Pilhas
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Chegou a hora de falar sobre as pilhas gente, o estudo de pilhas é um ramo da eletroquímica eletroquímica.
Está diretamente ligado à oxirredução.
Porque porque na eletroquímica a gente estuda exatamente a transferência de elétrons?
Mas a gente vai faz sobre pilhas agora certo?
Então ele só esse aqui, uma pilha comercial não é ela tem um papel negativo, ela tem um polo positivo e entre entre esses polos existe uma diferença de potencial.
Se a gente fosse colocar essa pilha bem montadinha no estilo Químico a gente, teria isso aqui.
Olha só que bacana isso aqui é mais ou meio a mesma coisa dessa pilha mas agora para a gente na química gente vai analisar a pilha como sendo isso aqui E agora eu preciso passar para vocês algumas coisas que são muito importantes de você saber para desenhar uma pilha entre uma pilha química.
O que eu preciso que vocês saibam?
Olha só eu desenhei dois becker s aqui está vendo então esses aqui são os beckers isso aqui, azulzinho é uma solução e em rosa, uma solução diferente eu coloquei essa ligação entre os dois eletrodos, Então vou começar colocar vários nomes aqui vai anotando eu vou coloca aqui no cantinho eletrodos.
Eletrodos são pedaços sólidos de algum metal ou alguma outra coisa que a gente quiser que vão estar mergulhados em solução.
Esses eletrodos vão estar conectados por um fio a uma alguma coisa que a gente consiga medir a diferença de potencial dessa pilha.
Beleza Em um Becker vai estar acontecendo uma oxidação em outro becker já está acontecendo uma redução, mas assim vai para pensar, mas uma reação de óxido redução tem que acontecer concomitantemente não tem como só uma pessoa uma pessoa, mas não tem só como uma molécula perder elétron não ir pro lugar nenhum.
E não tem só como uma molécula ganhar elétron e não ir para lugar nenhum ou chegar de lugar nenhum.
Exatamente isso que acontece essa esse carinho.
Esse fiozinho aqui permite uma passagem de elétrons assim esse cara aqui vai ser oxidado vai passar elétrons esse cara aqui vai ser reduzida opa!
Já determinei alguma coisa aqui certo?
Primeiro toda determinando o lado que vai acontecer.
Uma oxidação então escrever aqui oxidação.
Esse lado em que ocorre a oxidação é chamado de ânodo ou ânodo tanto a faz só nomenclatura ânodo ou anodo.
O ânodo é o lugar da pilha em que acontece uma oxidação.
Esse ânodo ele vai ter vai caracterizar então o polo negativo da pilha.
Beleza bom Logo esse outro lado vai acontecer uma redução certo.
Como acontece uma redução, ele ficou determinado como cátodo ou catodo tanto a faz logo se o ânodo é o polo negativo.
O cátodo é o polo positivo da pilha beleza bom esse aqui está oxidando ele está perdendo elétrons cátodo, está ganhando logo o nosso fluxo de elétrons.
a gente tem que desenhar uma pilha mostra de onde sai para onde chega exatamente assim que a gente tem que mostrar um fluxo de elétrons beleza, então tá coisas as principais aqui agora, lembrando da física que a corrente desse cara aqui vai fluir contra o nosso fluxo de elétrons logo após se colocar essa sete aqui para mostrar a corrente fluindo bom estavam, falamos várias coisas aqui certo?
Agora vamo prestar atenção nesse cara aqui específico essa molécula que vai sofrer uma oxidação gente.
Se essa molécula vai ter vamo pegar um exemplo aleatório, deixa eu pensar zinco eu vou falar que escalar aqui zinco vou até apagar essa parte equipe eletroquímica para não ficar cheio de coisa estou falando que zinco vai oxidar logo ele era zinco zero.
A semi-reação de redução dele vai para zinco dois mais, mais dois elétricos certo ele perdeu elétron, o zinco que era sólido, virou um íon logo esse íon sai dessa placa sólida e vem para solução tá bom.
Por isso vai acontecer uma coisa que a gente chama de corrosão, porque essa
placa conforme o tempo foi passando vai ficando menor porque zinco que era sólido agora está quem cair entre aspas e vindo para a solução como cinco, dois mais ia ali no outro lado.
O que será que acontece?
Pensando no cobre vem numa semi-reação de redução do cobre.
A gente tem cobre dois mais ganhando dois elétrons virando cobre zero certo, então esses elétrons que o zinco perdeu vão passar pelo eletrodo de cobre.
Assim o que vai acontecer a gente tinha cobre aqui em solução A gente ganhando dois elétron começou a formar cobre sólido, então o que vai acontecer é que esse eletrodo vai começar a aumentar isso a gente chama de deposição porque o cobre que estava em solução íon de cobre, agora sólido vai ser depor em cima desse eletrodo beleza tá bom a gente foi de muita coisa, mas agora tem isso aqui que eu não falei será que é isso?
Isso é que é chamada deixa puxar uma seta de ponte salina ponte porque ele faz uma ligação entre esses dois lugares, não uma ligação química.
Mais uma ligação física mesmo ele conecta esses dois lugares e salina porque dentro dessa ponte vai haver algum sal vou até colocar de outra cor aqui para gente um não confundir vai ter alguns sais aqui qual que.
A função desse sal lembra que um sal é formado por um ânion e por um cátion certo vou chamar de A mais e B menos.
Não, vamos pegar um sal real vamo pegar o NaCl então a gente tem um sal de NaCl onde Na é positivo e o cloro é negativo.
O que essa ponte salina faz?
Ela tem a função de manter um equilíbrio entre as soluções, porque a gente pilha nada mais é do que um equilíbrio.
A nossa pilha comercial quando ela acaba não quer dizer que ela acabou quer dizer que o que estava acontecendo aqui de redução e oxidação chegou numa velocidade em que acontece.
Da mesma forma acontece numa mesma velocidade, então chegou num ponto em que a oxidação e a Redução acontece, acontecem na mesma velocidade por isso a nossa pilha não funciona mais beleza.
Agora, se a gente recarrega uma pilha, quer dizer que a gente está alterando esse equilíbrio, logo ela volta a funcionar o que acontece então com a nossa ponte salina e que esse sal vai ter função de manter o equilíbrio nas soluções, agora pensa comigo.
Eu tinha zinco zero e tô formando zinco dois mais esse zinco dois mais está vindo para a solução.
Essa solução está ficando com muita carga positiva.
Logo o cloro vai tender vir para cá para equilibrar essa solução.
Já o sódio vêm para cá contrário.
Porquê?
Porque aqui que está acontecendo é que a gente está tirando cargas positivas dessa solução para depor em cima do eletrodo?
Então para manter um equilíbrio, o sódio vêm para cá beleza tá bom isso aqui, um esquema de uma pilha é muito comum, provas exercícios próprios, livros mesmo, mostrarem e cobrarem um esquema de pilhas de vocês.
Então é exatamente isso aqui.
Tudo o que a gente falou que vocês têm que saber, tá bom, mas agora vou passar mais alguns conceitos de pilha.
Para vocês, fica tranquilo, não é difícil Olha só uma pilha tem um potencial potencial.
Essa diferença de potencial aqui ia gente chama esse potencial de ddp.
Toda a pilha.
Até mesmo comercial tem uma, ou seja, uma diferença de potencial.
Esse potencial ele é determinado com base na diferença de potencial padrão, ou seja, já medido de reações de oxidação e redução.
Como foram medidos isso esses potenciais eles foram determinados com base em um eletrodo de hidrogênio.
A gente determinou arbitrariamente que o eletrodo de hidrogênio teria um potencial de redução igual a 0 potencial de redução a força com que aquela aquela reação tem de acontecer.
Logo foi determinado que o hidrogênio um eletrodo de hidrogênio meio que está lá inerte.
A partir daí a gente foi determinando uma semi-reação de cobre, por exemplo, de zinco de cobalto, Enfim, tudo o que a gente conhece a gente foi determinando potenciais padrão de redução beleza.
Existe uma tabela, existem várias tabelas, na verdade que vão te dar várias semi-reação de redução e você vai encontrar o potencial padrão de redução nessa tabela.
Beleza calma que tem mais um pouquinho.
É preciso que vocês saibam que numa pilha a espécie que reduz a chamada de agente oxidante, vocês vão ver isso com muita frequência porque ele chama agente Ocidente, porque quem reduz é que força o outro a oxidar e vice versa, ou seja, a espécie que oxidar é um agente redutor e quem força a outra espécie a reduzir isso aqui é só nomenclatura esta não.
Se não se incomode com isso, quando a gente precisa usar isso, como se encontrar com isso, você já vai saber que o agente redutor é o cara aqui oxidar e o agente oxidante é o que reduz?
Falamos bastante coisa agora, Como fazer algum cálculo de pilha?
Isso é fácil vou dar um exemplo aqui para vocês vão pegar duas semi-reação.
Então vai escrever aqui para vocês uma semi-reação de prata, mas mais um elétron formando prata zero e eu sei pela tabela de potencial padrão de redução que o potencial dela é de oito zero vírgula oito Volts sempre dado em volts agora também tem uma outra semi-reação que é de cobre dois mais mais dois elétron formando cobre 0.
Eu sei que o potencial padrão de redução é igual a zero virgula trezentos e quarenta volts E aí eu te pergunto quem aqui oxida e quem aqui reduz se eu fizer uma pilha onde você vai colocar prata onde você vai colocar o cobre bom, como você vai fazer isso?
Você vai olhar para o potencial de redução o potencial padrão de redução e meio que a força daquele daquele, daquela reação, de reduzir logo o que tiver o maior, O potencial é o que vai reduzir.
Por isso esse cara que está reduzindo vai forçar com que o cobre oxide.
Então agora, escrever aqui ou nesse caso o cobre vai oxidar.
Por isso, o que eu preciso fazer eu preciso inverter essa equação, porque essa semi-reação é de redução se eu só inverto.
Eu coloco o cobre zero para cá e o cobre dois mais dois elétrons para cá eu estou mostrando uma reação de oxidação.
Então eu vou pegar a pagar isso aqui e reescrever com uma semi-reação de oxidação, Então vai escrever cobre zero vai para cobre dois mais mais dois elétron.
Agora eu sei qual que é a equação global que vai acontecer na minha pilha, mas olha só eu tinha um potencial padrão de redução certo.
O meu potencial padrão de oxidação nada mais é do que o inverso.
Logo, o sinal fica negativo.
Beleza Agora a gente vai montar equação global gente para gente monta equação global a gente soma essas duas Como eu vou somar simplesmente somando, sabe que precisa ficar atenta é que meus elétron número de elétrons têm que ser igual.
Por isso eu tenho que pegar equação e multiplicar por dois se eu multiplico por dois eu consigo soma de isso facilmente e aqui vou ter que cobre zero, mais duas dois Ag mais formando duas pratas zero mas cobre dois mais essa é a minha equação global da pilha E como fica o meu potencial padrão então da pilha?
É só pegar esses dois soma de então fica zero vírgula oito mais menos zero vírgula trezentos e quarenta.
Isso é que eu vou ter um papel potencial x de zero virgula quatrocentos e sessenta volts beleza Então coisa que você tem que saber o potencial padrão total da célula escrevê C de célula vai ser o meu potencial padrão de redução, mas o meu potencial padrão de oxidação isso é uma coisa que tem que estar dentro do seu coração.
Você precisa saber isso para resolver qualquer tipo de exercício de pilhas, beleza juro que está acabando rapidinho.
Uma pilha gente é um processo, é um processo espontâneo, ou seja, a gente colocar dois dois reagente.
A gente vai ter um processo de oxirredução logo a gente tem que saber que para uma pilha o potencial da célula tem que ser maior que zero.
Olha só uma coisa lembra que eu falei em outras aulas que o delta G sempre mede a espontaneidade, então a gente pode determinar espontaneidade dela aqui como delta G padrão vai ser menos F padrão.
Então olha só se o meu E padrão sim, meu potencial padrão é menor que zero.
Logo meio data é menor do que zero.
Isso caracteriza um processo espontâneo.
Se o meu potencial padrão da célula é menor do que zero o meu delta G e maior que zero, esse é um processo não espontâneo, lembrando então que delta G e delta G padrão mais RT ln de que a gente tem isso aqui que delta G padrão é igual a menos n F vezes o potencial padrão da célula.
Eu posso só pegar isso aqui substitui isso aqui, então eu voltei n F E porque porque eu estou falando que delta G pode ser menos n vezes vezes F vezes E delta G padrão é igual a menos n vezes F E padrão então padrão, eu posso cortar isso aqui e dividido isso aqui por n F então vai ficar E é igual a E padrão menos RT sobre n F ln de Q Essa é uma forma muito importante também chamada de equação de Nerst.
Nele beleza, gente isso aqui, O que vocês precisam saber sobre pilha.