Transformações Químicas e Energia · Pilha, Eletrólise e Leis de Faraday Exemplo 2: Como o...
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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°
Eletroquímica: Oxirredução, Potenciais Padrão de Redução, Pilha, Eletrólise e Leis de Faraday
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;