Eletroquímica

Escrito por: Miguel A. Medeiros
Revisado em: 28 de junho de 2015

A eletroquímica abrange todos os processos químicos que envolvem transferência de elétrons. Quando um processo químico ocorre, produzindo transferência de elétrons, é chamado de pilha ou bateria, mas quando o processo químico é provocado por uma corrente elétrica (variação da quantidade de elétrons no temo), este processo é denominado de eletrólise. (Resumindo: pilha e bateria são processos químicos que ocorrem espontaneamente e gera corrente elétrica, já eletrólise é um processo químico (reação química) que ocorre de forma não espontânea, ou seja, ocorre na presença de uma corrente elétrica).

A primeira pilha foi criada em 1800, por Alessandro Volta, que utilizava discos de cobre e zinco, separados por algodão embebido em solução salina.

Os discos foram chamados de eletrodos, sendo que os elétrons saiam do zinco para o cobre, fazendo uma pequena corrente fluir.

Em 1836, John Frederick Daniell construiu uma pilha com eletrodos de cobre e zinco, mas cada eletrodo ficava em uma cela individual, o que aumentava a eficiência da pilha, pois ela possuía um tubo que ligava as duas cubas, este tipo foi chamado de ponte salina. Esta pilha ficou conhecida como pilha de Daniell.

Pilha de Daniell

Catodo é o eletrodo positivo, é o eletrodo onde ocorre a redução, ocorre ganho de elétrons, já anodo é o eletrodo negativo, é o eletrodo onde ocorre oxidação, ocorre perda de elétrons.

Nesta pilha é possível verificar as semi-equações da reação.

Cu²⁺ +2e^- --> Cu_(s)
o íon cobre (Cu²⁺) da solução é reduzido por 2 e^- que vem da corrente elétrica.

Zn_(s) --> Zn²⁺ + 2e^-
o zinco é oxidado, formando íon zinco (Zn²⁺) e 2 e^-. Estes elétrons serão os responsáveis pela geração da corrente elétrica do sistema (pilha).

Cu²⁺ + 2e^- --> Cu⁰
Zn⁰ --> Zn²⁺ + 2e^-

__________________

Zn⁰ + Cu²⁺ --> Zn²⁺ + Cu⁰

Com o desenvolvimento da reação, ocorrerá formação de cobre metálico, que se depositará na superfície do eletrodo de cobre, já o eletrodo de cobre será corroído, pois o zinco está se transformando em íons que irão para a solução de sulfato de zinco.
A pilha de Daniell pode ser escrita por:

Zn⁰ + Cu²⁺_(aq) --> Zn²⁺_(aq) + Cu⁰
ou
Zn | Zn²⁺ || Cu²⁺ | Cu

onde, || representa a ponte salina.

Toda pilha possui um potencial, ou seja, produz uma voltagem, sendo este potencial medido na pilha. (No caso das pilhas comerciais, que se usam em rádios, controles remotos e brinquedos, a voltagem, geralmente é de 1,5V, só variando o tamanho de reserva das pilhas. Tamanhos: A,AA, D, etc.)
O potencial da pilha pode ser dado, de uma maneira simplificada por: E = E_maior - E_menor , sendo E_maior e E_menor, os potenciais padrões de redução de cada semi equação.
Potencial padrão é medido em relação ao hidrogênio, que teve por convenção, a denominação de potencial padrão de Hidrogênio, que vale 0V.

É a partir dp potencial de uma pilha, que se sabe se a reação ocorre ou não. 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.

A partir disso é possível verificar alguns fatos que ocorrem no nosso dia-a-dia e são explicados pelas reações eletroquímicas.

Corrosão

*O texto e as figuras desta página foram produzidos por Miguel A. Medeiros. A reprodução destes, merece autorização ou referência ao autor. Além do endereço desta página.

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