Eletroquímica

Pilha

Pilha é qualquer dispositivo no qual uma reação de oxirredução espontânea produz corrente elétrica.
Cátodo é o eletrodo no qual há redução (ganho de elétrons). É o pólo positivo da pilha.
Ânodo é o eletrodo no qual há oxidação (perda de elétrons). É o pólo negativo da pilha.
Os elétrons saem do ânodo (pólo negativo) e entram no cátodo (pólo positivo) da pilha.

Representação convencionada pela IUPAC

Exemplo: Pilha de Daniell → Zn/Zn²⁺//Cu²⁺/Cu

Eletrodo padrão

Eletrodo padrão é aquele no qual as concentrações das substâncias em solução é igual a 1 mol/L e a temperatura é de 25°C.
No caso de um gás participar do eletrodo, sua pressão deve ser igual a 1 atm.
Por convenção, o potencial padrão de eletrodo do hidrogênio é igual a zero e o seu potencial padrão de redução é igual a zero:

A IUPAC eliminou o termo potencial de oxidação. Sempre deve ser usada a expressão potencial de redução.
A medida do potencial padrão de redução de um dado eletrodo padrão é feita medindo-se a ddp de uma pilha padrão na qual uma das semipilhas é um eletrodo padrão de hidrogênio e a outra é o eletrodo padrão cujo E⁰red se quer medir.

• Quanto maior for o E0red, mais fácil será a redução e mais forte será o oxidante.
• Quanto menor for o E0red, mais difícil será a redução e mais fraco será o oxidante.
• Quanto maior for o E0red, mais difícil será a oxidação e mais fraco será o redutor.
• Quanto menor for o E0red, mais fácil será a oxidação e mais forte será o redutor.

Corrosão

Corrosão do ferro

Eletrólise

Eletrólise é uma reação de oxirredução não-espontânea produzida pela passagem da corrente elétrica.
Cátodo da cela eletrolítica é o eletrodo negativo, isto é, ligado ao pólo negativo do gerador. Nele ocorre sempre uma reação de redução.
Ânodo da cela eletrolítica é o eletrodo positivo, isto é, ligado ao pólo positivo do gerador. Nele sempre ocorre uma reação de oxidação.

Na eletrólise em solução aquosa de sais de metais alcalinos (Na+, K+…), alcalino-terrosos (Ca²⁺, Ba²⁺…) e de alumínio (Al³⁺), a descarga no cátodo não é a dos respectivos cátions, mas ocorre segundo a equação:
2H₂O + 2e– ⇒ H₂ + 2(OH)–
Nas eletrólises em solução aquosa e com ânodo inerte (Pt ou grafite) de sais oxigenados (SO₄^2-, NO₃^–, PO₄^3-…) não há a descarga dos respectivos ânions oxigenados, mas ocorre a descarga segundo a equação:
H₂O ⇒ 2H+ + ½O₂ + 2e–
O ânion F-, embora não seja oxigenado, comporta-se como os ânions oxigenados em relação à descarga no ânodo.
Nas eletrólises em solução aquosa com ânodo de metal não-inerte M (prata ou metal mais reativo que a prata), a descarga que ocorre no ânodo é segundo a equação:
M ⇒ M ^x+ + xe– 
Ag ⇒Ag⁺ + e– 
Cu ⇒ Cu²⁺ + 2e–
Purificação eletrolítica do cobre – Faz-se a eletrólise de CuSO₄ em solução aquosa usando como cátodo um fio de cobre puro e como ânodo um bloco de cobre impuro. Nesse processo, precipita a lama anódica que contém impurezas de Au, Ag, Pt, etc., da qual são posteriormente extraídos esses metais.
Galvanoplastia – Douração, prateação, niquelação, cromeação, etc., feitas por via eletrolítica.
Aplicações da eletrólise

• Obtenção de metais (Al, Na, Mg)
• Obtenção de NaOH, H₂ e Cl₂
• Purificação eletrolítica de metais
• Galvanoplastia