prof. aline mnteiro/ antonio guerra – cefet/rj 1 eletroquímica definição: estudar as...
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Prof. Aline Mnteiro/ Antonio Guerra – CEFET/RJ
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!