Potenciais de oxidação e redução
Observe a seguinte reação química de oxirredução:Esta reação pode ser feita muito facilmente colocando um pedaço de zinco metálico (Zn°) em um copo com uma solução aquosa de sulfato de cobre (CuSO4), que é um líquido azul translúcido.
Após alguns tempos, cerca de 20 minutos, pode-se observar que o pedaço de metal ficou avermelhado. A parte que ficou vermelha é o cobre (Cu°) que se depositou sobre a placa de zinco. E no fundo do copo há a
formação de sulfato de zinco (ZnSO4), conforme a reação acima.
Esta experiência que pode ser feita até mesmo em casa, demostra as reações de oxirredução.
A experiência feita pelo meteorologista e químico inglês John Frederic
Daniell, em 1836, constitui uma pilha formada a partir de reações de
oxirredução.
Pilha – São reações químicas que produzem corrente elétrica.
Daniell montou um sistema com dois eletrodos interligados. Um eletrodo era constituido de uma placa de zinco imersa em um copo com uma solução com íons de zinco, no caso, sulfato de zinco.
O outro eletrodo era constituído de uma placa de cobre imersa em um copo com uma solução com íons de cobre, no caso, sulfato de cobre. Chamou o eletrodo de Zinco de ânodo, com carga negativa.
Chamou o eletrodo de Cobre de cátodo, com carga positiva.
ELETROQUÍMICA
Resumo
Q U Í M I C A
VEST
MAPA MENTAL @vestmapamentalÂnodo ou polo negativo é o eletrodo onde saem os elétrons. Ocorre a
reação de oxidação.
Cátodo ou polo positivo é o eletrodo para onde vão os elétrons. Ocorre a
reação de redução.
Com o passar do tempo, os elétrons da placa de zinco vão para a solução, aumentando a concentração da solução e corroendo a placa de zinco. No outro eletrodo, ocorre o contrário. Os elétrons da solução de sulfato de cobre se depositam na placa de cobre, diminuindo a concentração da solução e aumentando a massa da placa metálica.
Veja como montar as reações que ocorrerem na Pilha de Daniell: 1°) montar a reação do ânodo
2°) montar a reação do cátodo
Obs.: Os termos semelhantes se anulam. No caso, na reação acima, os 2é. Daniell colocou uma ponte salina constituída de um tubo de vidro em U contendo solução de KCl aquoso.
A sua função é permitir a migração de íons de uma solução para a outra, de modo que o número de íons positivos e negativos na solução de cada eletrodo permaneça em equilíbrio.
Acompanhe a seguir uma tabela resumida da Pilha de Daniell.
Força eletromotriz, potencial de redução e de oxidação
Antes de realizar a montagem de uma pilha, é necessário saber qual metal vai perder e qual metal vai ganhar elétrons. Para conseguir responder a esta questão, devemos conhecer o conceito de potencial de redução e o potencial de oxidação.
Os potenciais de redução e de oxidação são medidos em volt (V), sendo representados pelo símbolo E°.
Onde:
variação de potencial
E°RED = potencial de redução E°OX = potencial de oxidação Padrão: 25°C e 1atm
Pode-se utilizar qualquer uma destas fórmulas, dependendo dos dados que são fornecidos. A diferença de potencial pode ser chamada também de força eletromotriz (fem).
Quanto maior o E°RED, mais o metal se reduz. Quanto maior o E°OX, mais o metal se oxida.
Em geral, são usadas tabelas com potenciais padrão de redução para indicar se o metal irá se reduzir ou oxidar.
Veja o exemplo. Sendo: E°RED Cu = +0,34V E°RED Zn = -0,76V
a) Qual metal sofrerá redução?
O metal que sofrerá redução é o cobre (Cu) porque possui maior valor, maior tendência a reduzir.
b) Qual o valor da ddp desta pilha ou diferença de potencial?
Pode-se calcular também, se soubermos qual metal é o cátodo e qual é o ânodo:
c) Qual metal sofrerá oxidação?
O metal que sofrerá oxidação é o zinco (Zn) porque possui menor valor de potencial de redução. Então possui tendência a sofrer oxidação.
Então:
Reação espontânea e não espontânea
A reação na pilha (ou célula eletrolítica) pode ser espontânea ou não. Quando o potencial padrão da célula eletrolítica é positivo, a reação é espontânea.
Quando o potencial padrão da célula eletrolítica é negativo, a reação é não espontânea.
Representação IUPAC
De acordo com a União Internacional de Química Pura e Aplicada (IUPAC), a representação de uma pilha deve ser da seguinte maneira:
