Abrange todos processo químicos que envolvem transferência de elétrons.

Transcrição

1 Abrange todos processo químicos que envolvem transferência de elétrons. Quando um processo químico ocorre, produzindo transferência de elétrons, é chamado de pilha ou bateria. 1

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3 Anodo: eletrodo negativo, ocorre oxidação perda de elétrons. Catodo: eletrodo positivo, Redução ganho de elétrons, 3

4 Cu 2+ +2e - --> Cu (s) o íon cobre (Cu 2+ ) da solução é reduzido por 2 e - que vem da corrente elétrica. Zn (s) --> Zn e - o zinco é oxidado, formando íon zinco (Zn 2+ ) e 2 e -. Estes elétrons serão os responsáveis pela geração da corrente elétrica do sistema (pilha). 4

5 Cu e - --> Cu 0 Zn 0 --> Zn e - Zn 0 + Cu 2+ --> Zn 2+ + Cu 0 Reação global Com o desenvolvimento da reação, ocorrerá formação de cobre metálico, que se depositará na superfície do eletrodo de cobre, já o eletrodo de zinco será corroído, pois o zinco está se transformando em íons que irão para a solução de sulfato de zinco. 5

6 A pilha de Daniell pode ser escrita por: Zn 0 + Cu 2+ (aq) --> Zn2+ (aq) + Cu0 ou Zn Zn 2+ Cu 2+ Cu onde, representa a ponte salina 6

7 Substância que sofre oxidação Cátion que se forma Substância que sofre redução Cátion que se forma REPRESENTAÇÃO PONTE SALINA 7

8 Toda pilha possui um potencial, ou seja, produz uma voltagem, sendo este potencial medido na pilha. Eºoxi=Potencial de oxidação Facilidade da espécie em sofrer oxidação Znº/Zn +2 Eºoxi=+0,76v Naº/Na + Eºoxi=+2,71v Eºred=Potencial de redução Facilidade da espécie em sofrer redução Zn +2 /Znº Eºoxi=-0,76v Na + /Naº Eºoxi=-2,71 8

9 O potencial da pilha pode ser dado, de uma maneira simplificada por: E = E oxi - E red sendo E oxi e E red, os potenciais padrões de redução de cada semi equação ddp= Eº oxi do metal Eº oxi do metal que perde - que ganha elétrons elétrons É a partir do potencial de uma pilha, que se sabe se a reação ocorre ou não. 9

10 Quando a variação de potencial da pilha, E, é maior que zero a reação é espontânea. Quando o potencial é negativo, a reação não ocorre espontaneamente e quanto maior for o potencial, positivo, maior será a eficiência da pilha. Obs Todo elemento que possui maior Eºoxidação é capaz de deslocar outro de menor potencial. Ex: Fe Eºoxi=+0,44 e Cu Eºoxi=- 0,34 O Fe tende a deslocar o Cu. 10

11 Medidas dos potenciais Para determinar os Ered e os Eoxi das diversas espécies, foi escolhido como padrão oeletrododehidrogênio,queconsisteemumfiodeplatina(pt)nointeriordeum tubodevidropreenchidocomgáshidrogênio(h2)*.ofiodeplatinaestáligadoa umaplacadeplatinaemqueoh2(g)ficaadsorvido,eaplatinanãoparticipada reação. O conjunto está imerso em uma solução ácida, em que a concentração dos íonsh+é1mol/l,àpressãode1atm. Por convenção, foi atribuído a este eletrodo o valor zero, tanto para seu E oxi como para o E red. 11

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13 Cálculo da voltagem ( E) das pilhas elétrons fluem do eletrodo em que ocorre oxidação (ânodo) para o eletrodo em que ocorre redução (cátodo), através do fio externo. voltímetro: força eletromotriz (fem ou E) valor indicado pelo voltímetro, em volts (V), corresponde à força eletromotriz da pilha. 13

14 E é medido na chamada condição-padrão, que corresponde a espécies com concentração 1 mol/l e possíveis gases envolvidos com pressão de 1 atmosfera a 25 ºC. Nessas condições, a diferença de potencial da pilha será representada por Eº. 14

15 Eº red = = 2,36 V. Mg Eºº Oxid = +0,24 V. Ni 15

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19 (UFRJ) Os quatro frascos apresentados a seguir contêm soluções salinas de mesma concentração molar, a 25 oc. Em cada frasco, encontra-se uma placa metálica mergulhada na solução. a) Identifique o frasco em que ocorre reação química espontânea e escreva a respectiva equação. b) Sabendo que o frasco III contém 304 gramas de FeSO4 em 2 litros de solução, determine a concentração, em g/l, da solução de ZnSO4 no frasco I. 19

20 1. Com o passar do tempo, objetos de prata geralmente adquirem manchas escuras que são películas de sulfeto de prata (Ag 2 S) formadas na reação da prata com compostos que contém enxofre encontrados em vários alimentos. Um dos processos para limpar o objeto escurecido consiste em colocá-lo em um recipiente de alumínio contendo água e detergente e aquecer até a fervura. O detergente retira a gordura do objeto facilitando a reação do alumínio da panela com o sulfeto de prata, regenerando a prata com seu brilho característico. 2 Al + 3 Ag 2 S Al 2 S Ag Sobre o assunto relativo ao texto acima, escreva V para as afirmativas verdadeiras ou F para as afirmativas falsas. ( ) A prata ao adquirir manchas escuras sofre oxidação. ( ) Na reação entre alumínio e o sulfeto de prata, o alumínio é o ânodo do processo. ( ) A prata possui maior potencial de oxidação do que o alumínio. ( ) A presença do detergente na água diminui o potencial de oxidação do alumínio. ( ) O alumínio é menos reativo do que a prata. 20

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22 (Cefet-MG) Nos processos de transporte subterrâneo, as tubulações de ferro têm barras de magnésio ligadas, conforme o desenho abaixo. 22

23 4. (FMTM-MG) Considerando a ampla utilização dos metais no mundo moderno, a corrosão do metal ferro é um problema de grande importância nos países industrializados. Estudos realizados sobre o assunto mostram que o contato com certos metais pode retardar, impedir ou acelerar a formação de ferrugem. Considere a ilustração a seguir e os potenciaispadrão de redução fornecidos na tabela 23

24 CORROSÃO E PROTEÇÃO DE METAIS CORROSÃO DO FERRO 24