Resumo: Eletroquímica

Para representar uma pilha química, inicialmente desenhamos dois béqueres. Note que no béquer da esquerda tem uma solução rosa e no béquer da direita uma solução verde. Os eletrodos (parte de uma metal mergulhado na solução) estão conectados por um fio e inserimos um equipamento para medir a diferença de potencial $\left(ddp\right)$ da pilha, esse equipamento é um voltímetro.

No béquer da esquerda ocorre a oxidação e no béquer da direita uma redução. Lembre-se que as reações de oxidação e redução devem acontecer comitantemente. Assim, o fio permite uma passagem de elétrons.

O eletrodo que sofre oxidação é chamado de ânodo e se caracteriza como o polo negativo da pilha. No outro lado da pilha temos uma redução e chamamos o eletrodo de cátodo, sendo caracterizado como polo positivo da pilha.

Observação: O fluxo de elétrons da pilha vai do polo negativo para o polo positivo.

Toda pilha possui um potencial $E$, determinado através dos potenciais padrão ($E^ \circ$) dos reagentes:

$E_{pilha} = E^\circ_{maior} - E^\circ_ {menor}$

É possível calcular a espontaneidade da pilha $\left(\Delta G^\circ\right)$ sendo:

$\Delta G^\circ= -n \cdot F \cdot E ^\circ$

Onde $F$ é a constante de Faraday. Se $E ^\circ>0$ o processo é espontâneo.

A pilha possui um potencial no equilíbrio, calculado por:

$E= E ^\circ- \left( \dfrac{RT}{nF} \right) \ln Q$

2. Eletrólise

A eletrólise é um processo não espontâneo e acontece com uma indução por corrente elétrica, ou seja, é um processo contrário ao processo da pilhas (processo espontâneo).

Observação: Na eletrólise usamos energia elétrica para forçar o a ocorrência de uma reação, enquanto que na pilha reações químicas geram energia elétria.

Para representar a eletrólise usamos uma cuba eletrolítica, um cátodo e um ânodo:

Perceba que na eletrólise o cátodo, onde ocorre a redução, é o polo negativo. Enquanto, o ânodo, onde acontece a redução, é o polo positivo.

Na eletrólise aquosa, que ocorre em meio aquoso, ocorre uma "competição" entre cátions e ânions para a oxidação e redução. Para facilitar, existe uma ordem de preferência para sofrer eletrólise:

$\blacktriangleright$ cátions: Metais > $H^+$ > $3A$ > $2A$ > $1A$

$\blacktriangleright$ ânions: não oxigenados, $H_2SO_4$ > $OH^-$ > oxigenados, $F^-$

A eletrólise ígnea ocorre sem a presença de $H_2O$, logo não há competição entre cátions e ânions para sofrer oxidação e redução.

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