Eletroquimica

Eletroquimica

(Parte 1 de 2)

B) Potenciais PadrõesB) Potenciais Padrões Unidade IV

• Potenciais Padrão de Eletrodo • A série eletroquímica

•Relaçãocom a constantede equilíbrio

•A equaçãode Nernst

Células Galvânicas

• Uma célula galvânica consiste de dois eletrodos (ou condutores metálicos) que fazem o contato elétrico com o conteúdodacélula, e um eletrólito(um meio condutor iônico) dentro da célula.

•No anodoocorrea oxidação: Zn(s) →Zn2+(aq) + 2e-

•No catodoocorrea redução: Cu2+(aq) + 2e-→Cu(s)

Potencialde Célulae Energia Livrede Reação

•O potencialdacélula, E, é a medidadacapacidade quea reaçãodacélulatem de forçarelétronsatravés de um circuito.

•Eé medidoemvolts (V): ondeC é a unidadede cargacoulombe Jé joule.

• Sabemos que ∆G fornece a quantidade máxima de trabalhode não-expansãoquepodeser obtidode um processo a temperatura e pressão constantes.

Potencialde Célulae Energia

Livrede Reação

•A relaçãoentre essapropriedadetermodinâmicado sistema(∆G) e a propriedadeeletroquímicaque acabamosde conhecer(E) é dada por:

ondeF é a constantede Faraday:

•Essaequaçãosóse aplicaquandoa célulaé operada reversivelmente.

•O potencialdacélulanessascondiçõesé chamadode forçaeletromotriz, fem, dacélula.

Potencialde Célulae Energia Livrede Reação

•Frequentemente, usa-se essarelaçãoparaa energia livrepadrão, ∆rGo, de modoque:

ondeEoé a fempadrãodacélula, medidaquandotodas as espéciesestãoemseuestadopadrão(gases a 1 bar de pressãoe íonsa concentraçãode 1 mol.L-1).

Notaçãodas Células

•Um Diagrama de Célula descreve simbolicamente a estrutura da célula. Zn(s) + Cu(aq) Zn(aq) + Cu(s) anodo catodo

ponte salina

•O diagrama corresponde à reação particular que ocorre na célula e não à forma como a célula é montada no laboratório.

Potenciais Padrão de Eletrodo

•O potencialpadrãomedeo poderde puxarelétrons que cada eletrodo tem.

• Em uma célula galvânica, os eletrodos puxam em direçõesopostase o podertotal dacélulaé a diferença entre os potenciais padrão dos dois eletrodos.

• Essa diferença é escrita como:

Eo= Eo(eletrodoà direitado diagrama) –Eo(eletrodoà esquerdado diagrama), ouseja:

Potenciais Padrão de Eletrodo

•Se Eo> 0, a reaçãoé espontâneanascondiçõespadrão e o eletrododadireitaé o catodo:

• Escrevendo a célula na ordem oposta:

Reação espontânea

Reação não-espontânea

Potenciais Padrão de Eletrodo

•Na práticanãopodemosmediro potencialde um únicoeletrodo; medimosapenasa diferençade potenciais entre dois eletrodos.

• Seria interessante poder medir os potenciais “individuais” de cadaeletrodo, poisassimpoderíamos combiná-los paraconhecero potencialde inúmeras células.

•Podemosescolherum eletrodocomoum pontode referência, atribuira eleum potencialarbitrárioe, então, expressaro potencialde todososoutros eletrodoscom base nessareferência.

Potenciais Padrão de Eletrodo

• O eletrodo de hidrogênio foi escolhido como esta referência, e a elefoiatribuídoum potencialpadrão iguala zero emtodasas temperaturas:

2H+(aq) + 2e-→H2(g)Eo= 0

•Esseeletrodoconsistede um eletrodo de platina em contato com gásHe íonsHem solução aquosa nas condições padrão.

•Assim, o eletrodopadrãode hidrogênio(E.P.H.) podeser usado para definir o potencial padrão de qualquer eletrodo.

Potenciais Padrão de Eletrodo

•O potencial padrão de um par redox é a fempadrão de uma célula na qual o par é formado por um eletrodo à direita do diagrama de célula e o eletrodo de hidrogênio fica à esquerda da célula

Zn(s) + 2H(aq) Zn(aq) + H(g) A reação espontânea é a inversa:

Potenciais Padrão de Eletrodo •Outroexemploé a célula:

Pt(s)|H2(g)|H+(aq)||Cu2+(aq)|Cu(s)Eo= + 0,34 V

Como a contribuiçãodo eletrodode hidrogênioparao potencial padrão da célula é zero, podemos atribuir esse potencial totalmente ao eletrodo de cobre.

Eo= Eo(eletrodode cobre) –Eo(eletrodode hidrogênio) Cu2+(aq) + 2e-→Cu(s) Eo(Cu2+/Cu) = + 0,34 V

Potenciais Padrão de Eletrodo •Como a reaçãodacélula:

(Parte 1 de 2)

Comentários