química a – prof marcus eletroquímica. células eletroquímicas: são reações de...
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Química A – Prof Marcus Eletroquímica.
Células Eletroquímicas: São reações de Oxirredução.
Galvânicas: Energia Química em Energia ElétricaEletrolítica: Energia Elétrica em Energia Química
• Otto em XVII : Inventou a máquina de gerar eletricidade
• Luigi Galvani: Aplicação terapêutica e músculos armazenavam eletricidade e os nervos conduziam
• Alessandro Volta: Colocou 2 metais em contato e percebeu que um ficava ligeiramente positivo e o outro ligeiramente negativo (formação de uma ddp que é a tensão elétrica)
Reações EspontâneasCélula Galvânica: É a mais comum 1 único
eletrólito (em solução aquosa) em contato com ambos eletrodos.
Reações Espontâneas Pilha de Daniel: Eletrodos em compartimentos separados.
Ânodo: O Zn saí da lâmina e “vai para” a solução aquosa de ZnSO4
Cátodo: O Cu+2 gruda na placa – “saí da” solução e gruda na placa de Cu.Ponte Salina: KCL – A finalidade é manter contato entre as soluções.
Sentido/Fluxo de ElétronsÂnodo Cátodo
• Semirreação do Ânodo:Zn Zn+2 + 2é
• Semirreação do Cátodo:Cu+2 +2é Cu
Natureza - Enem• Estrutura de funcionamento da Pilha.• Liberam componentes Químicos que são tóxicos
diretamente a matéria orgânica (não adianta incinerar – os resíduos ficam nas cinzas e alguns volatilizam fincando na atmosfera)
• São Bioacumulativos; afetam o SNC, fígado, rins e pulmões:
Cd (cancerígeno), Pb , Hg (mutação genética).
Energia Química Energia Elétrica.Processo Espontâneo
PilhasEnergia elétrica Energia Química.
Processo Não espontâneo.Eletrólise
Eletrólise
• É uma reação de oxirredução oposta a pilha!• Não espontânea, por indução artificial.• Grande importância na indústria atual. Entre seus
usos está a recarga de baterias e a produção industrial de elementos como o alumínio que se Obtem a partir da Bauxita e o Sódio a partir do NaCl.
• Ocorre primeiramente a decomposição (ionização ou dissociação) do composto em íons. Posteriormente, com a passagem de uma corrente contínua através destes íons, são obtidos os elementos químicos.
Na+ +1é Na(s)
Cl-1 Cl2(g)
Através da corrente elétrica: provoca-se descargas de íons.
Para ocorrer eletrólise é necessário íons livres para a corrente ser conduzida.
(sem íons livres não há eletrólise)
Obtenção pela:• Fusão de substâncias iônicas.• Pela dissociação ou ionização de substâncias em
meio aquoso.
Tipos de Eletrólise
• 1° Eletrólise Ígnea (sem água).• 2° Eletrólise em meio aquoso. (a água interfere durante a eletrólise)
Eletrólise do NaCl fundidoNaCl(s) se funde a 801°C, formando o NaCl(l)
2NaCl(l) 2Na+1 e 2Cl-1
2Na+1 +2é 2Na(s) (Redução – cátodo)
2Cl-1 Cl2(g) +2é (Oxidação - ânodo)
________________________________ 2NaCl(l) 2Na(s) + Cl2(g) (Reação Global)
Eletrólise da Bauxita fundidaP.F. de 2072 °C. Acréscimo de criolita (Na3AlF6)
como fundente o P.F. cai da mistura cai para 1000 °C.A alumina se dissocia:
Al2O3 → 2 Al3+ + 3 O2-
No eletrodo negativo ocorre a seguinte reação:4 Al3+ + 12 e- → 4 Al0
Enquanto no eletrodo positivo:6 O2- → 6 O2 + 12 e-
A equação glogal: 2 Al2O3 → 4 Al3+ + 6 O2-
4 Al3+ + 12 e- → 4 Al0
6 O2- → 3 O2 + 12 e-
2 Al2O3 → 4 Al0 + 3 O2
Eletrólise em meio aquosoA diferença entre a eletrólise ígnea e a
eletrólise em meio aquoso é a forma em que está a substância que será submetida à corrente elétrica. Eletrólise ígnea substância iônica está Fundida, sem água.Eletrólise aquosa substância iônica está dissociada em água.Lembre-se : a água é capaz de se autoionizar:
H2O H+ e OH-
• NaCl + H2O
1° NaCl Na+ + Cl-
2° H2O H+ + OH-
O gerador irá retirar elétron de quem tem muito e enviar para o que pouco tem pouco. Há uma competição e o gerador terá que escolher: Cl- ou OH- ?Ordem de prioridade de “descarrego”:F-/SO4
-2/PO4-3/CO3
-2/NO3-1
OH- Outros ânions
NaCl + H2O
1° NaCl Na+ + Cl-
2° H2O H+ + OH-
ânodo/Oxir: 2Cl- Cl2 + 2é
Cátodo/Red: Nova competição, os é vão para quem? Na+ ou H+?Nova ordem de prioridade:1A, 2A e Al - O gerador não consegue “colocar é neles” com facilidade, pois no H+ é mais fácil
NaCl + H2O
1° NaCl Na+ + Cl-
2° H2O H+ + OH-
ânodo/Oxir: 2Cl- Cl2 + 2é
Cátodo/Red: 2H+ + 2é H2
Construção da Eq Global/balanceamentoNaCl + H2O
1° NaCl Na+ + 2Cl-
2° H2O 2H+ + OH-
ânodo/Oxir: 2Cl- Cl2 + 2é
Cátodo/Red: 2H+ + 2é H2
Eq Global:NaCl + H2O 1° 2NaCl 2Na+ + 2Cl-
2° 2H2O 2H+ + 2OH-
ânodo/Oxir: 2Cl- Cl2 + 2é
Cátodo/Red: 2H+ + 2é H2
_____________________________________
2NaCl + 2H2O 2Na+ + Cl2 + H2 + 2OH-
Tabela de prioridade de descarga nos eletrodos
Cátions: 1A, 2A, Al H+ demais metais
Ânions: ânions Oxigenados F- OH- ânions não oxigenados