2 e

Pilhas comerciais
Pilha seca (pilha de Leclanché)
O
recipiente
é
constituído
de
Zn,
atuando
como
ânodo.
Há um papelão poroso que separa o zinco dos demais materiais. O eletrodo
central é de grafita, e atua como cátodo. Existe uma pasta úmida que fica entre
os eletrodos que apresenta ZnCl2 e NH4Cl.
O cátodo é envolvido por uma camada de MnO2
A voltagem fornecida por essa pilha é 1,5V.
Semi reações:
Zn  Zn2+ + 2e2MnO2 + H2O + 2e-  Mn2O3 + 2OHNH4+ + OH-  NH3 + H2O
A amônia se acumula ao redor do bastão de
grafite, agindo como uma camada isolante,
reduzindo a voltagem da pilha.
A pilha cessará quando todo MnO2 for consumido.
Pilha alcalina
É um aprimoramento da pilha de leclanché.
É uma pilha seca de Zn e MnO2, a solução eletrolítica é base forte
(KOH). (Em leclanché utiliza-se NH4Cl e ZnCl2)
Sua voltagem também é de 1,5V, porém sua duração é cinco vezes
maior que a pilha seca de Leclanché.
- KOH não forma uma camada isolante
-O zinco não fica muito tempo exposto
ao meio ácido (NH4+)
Pilha de lítio
O ânodo é feito de metal lítio e o cátodo é de MnO2 ou cloreto
de sulfurila (SOCl2).
As pilhas de lítio apresentam uma alta voltagem: 3,4V.
Pilhas recarregáveis
As pilhas não-recarregáveis, que são aquelas utilizadas uma vez e
depois são descartadas, estas são chamadas de pilhas primárias.
Nessas pilhas os materiais de oxidação e de redução não permanecem
no ânodo e no cátodo, por isso é impossível reverter a situação.
As pilhas recarregáveis são aquelas que depois de utilizadas pode ser
recarregadas e utilizadas novamente, estas são chamadas de pilhas
secundárias.
Nessas pilhas os materiais de oxidação ficam no ânodo e os materiais
de redução permanecem no cátodo, sendo possível inverter as
reações.
Corrosão
É um processo resultante da ação do
meio sobre um determinado material,
causando sua deterioração.
É um fenômeno que está associado à ferrugem que é
aquela camada de cor marrom-avermelhada que geralmente se
forma em superfícies metálicas.
A ferrugem nada mais é do que o desgaste sofrido pelas
construções que representam os sinais de reações químicas.
Este fenômeno não ocorre somente com metais mas também
com outros materiais dentre eles os polímeros orgânicos, o
concreto, eletrodomésticos, grades, instalações industriais,
automóveis, etc.
Formação da Ferrugem
Reação anódica (oxidação): Fe ---> Fe2+ + 2e–
Reação catódica (redução): 2H2O + 2e– ---> H2 + 2OH– (2)
(1)
Neste processo, os íons Fe2+ migram em direção à região catódica,
enquanto os íons OH - direcionam-se para a anódica.
Em uma região intermediária, ocorre a formação do hidróxido
ferroso:
Fe2+ + 2OH– ---> Fe (OH)2 (3)
3Fe(OH)2 ---> Fe3O4 + 2H2O + H2 (4)
Em meio com baixo teor de oxigênio, o hidróxido ferroso sofre a
seguinte transformação:
3Fe(OH)2 ---> Fe3O4 + 2H2O + H2 (4)
Caso o teor de oxigênio seja elevado
2Fe(OH)2 + H2O + 1/2O2 ---> 2Fe(OH)3 (5)
2Fe(OH)3 ---> Fe2O3.H2O + 2H2O (6)
Produto final da corrosão (ferrugem):
Fe3O4 (coloração preta)
Fe2O3.H2O (coloração alaranjada ou castanho- avermelhada).
Ataque do concreto por agente externo
Essa corrosão também afeta a estabilidade e durabilidade
das estruturas, sendo muito rápida e progressiva.
Fatores:
mecânicos (vibrações e erosão),
físicos (variação de temperatura),
biológicos (bactérias) ou
químicos (em geral ácidos e sais).
Como minimizar os efeitos da corrosão?
Os processos mais empregados para a prevenção da corrosão
são a proteção catódica e anódica, os revestimentos e os
inibidores de corrosão.
A proteção catódica é a técnica que transforma a estrutura
metálica que se deseja proteger em uma pilha artificial,
evitando, assim, que a estrutura se deteriore (Dutra e
Nunes,1987).
A proteção de uma superfície metálica
Um procedimento possível para proteger o ferro da
corrosão em ambientes nos quais estejam exposto à agua e a
O2 é a galvanização.
Galvanizar o ferro ou o aço consiste em revesti-lo com
zinco metálico (como se fosse uma fina camada de tinta) para
evitar sua corrosão.
O zinco foi escolhido por ser um redutor mais forte que o ferro.
Zn2+ + 2e-  Zn Eo = -0,76V
Fe2+ + 2e-  Fe
Eo = -0,44V
O zinco também atua, com relação ao ferro, como se fosse o
ânodo de uma pilha.
Se o ferro galvanizado fosse “riscado” e exposto ao ar e a
umidade, ele estaria sujeito a ser oxidado a Fe2+. Este seria
imediatamente reduzido pelo zinco, impedindo o aparecimento
da ferrugem.
Zn(s) + Fe2+(aq)  Fe(s) + Zn2+(aq)
Como o Zn tem mais facilidade para se oxidar ( pois tem
menor Eored) ele tende a se oxidar preferencialmente, mesmo
que o Fe esteja exposto.
Se a película protetora de Zn for danificada e o
ferro estiver exposto, o Zn atuará como metal de
sacrifício, ou seja, um metal propositadamente
colocado em contato com o ferro para que seja
oxidado em lugar dele, preservando-o.
O escurecimento de um objeto de prata se deve à
formação de uma película de Ag2S, na qual a prata está oxidada
(Ag+). A limpeza pode ser reduzindo-se Ag+ a Ago.
4 Ag (s) + 2H2S (g) + O2 (g)  2 Ag2S (s) + 2 H2O (l)
Talher
Poluente do ar
depósito preto
Para limpeza, utiliza-se pastas ou soluções que apresentem
alumínio em pó.
Eo red Al3+/Alo  -1,68V
Eo red Ag+/ Ago  +0,80V
ELETRÓLISE
Pode-se dizer que
ELETRÓLISE
é o fenômeno de decomposição de uma
substância pela ação de uma
CORRENTE ELÉTRICA
A eletrólise ocorre com soluções onde existam íons
ou
com substâncias iônicas fundidas
GERADOR
corrente elétrica pelo
ELÉTRONS
faz passar uma
+
–
ELÉTRONS
Uma fonte de energia
recipiente contendo a
solução, ou a
+
–
substância fundida,
provocando a reação
química e liberando as
espécies finais nos
eletrodos
ÂNIONS
CÁTIONS
Podemos dividir a eletrólise em
ÍGNEA e AQUOSA
ELETRÓLISE ÍGNEA
Ocorre com a substância iônica na
fase líquida (fundida)
ELETRÓLISE AQUOSA
Ocorre quando o eletrólito
se encontra dissolvido na ÁGUA
Na eletrólise
o pólo negativo é o cátodo
e o pólo positivo o ânodo.
ELÉTRONS
–
ELÉTRONS
+
GERADOR
+
–
ÂNIONS
CÁTIONS
No pólo negativo (cátodo)
os cátions
recebem elétrons
(sofrem redução)
e descarregam.
C
x+
+
x
e-
C
No pólo positivo (ânodo)
os ânions
perdem elétrons
(sofrem oxidação)
e descarregam.
A
x–
x
e-
A
Eletrólise ígnea do
CLORETO DE SÓDIO ( NaCl )
No estado fundido teremos os íons
sódio (Na+) e cloreto (Cl–)
+ 2 e –  2 Na
Pólo negativo: 2 Na+
2 Cl – – 2 e –  Cl2
Pólo positivo:
Reação global:
2 Na+ + 2 e
2 Cl
–
–
– 2 e–
 2 Na
 Cl2
2 NaCl  2 Na + Cl2
01) No cátodo de uma célula de eletrólise sempre ocorre:
a) deposição de metais.
b) uma semi-reação de redução.
c) produção de corrente elétrica.
elétrons
e) corrosão química.
GERADOR
elétrons
d) desprendimento de hidrogênio.
-
+
cátodo
ânodo
C
x+
+
x
e-
+
-
ânions
cátions
C
02) A eletrólise de cloreto de sódio fundido produz sódio
metálico e gás cloro. Nesse processo, cada íon:
a) sódio recebe dois elétrons.
b) cloreto recebe um elétron.
c) sódio recebe um elétron.
d) cloreto perde dois elétrons.
e) sódio perde um elétron.
Na + Cl –
Pólo negativo: 2 Na+
Pólo positivo: 2 Cl
–
+ 2 e –  2 Na
– 2 e –  Cl2
03) O alumínio é obtido industrialmente pela eletrólise ígnea
da alumina (Al2O3). Indique a alternativa falsa:
a) O íon alumínio sofre redução.
-
+
c) O alumínio é produzido no cátodo.
d) O metal alumínio é agente oxidante.
elétrons
b) O gás oxigênio é liberado no ânodo.
elétrons
GERADOR
cátodo
ânodo
+
-
ânions
cátions
e) O íon O2- sofre oxidação.
Al
+3
–2
2 O3
Pólo negativo: 2 Al+3 + 6 e
Pólo positivo:
3O
–2
–

2 Al
– 6 e –  3/2 O2
Na eletrólise aquosa teremos a presença de
“ DOIS CÁTIONS “ e “ DOIS ÂNIONS “
Neste caso teremos que observar a
“ ORDEM DE DESCARGA DOS ÍONS ”
Facilidade de descarga em eletrólise aquosa
Na descarga do H + ocorre a seguinte reação:
2 e -
2 H+ +
H2
Na descarga do OH - ocorre a seguinte reação:
2 OH
–
–
2 e
–
H2O + 1/2 O2
Eletrólise aquosa do NaCl
ionização da água :
dissociação do NaCl :
H2O  H+
+
OH
NaCl  Na+
+
Cl
No ânodo (pólo positivo)
o Cl – tem prioridade diante do OH
2 Cl
–
2 e –  Cl2
No cátodo (pólo negativo)
o H+ tem prioridade diante do Na+
2 H+
+ 2 e
–
 H2
–
–
–
ÂNODO : 2 Cl – – 2 e –  Cl2
CÁTODO : 2 H + + 2 e –
 H2
ficam na solução os íons Na+ e OH
tornando a mesma básica
devido á formação do NaOH
–
ELETRÓLISE AQUOSA DO NaCl
ELÉTRONS
GERADOR
ÂNODO
+
–
Na
–
H+
Cl –
+
OH
–
2 Cl – – 2 e –  Cl2
2 H + + 2 e –  H2
CÁTODO
–
+
Na OH
Cl
ELÉTRONS
–
+
H
+
A solução final
apresenta
caráter básico,
devido à formação do
NaOH
Eletrólise aquosa do CuSO4
Ionização da água
H+
H2O
2 OH – –
+ OH
2 e-
–
H2O + 1/2 O2
Dissociação do CuSO4
CuSO4
Cu
2+
Cu
+
2 e-
2+
+ SO4
2–
Cu
+ e SO4 2 –
Ficam
na
solução
os
íons
H
No
ânodo
(pólo
positivo)
a
oxidrila
tem
No cátodo (pólo negativo) o íon cúprico
tem
tornando
a mesma
ácida
devido
á
prioridade
diante
do do
sulfato
prioridade
diante
H+
formação do H2SO4
01) Quando se faz passar uma corrente elétrica através de uma
solução aquosa de iodeto de potássio pode-se verificar que:
a) ocorre migração de K+ para o ânodo e I – para o cátodo.
b) ocorre migração do H+ para o cátodo e I – para o ânodo.
c) a solução torna-se ácida devido à formação de HI.
d) a solução permanece neutra devido à formação de H2 e I2.
e) há formação de I2 no cátodo.
ionização da água :
H2O
dissociação do KI :
KI
Pólo negativo:
(cátodo)
2 H
Pólo positivo:
(ânodo)
2 I –

H
+ OH
OH––
+
 K
K++ +
I
–
+ +
2 e–
 H2
– 2 e–
 I2
Ficam na
solução
02) Na eletrólise de uma solução aquosa diluída de ácido
sulfúrico:
a) Quais são os gases produzidos?
Ionização da água:
H2O
H + + OH –
Ionização do ácido sulfúrico:
H2SO4
Pólo negativo: 2 H +
(cátodo)
Pólo positivo:
(ânodo)
2 OH –
–2
2 H + + SO4
+ 2 e–  H2
– 2 e –  1/2 O2 + H2O
b) O que ocorre com a concentração da solução?
A solução vai ficando CONCENTRADA em H2SO4
c) Escreva a equação global.
2 H + + 2 OH –  H2 + ½ O2 + H2O