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Eletroquimica e pilhas
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  • 1. EletroquímicaOXI-REDUÇÃO E PILHAS PROF. KAIRES BRAGA
  • 2. Eletroquímica é o estudo das reações químicasque produzem corrente elétrica ou são“produzidas pela corrente elétrica.Pilhas e baterias elétricas, nas quais reaçõesespontâneas de oxi-redução produzem correnteelétrica.Eletrólise, na qual a corrente elétrica provocareações não-espontâneas de oxi-redução.
  • 3. Oxidação é a perda de elétrons por um elemento químico.Redução é o ganho de elétrons por um elemento químico.Reação de oxi-redução é quando há transferência deelétrons.Oxidante é o elemento ou substância que provocaoxidações (ele próprio irá reduzir-se).Redutor é o elemento ou substância que provoca reduções(ele próprio irá oxidar-se).Oxidação é a perda de elétrons ou o aumento do númerode oxidação de um elemento químico.Redução é o ganho de elétrons ou a diminuição do númerode oxidação de um elemento químico.
  • 4. A idéia geral de funcionamento das pilhaselétricas é separar o oxidante do redutor, detal modo que os elétrons sejam cedidos peloredutor ao oxidante, através de um fiocondutor externo à pilha. É a maneira derealizar esse artifício, bem como as diferentesreações de oxi-redução que são utilizadas,que dá origem aos vários tipos de pilhaselétricas.Foi o físico italiano Alessandro Volta (1745-1827) quem construiu, em 1800, a primeirapilha elétrica, em pilhando (daí o nome pilha)discos de cobre e de zinco, alternadamente eseparados por pedaços de tecido embebidosem solução de ácido sulfúrico.
  • 5. Em 1836, o químico inglês John Frederic Daniell (1790-1845) aperfeiçoou as pilhas, substituindo as soluçõesácidas, que produziam gases tóxicos, por soluções salinas.A pilha ou célula eletroquímica de Daniell baseia-se naseguinte reação de oxi-redução:Os elétrons que passam do Zn0 ao Cu2+ produzem acorrente elétrica. A montagem esquemática da pilha deDaniell é a seguinte:
  • 6. Outra montagem muito comum de uma pilha oucélula eletroquímica é a seguinte: Em um copo de vidro é colocada uma chapa dezinco e uma solução de ZnSO4; em outro, umachapa de cobre e uma solução de CuSO4. As duaschapas são ligadas por um fio e as duas soluçõessão ligadas por uma ponte salina, que é um tubo devidro recurvado (como vemos na figura), totalmentecheio com solução de um sal (o KCl, por exemplo),tendo um pouco de algodão em cada extremidadepara impedir o escoamento da solução salina. Afunção da ponte salina é permitir a movimentaçãode íons de um copo para outro (nos dois sentidos).
  • 7. A MEDIDA DA DIFERENÇA DE POTENCIAL (DDP) OU FORÇA ELETROMOTRIZ (FEM) DAS PILHASA voltagem de uma pilha, aliás, depende fundamentalmente:• da natureza dos metais formadores (ou seja, da natureza dooxidante e do redutor);• das concentrações das soluções empregadas;• da temperatura de cada meia-célula.Como decorrência do exposto acima, consideram-se comocondições-padrão de uma pilha:• a concentração 1 mol/l para as soluções;• a temperatura de 25°C, para a pilha como um todo.Cálculo da ddp (ou tem) das pilhasA ddp (Eo) de uma pilha, em condições-padrão (isto é, comsoluções 1 mol/L e a 25°C), é a diferença entre o EO dooxidante (catodo) e o do redutor (anodo).