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Eletroquímica: Pilha

Eletroquímica: Pilha. Pilha:. Reação de óxido-redução espontânea que gera corrente elétrica. Considere o exemplo abaixo. Zn + CuSO 4 ZnSO 4 + Cu. 0. +2. +2. 0. Oxidação. Redução. Esta reação pode ser considerada uma Pilha?. Esta reação pode ser considerada uma Pilha?.

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Eletroquímica: Pilha

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Presentation Transcript

  1. Eletroquímica: Pilha

  2. Pilha: Reação de óxido-redução espontânea que gera corrente elétrica. Considere o exemplo abaixo. Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu 0 +2 +2 0 Oxidação Redução Esta reação pode ser considerada uma Pilha?

  3. Esta reação pode ser considerada uma Pilha? Zn Não, pois temos transferência de elétrons sem gerar corrente elétrica. Cu2+ SO42- Solução CuSO4

  4. Condição para que uma Reação de Oxidorredução gere corrente elétrica. a) Separar em meia-célula Zn(eletrodo de zinco) Zn2+ Meia célula de zinco

  5. Condição para que uma Reação de Oxidorredução gere corrente elétrica. a) Separar em meia-célula Cu(eletrodo de cobre) Cu2+ Meia célula de cobre

  6. Condição para que uma Reação de Oxidorredução gere corrente elétrica. b) Unir os eletrodos por um fio metálico. A Zn Cu Zn2+ Cu2+

  7. Pilha de Daniell Justificando a transferência de elétrons do zinco para o cobre Zn Cu No eletrodo de Zn o número de e- livres é maior do que no eletrodo de Cu, pois o Zn é mais reativo que o Cu, isto é, o Zn tem maior tendência de doar e- que o Cu. No eletrodo de Zn temos uma maior repulsão de e- que são enviados para o eletrodo de Cu (repulsão menor). e- e- e- e- e- e- e- e- e- e- e- e- e- e- e- e- e- e- e- e- e- e- e- e- e- e- e- e- e- e- e- e- e-

  8. Pilha de Daniell e- A Zn Cu SO42- Zn2+ SO42- Cu2+ Zn2+ SO42- SO42- Zn2+ Zn2+ Zn2+ SO42- SO42- Excesso de Zn2+ Excesso de ânions SO42-

  9. Pilha de Daniell Uso do amperímetro. Aparelho usado para medir a corrente elétrica. Para não interferir na medida da corrente elétrica da pilha, a resistência interna do amperímetro deve ser baixa. A resistência baixa para que o e- que entra no amperímetro seja igual ao e- que sai do amperímetro.

  10. Pilha de Daniell A pilha deixa de funcionar! O excesso de Zn2+: Dificulta a saída de e- O excesso de SO42- Dificulta a entrada de e-(maior repulsão devido ao excesso de cargas negativas)

  11. Pilha de Daniell Ponte salina A KNO3 Zn Cu Zn2+ Cu2+ Justificando a transferência de elétrons do zinco para o cobre

  12. Pilha de Daniell Uso da ponte salina e- A K+ NO3- K+ K+ K+ K+ K+ Zn NO3- NO3- NO3- NO3-NO3- Cu Zn2+ SO42- Cu2+ Zn2+ SO42- SO42- SO42- Zn2+ Zn2+ Zn2+ SO42- SO42-

  13. Pilha de Daniell Uso da ponte salina A função da ponte salina é manter o equilíbrio de cargas nas duas soluções (manter neutra as mesmas)

  14. Pilha de Daniell Funcionamento. Quando a pilha esta funcionando temos as duas semi-reações se processando Zn Zn2+ + 2e- Semi-reação de oxidação Semi-reação de redução Semi-reação global Cu2+ + 2e- Cu Zn + Cu2+ Zn2+ + Cu Caso tenhamos metais diferentes devemos verificar a fila de reatividade dos metais.

  15. Pilha de Daniell Fila de reatividade dos metais Alcalinos, alcalinos terrosos, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Ni, Sr, Pb, H Bi, Cu, Hg, Ag, Pt, Au. Alguma Manhosa Zangada Cruel Feriu Nilton Sem Problema Hoge Bi, Cu, Hg, Ag, Pt, Au

  16. Teoria da dupla camada eletrizada. Quando um metal é colocado em uma solução iônica temos o seguinte equilíbrio. Zn e- e- e- e- e- e- e- e- e- e- e- e- e- e- e- e- e- e- e- e- e- Zn2+ Zn2+ Zn Zn2+ + 2e- Zn2+ Zn2+ Solução aquosa de ZnSO4

  17. Teoria da dupla camada eletrizada. Quando um metal é colocado em uma solução iônica temos o seguinte equilíbrio. Cu e- e- e- e- e- e- e- e- e- e- e- e- Cu2+ Cu2+ Cu Cu2+ + 2e- Cu2+ Cu2+ Solução aquosa de CuSO4

  18. Pilha de Daniell Equilíbrio de cargas. Teoria da dupla camada eletrizada. a)Zinco Perde e- Zn Zn2+ + 2e- O equilíbrio desloca para direita b)Cobre ganha e- Cu Cu2+ + 2e- O equilíbrio desloca para esquerda

  19. Cálculo da ddp da Pilha. Para medir a ddp de uma pilha devemos substituir o amperímetro por um voltímetro. Para medir a ddp da pilha não pode haver passagem de corrente elétrica portanto a resistência interna do voltímetro deve ser elevada.

  20. Cálculo da ddp da Pilha. 1,10V V K+ NO3- K+ K+ K+ K+ K+ Zn NO3- NO3- NO3- NO3-NO3- Cu Zn2+ SO42- Cu2+ Zn2+ SO42- SO42- SO42- Zn2+ Zn2+ Zn2+ SO42- SO42-

  21. Cálculo da ddp da Pilha. O valor 1,10V demonstra que cada metal tem potencial, isto é a diferença desses potenciais resultou 1,10V. 1,10V V KNO3 Zn Cu Zn2+ Cu2+

  22. Como determinar os potenciais de eletrodo(E) Determinação do potencial de eletrodo do Zn 0,76V V H2 1atm 25ºC KNO3 Zn Zn2+ SO42- 2H+ [Zn2+] mol.L-1 [H+] mol.L-1 Pt negra

  23. Como determinar os potenciais de eletrodo(E) Determinação do potencial de eletrodo do Cu 0,34V V H2 1atm 25ºC KNO3 Cu Cu2+ SO42- 2H+ [Cu2+] mol.L-1 [H+] mol.L-1 Pt negra

  24. Construção da tabela Zn Zn2+ + 2e- E0=+0,76V 2H+ + 2e- H2 E0=0,0V Cu2+ + 2e- Cu0 E0=+0,34V

  25. Padronização da IUPAC (potencial redução) Zn2+ + 2e- Zn E0=-0,76V 2H+ + 2e- H2 E0=0,0V Cu2+ + 2e- Cu0 E0=+0,34V

  26. Cálculo da ddp da pilha de Daniell Zn Zn2+ + 2e- E0=+0,76V E0=+0,34V Cu2+ + 2e- Cu E0=+1,10V Zn + Cu2+ Zn2+ + Cu Ou Maior Ered:redução Pilha Menor Ered:oxidação E=Emaior -Emenor = 0,34 – (-0,76) = 1,1V

  27. Tabela de potencial redox http://educar.sc.usp.br/quimapoio/pilh.html

  28. Tabela de potencial redox

  29. Tabela de potencial redox

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