Aula 20 Eletrodeposição

Tamanho: px

Começar a partir da página:

Download "Aula 20 Eletrodeposição"

Derek Deluca Galindo
6 Há anos
Visualizações:

1 Universidade Tecnológica Federal do Paraná Departamento Acadêmico de Química e Biologia Aula 20 Eletrodeposição Dr. Tiago P. Camargo

2 Eletrólise Eletroquímica Processo inverso das pilhas. Células galvânicas e eletrolíticas possuem várias semelhanças... Propriedades de todas células eletroquímicas: Possuem 2 eletrodos em contato através de um meio condutor e e um circuito externo Oxidação ocorre no ânodo Redução ocorre no cátodo Propriedades de células galvânicas: Ânodo é a fonte de elétrons e tem carga negativa (-). Cátodo é a destino dos elétrons e tem carga positiva (+). Elétrons fluem por um circuito externo do ânodo pro cátodo. As semi-reações ocorrem em eletrodos separados e são ligados pela ponte salina.

3 Eletrólise Eletroquímica Processo inverso das pilhas. Células galvânicas e eletrolíticas possuem várias semelhanças... Propriedades de todas células eletrolíticas: O circuito externo deve conter uma fonte (bateria). A corrente gerada força a ida de elétrons para o ânodo (negativa) e remove elétrons do cátodo (positiva). Semi-reações podem ocorrer na mesma célula (sem ponte salina). Eletrodos geralmente são inertes (caminho dos elétrons) Ex: Decomposição do NaCl fundido Eletrodo negativo Eletrodo positivo O E o cel desta célula deve ser Negativo.

4 Eletrólise Eletroquímica O mesmo acontece numa célula eletrolítica com soluções salinas Processo usados industrialmente para obtenção de diferentes metais

5 Eletrólise Eletroquímica O mesmo acontece numa célula eletrolítica com soluções salinas Potencial mais negativo (ânodo) Potencial mais positivo (cátodo) Esquerda Ânodo Direita Cátodo

6 Eletrólise em meio aquoso Características importantes.. 1. Uma espécie eletroativa, só será reduzida se seu potencial for mais positivo que -0,8 V, que é o potencial de redução da água. 1. A espécie poderá ser oxidada no meio aquoso se seu potencial de redução for menos positivo que 1,2 V, que é o potencial de redução do oxigênio. A ddp aplicada na célula deve ser maior que que o potencial calculado através dos potenciais de redução

7 Eletrólise causando uma reação não espontânea Reação oposta a de uma célula galvânica. Façamos uma comparação entre os dois sistemas: Se a mesma célula for ligada a uma fonte externa com ddp maior que 1,103 V. Desta forma elétrons são forçados para o eletrodo de zinco (cátodo) e removidos do eletrodo de cobre (ânodo). Desta forma, a mudança no sentido da corrente tornou uma célula galvânica em eletrolítica.

calcurar a ddp necessária em uma célula galvânica.

8 Eletrólise causando uma reação não espontânea Assim como nas células galvânicas podemos usar os potenciais padrão da série eletroquímica para calcurar a ddp necessária em uma célula galvânica... Porém nem sempre as células eletrolíticas se compotam como o calculado. Porque isto ocorre..??

paralelas que possam ocorrer em um eletrodo.

9 Eletrólise em meio aquoso Alguns fatores devem ser considerados... Um potencial extra deve ser aplicado (overpotential) para suprir reações paralelas que possam ocorrer em um eletrodo. Em casos de uma eletrólise de uma solução aquosa salina... Mais de uma reação pode ocorrer No cátodo Formação de H 2 ; No ânodo Cl 2 +O 2

10 Eletrólise causando uma reação não espontânea Características importantes.. Reagentes fora da condição padrão. Na eletrólise industrial de NaCl(aq) [Cl-] 5,5 M e o potencial E ânodo (Cl 2 /Cl-) = 1,31 V (e não 1,36 V) Natureza dos eletrodos importa... Inerte vs. Não inerte Eletrodo inerte é apenas um condutor a reação ocorre entre espécies da solução Eletrodo ativo participa da semi-reação de oxidação / redução

11 Análise quantitaiva da eletrólise Além dos potenciais de célula, podemos calcular a quantidade das espécies formadas ou consumidas em uma eletrólise, Cálculos estequiométricos levar em consideração a carga e mols de eletrons. Constante de Faraday = 1 mol de e- = C Carga não é medida diretamente e sim a corrente, logo: Carga (C) = corrente (A ou C/s) x tempo (s) Através destas relações podemos determinar a massa de produtos, logo: C/s C mol de e- mol de produtos massa produtos

15 Eletrólise em Processos Industriais Extremamente importante: Elementos produzidos através de eletrólise: Al, Mg, Cl e F. Compostos produzidos através de eletrólise: NaOH, K 2 Cr 2 O 7, KMnO 4, Na 2 S 2 O 8. Electrorefinig Refinamento Electroplating deposição Electrosynthesis síntese

Electrorefining Eletroquímica Técnica de purificação de metais através da deposição de um metal puro no cátodo em uma solução contendo o mesmo metal.

16 Electrorefining Eletroquímica Técnica de purificação de metais através da deposição de um metal puro no cátodo em uma solução contendo o mesmo metal. Minério de Cobre baixa pureza p/ condutores >99,5% Minério de Cobre (ânodo) Folha de Cobre puro (cátodo). (Meio ácido) Pelo potencial de célula usam baixas voltagens (0,2 0,3 V) Impurezas são separadas na forma de sulfatos ou ficam solúveis no meio H 2 SO 4

Eletroquímica Electroplating Um metal é banhado sobre outro (menor valor) através de um processo eletrolítico. Usado para fins decorativos ou contra corrosão. Silver plating banho de prata.

17 Eletroquímica Electroplating Um metal é banhado sobre outro (menor valor) através de um processo eletrolítico. Usado para fins decorativos ou contra corrosão. Silver plating banho de prata. Objeto a ser banhado (cátodo). A solução contém íons do metal a ser banhado. Copper (CuSO4), Prata (K[Ag(CN)2]), Cromo (CrO3/ácido). Chromium plating banho de Cromo / Cromagem (corrosão). Aço banhado a cromo falhas (rachaduras ou porosa). Para evitar copper or silver plating + Chromium. Plásticos Dinheiro

18 Corrosão Eletroquímica Oxidação de metais expostos ao meio Reação espontânea (ΔG o >0) Mais comum Ferrugem (Fe 2 O 3. xh 2 O ; x=2 ou 4), consome metal (não adere). Favorável Alumínio camada protetora (Al 2 O 3 ) Ao longo da superfície do metal terá uma região catódica(água ou oxigênio) e uma anódica (metal).

19 Corrosão Eletroquímica Na corrosão do Ferro Em meios com alta humidade e alta [O 2 ]... Meios com alta concentração salina aceleram o processo de corrosão (ponte salina).

Proteção contra corrosão Que maneiras podem ser usadas para prevenir a corrosao? Três estratégias são usadas: (1) inibição do processo anódico; (2) inibição do processo catódico ou (3) ambos.

20 Proteção contra corrosão Que maneiras podem ser usadas para prevenir a corrosao? Três estratégias são usadas: (1) inibição do processo anódico; (2) inibição do processo catódico ou (3) ambos. Inibição do processo anódico Recobrimento com tintas, filmes ou deposição de outro metal Inibição do processo catódico força o metal a ser o cátodo. Recobrimento de Zinco que ao se oxidar gera uma camada de Zn(OH) 2

21 Proteção contra corrosão Inibição do processo catódico força o metal a ser o cátodo.

Documentos relacionados

ELETRODO OU SEMIPILHA:

ELETRODO OU SEMIPILHA: ELETROQUÍMICA A eletroquímica estuda a corrente elétrica fornecida por reações espontâneas de oxirredução (pilhas) e as reações não espontâneas que ocorrem quando submetidas a uma corrente elétrica (eletrólise).