Química – 12º Ano Marília Peres

30‐10‐2013
Química – 12º Ano
Marília Peres
Uma reacção de oxidação-redução, ou reacção redox, é uma reacção em
que há transferência total ou parcial de electrões,
electrões como se verifica pela
variação dos números de oxidação de alguns elementos.
 Uma reacção de oxidação-redução é constituída por duas semi-reacções
simultâneas: a semi-reacção de oxidação e a semi-reacção de redução.
 Na semi-reacção de oxidação há aumento do número de oxidação (n.o.)
de um elemento, enquanto na semi-reacção de redução há diminuição do
número de oxidação
ç ((n.o.)) de um elemento.
 Reacção de dismutação ou de auto oxidação-redução é uma reacção de
oxidação-redução onde o mesmo elemento é simultaneamente reduzido e
oxidado.
Marília Peres
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Acerto de equações de OxidaçãoOxidação-Redução
(meio ácido)
1.
q ç
ç e de redução
ç
Escrever as semi
semi--equações
de oxidação
2.
Acertar os átomos em cada equação excepto os de O e H
3.
Acertar os átomos de O, acrescentando moléculas de H2O
4.
Acertar os átomos de H, acrescentando iões H+
5.
Acertar as cargas, acrescentando electrões no membro com
excesso de carga
g +
6.
Acertar os electrões captados e libertados multiplicando as
semi--equações por um factor
semi
7.
Somar as semi
semi--equações membro a membro
Marília Peres
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Acerto de equações de Oxidação - redução
(meio alcalino)
1.
Escrever as semi-equações de oxidação e de redução
2.
Acertar os átomos em cada equação
q
excepto
p os de O e H
3.
Acertar os átomos de O, acrescentando iões OH-
4.
Acertar os átomos de H, acrescentando moléculas de H2O, por
cada átomo de H a acertar; adicionar o mesmo número de iões
OH- ao outro membro.
5.
Acertar as cargas,
g acrescentando electrões no membro com
excesso de carga +
6.
Acertar os electrões captados e libertados multiplicando as
semi-equações por um factor
7.
Somar as semi-equações membro a membro
Marília Peres
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1781
Luigi Galvani a partir de estudos,
realizados em coxas de rã
descobriu que músculos e células
nervosas eram capazes de produzir
electricidade, que ficou conhecida
como então como a electricidade
galvânica. Tal observação fez com
que Galvani investigasse a relação
entre a electricidade e a animação ou vida.
id P
Por iisso é atribuída
t ib íd a
Galvani a descoberta da
bioelectricidade.
Fonte:
http://www.codecheck.com/cc/HistoryOfEle
ctricity2.html
Marília Peres
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1800
Alessandro Volta desenvolveu a
pilha voltaica (comprovando que
para a produção de electricidade, a
presença de tecido animal não era
necessária), um predecessor da
bateria eléctrica. Volta determinou
que os melhores pares de metais
dissimilares para a produção de
electricidade eram zinco e prata.
Fonte:
http://www.codecheck.com/cc/HistoryOfEle
ctricity2.html
Marília Peres
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PILHAS ELECTROQUÍMICAS OU CÉLULAS GALVÂNICAS
Uma das aplicações mais úteis das reacções de oxidação-redução é a
produção de electricidade.
As pilhas electroquímicas,
também chamadas células
voltaicas ou células galvânicas,
são dispositivos capazes de
produzir energia eléctrica à
custa
t d
de uma reacção
ã de
d
oxidação-redução espontânea.
Adaptado de Texto Editores
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PILHAS ELECTROQUÍMICAS OU CÉLULAS GALVÂNICAS
As duas semi-reacções ocorrem em simultâneo; a transferência de electrões
do zinco para o cobre é feita localmente.
localmente
O fundamento de uma pilha
electroquímica é separar as semi-reacções
de oxidação e de redução, de modo que os
electrões circulem externamente através de
um fio condutor.
Nas pilhas:
Ânodo – eléctrodo negativo - Oxidação
Cátodo – eléctrodo positivo - Redução
Ponte Salina – migração dos iões
electroneutralidade das soluções
Adaptado de Texto Editores
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Fonte: http://www.youtube.com/watch?v=0oSqPDD2rMA
Ver também: http://www.youtube.com/watch?v=C26pH8kC_Wk
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NOTAÇÃO DE UMA PILHA OU DIAGRAMA DE PILHA
Na pilha de Daniell tem-se:
A pilha de Daniell (também chamada de célula
de Daniell) é uma pilha constituída de eléctrodos
de cobre e zinco interligados e respectivamente
imersos em solução de Cu2+ e Zn2+ . Foi
inventada pelo físico-químico britânico John
Frederic Daniell em 1836, um grande avanço
sobre a pilha de Volta utilizada até então, nos
primórdios da criação das baterias
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Na pilha de Daniell tem-se:
Nas Pilhas em que os reagentes são iões é necessário usar
eléctrodos sólidos e condutores – Platina e Grafite
Pt Red 1, Ox1
Ox 2, red2 Pt
Adaptado de Texto Editores
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O fluxo de electrões do ânodo para o cátodo é o resultado da existência de
eléctrodos
uma diferença de potencial eléctrico entre esses eléctrodos.
A diferença de potencial máxima obtida numa pilha chama-se potencial
da célula ΔECélula ou força electromotriz da pilha (f.e.m.) e corresponde à
diferença de potencial «em circuito aberto».
A ff.e.m.
e m funciona como uma força «impulsionadora» que «empurra» os
electrões produzidos no eléctrodo onde se dá a oxidação até ao eléctrodo
onde se dá a redução
Marília Peres
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A diferente tendência das várias espécies químicas para se oxidarem ou se
reduzirem pode ser deduzida através do potencial normal de redução
(p.n.r.),
(p n r ) ou potencial padrão,
padrão que revela quantitativamente o poder oxidante
de cada espécie. (1,0 mol/dm3 , 1,01x105 Pa; 298 K)
 O potencial padrão de redução, ou E0, mede a tendência relativa de uma
espécie para se reduzir (aceitar electrões)
Para conhecer o potencial padrão de uma semi
semi-célula,
célula, liga
liga-se
se esta ao
eléctrodo padrão de hidrogénio e mede-se a d.d.p..
ΔE º
Célula
= E º Cátodo – E ºânodo
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Tendência dos metais para se oxidarem.
Reactividade crescente:
maior tendência
dos
metais
para
se
oxidarem,
maior poder
oxidarem
redutor dos metais.
Reactividade crescente:
maior tendência dos iões
para se reduzirem, maior
poder oxidante
dos iões.
12ºQ – Texto Editores
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Eléctrodo padrão de hidrogénio - EPH
E0 (H+ / H2) = 0,00 V
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Medição do potencial padrão de redução
(com o eléctrodo padrão de hidrogénio)
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A f.e.m. de uma pilha, nas condições padrão (E0pilha), pode calcular-se pela
diferença entre o p.n.r. da espécie que se reduz na reacção directa e o p.n.r.
da espécie que se reduz na reacção inversa.
inversa
Neste caso, temos: E0pilha = 0,34 – (–0,40) = 0,74 V
A f.e.m. de uma pilha pode ser
entendida como a diferença de
potencial (d.d.p.) produzida entre os
dois eléctrodos.
Adaptado de Texto Editores
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Espontaneidade das reacções de Oxidação
Oxidação--Redução
A f.e.m. de uma pilha ou tensão da pilha (ou célula electroquímica) pode
ser calculada a partir dos potenciais padrão de redução.
E°cel = E°cátodo - E°ânodo
Ou de um modo mais simples a reação é espontânea no sentido directo se
a espécie que sofre redução apresenta o maior valor de potencial padrão
de redução.
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Equação de Nernst
Q – quociente da reacção redox
n – número de eletrões
Adaptado de Rosa Pais
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1 - Represente o diagrama desta pilha.
2 - Calcule a sua f.e.m. (condições padrão)
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Pilhas primárias – São células galvânicas com os reagentes selados dentro
g depois
p
de um invólucro. Como não se p
podem recarregar,
de gastas não podem voltar a ser usadas.
Pilhas secundárias ou acumuladores – podem recarregar-se se forem
ligadas a uma corrente eléctrica, podendo ser usadas
de novo.
Pilh
Pilhas
d combustível
de
b tí l – São
Sã
pilhas
ilh
cujos
j
reagentes devem
d
ser
constantemente renovados e os produtos
constantemente removidos.
Pilhas de concentração – São pilhas cujas semi-células são constituídas pelo
mesmo material, mas cujos iões em solução têm
concentrações diferentes.
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