QUÍMICA

Prof ª. Giselle Blois

Transformações Químicas e Energia

Eletroquímica: Oxirredução, Potenciais Padrão de Redução, Pilha, Eletrólise e Leis de Faraday - Parte 5

Eletroquímica: Oxirredução, Potenciais Padrão de Redução, Pilha, Eletrólise e Leis de Faraday

Considerações termodinâmicas:

ΔG = ΔH – T . ΔS

Reação é espontânea: ΔG < 0

* A energia livre de Gibbs representa o trabalho útil que a

reação fornece; na pilha representa a energia ou o trabalho

elétrico que a mesma produz.

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Considerando que para cada trabalho liberado (W

positivo) a reação estará perdendo energia (ΔG negativo):

ΔG = - W

W = Q . ΔE

W = trabalho elétrico

Q = carga total que passa pelo circuito

ΔE = ddp da pilha

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Para a Física, podemos calcular que a carga Q, devida à

passagem de 1 mol (6,02.1023) de elétrons pelo circuito, é

96500C, aproximadamente. Este é denominado de faraday

e simbolizado por F.

Na passagem de n elétrons teremos:

W = n . F . ΔE

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Como:

ΔG = - W

Então:

ΔG = - n . F . ΔE

* Em condições padrão (1M e 25°C): ΔG° = - n . F . ΔE°

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Exemplo 1: Pilha de Daniell

Zn0 + Cu2+ Zn2+ + Cu0

n = 2 mols de elétrons que passam do Zn para o Cu2+

ΔE° = + 1,10V

ΔG° = - n . F . ΔE° = - 2 . 96500 . 1,10 = - 212300 J/mol

ΔG° = - 212,3 kJ/mol

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Vale lembrar que: 1 cal = 4,18 J

ΔG° = - 212300 / 4,18 = - 50789 cal/mol

ΔG° = - 50,8 kcal/mol

* A reação de funcionamento ou de descarga da pilha é

espontânea.

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Exemplo 2:

Como o eletrodo padrão de hidrogênio é zero, pode-se

simplificar a fórmula para:

ΔG° = - n . F . E°

e assim ser aplicada a qualquer das semirreações que

aparecem na tabela dos potenciais de eletrodo.

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Exemplo: Pilha de Daniell Zn0 + Cu2+ Zn2+ Cu0

Q = [Zn0]/[Cu2+]

[Zn0] = [Cu2+] = 1

log Q = 0

ΔE = ΔE°

ΔE = ΔE° = + 1,10 V

log x = a ba = xb

Qualquer número elevado a zero = 1

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Aplicações da Equação de Nernst:

1) Determinação eletroquímica do pH de uma solução;

2) Determinação do produto de solubilidade (Kps ou Ks)

de um sal;

3) Ser aplicada às semirreações que aparecem na Tabela

de Potenciais Padrão de Eletrodo;