Electroquímica é a disciplina que estuda a relação entre a electricidade e as reacções químicas, em particular as reacções de oxidação redução. Nestas reacções ocorrem transferências de electrões de um elemento (agente oxidado, e por tanto redutor) para outro (agente reduzido, e portanto oxidante), havendo consequentemente mudanças dos números de oxidação dos átomos envolvidos. Se as semi-reacções forem separadas, os electrões ao serem transferidos de um elemento para outro, podem ser obrigados a passarem por um circuito externo - fio condutor - originando uma corrente eléctrica (que no fundo não passa de um fluxo de electrões).
Numa pilha distingue-se duas zonas distintas, o ânodo ou pólo negativo, onde se libertam electrões numa semi-reacção de Oxidação e o cátodo ou pólo positivo, onde esses mesmos electrões são captados, numa semi-reacção de redução. O ânodo e o cátodo são os eléctrodos da pilha, e estão mergulhados numa solução electrolítica, normalmente de um sal do próprio eléctrodo. Podem ainda existir eléctrodos inertes, que como o próprio nome indica não participam na reacção, mas que servem para estabelecer a ligação dos electrões ao outro pólo da pilha, quando o elemento reduzido e/ou oxidado estão no estado aquoso.
Para que a pilha funcione é necessário construir uma ponte salina, um tubo em U contendo uma solução condutora, que fecha o circuito e mantêm a electroneutralidade das soluções electrolíticas, uma vez que a solução electrolítica do cátodo tende a tornar-se mais negativa por redução do catião em solução e a solução electrolítica do ânodo tende a tornar-se mais positiva por oxidação do ânodo e consequente libertação do catião. Deste modo os catiões e os aniões dissociados presentes na ponte salina movimentam-se, respectivamente, para a solução electrolítica do cátodo e do ânodo.
Convencionou-se representar uma pilha pela seguinte notação ou diagrama:
Faraday estabeleceu duas leis, relacionando a electricidade com as reacções redox:
1ª Lei de Faraday:
“A massa de uma substância electrolisada é directamente proporcional à quantidade de energia eléctrica (Q) que atravessa a solução”
M = k1. Q ou m = k1. I . t, pois Q=I.t.
2ª Lei de Faraday:
“A mesma quantidade de electricidade irá depositar massas (m) de substâncias diferentes, que serão proporcionais aos respectivos equivalentes – grama (E) de oxidação redução”
M = k2 . E
Fontes:
Dantas, M. C. e Ramalho, M. D. (2009). Jogo de Partículas. Química 12ºAno. 1ª edição. Texto Editores. Lisboa
Electroquímica. Consultado em 21/10/2009 em http://www.scribd.com/doc/16600272/Eletroquimica
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