por E.

2.2.3 Tabela dos potenciais-padro

Confrontando todos os metais com o eletrodo-padro de hidrognio, iremos

medir os seus E e poderemos ento organizar uma tabela de seus potenciais-padro deeletrodo.

Na verdade, essa medida no privativa dos metais; podemos faz-la tambm

com os no-metais e, de um modo mais geral, com todos os oxidantes e redutores.

Teremos, ento, a tabela dos potenciais-padro de eletrodo ou de oxi-reduo (E), para

solues aquosas 1 molar, a 25C e 1 atm, de qualquer oxidante ou redutor, como

vemos a seguir. Desde j, bom assinalar que, multiplicando-se as equaes por um

nmero qualquer, os valores de E no sero alterados.


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3 Concluso


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Bibliografia

quimica_pilha_eletrica

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