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Química: 02. Físico-química > 05. Eletroquímica > Flashcards

05. Eletroquímica Flashcards

1
Q

<b>Reações do oxirredução</b>: o que são?

A
  • São as reações que envolvem a perda e o ganho de elétrons entre as substâncias participantes, ou seja, há transferência de elétrons. Com base nesse fluxo de elétrons, são construídas pilhas e baterias que geram energia elétrica.
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2
Q

<b>Eletroquímica</b>: o que é?

A
  • É o estudo das reações químicas que produzem corrente elétrica ou das reações que são produzidas pela corrente elétrica.
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3
Q

<b>Reações do oxirredução</b>: o que é oxidação?

A

<ul>
<li> É a perda de elétrons por um elemento químico;
</li><li> OxiDAR significa DAR elétrons, ↑ Nox.
</li></ul>

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4
Q

<b>Reações do oxirredução</b>: o que é redução?

A

<ul>
<li> É o ganho de elétrons por um elemento químico;
</li><li>REduzir significa REceber elétrons, ↓ Nox.
</li></ul>

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5
Q

<b>Reações do oxirredução</b>: o que é oxidante?

A
  • É o elemento ou substância que provoca oxidações (ele próprio se reduz).
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6
Q

<b>Reações do oxirredução</b>: o que é redutor?

A
  • É o elemento ou substância que provoca reduções (ele próprio se oxida).
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7
Q

<b>Cálculo de Nox</b>: substâncias simples?

A
  • O2, Cl2, N2, … é sempre igual a zero.
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8
Q

<b>Cálculo de Nox</b>: Nox fixos?

A 
<ul>
<li><b>Família IA</b>: Nox = +1;
</li><li><b>Família IIA</b>: Nox = +2;
</li><li><b>Família IIIA</b>: Nox = +3;
</li><li><b>Família IVA</b>: Nox = +4 ou -4;
</li><li><b>Família VA</b>: Nox = +5 ou -3;
</li><li><b>Família VIA</b>: Nox = +6 ou -2;
</li><li><b>Ag</b>: Nox = +1;
</li><li><b>Zn</b>: Nox = +2;
</li><li><b>Al</b>: Nox = +3;
</li><li><b>F</b>: Nox = +-1.
</li></ul>
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9
Q

<b>Cálculo de Nox</b>: hidrogênio e oxigênio?

A

<ul>
<li><b>H</b>: Nox = +1. Exceto nos hidretos metálicos, quando se junta com elementos da família IA ou IIA, que o seu Nox = -1.
</li><li><b>O</b>: Nox = -2 Exceto nos peróxidos (compostos binários: Na2O2, H2O2,...), que o seu Nox = -1.
</li></ul>

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10
Q

<b>Oxirredução</b>: Qual o critério para o seu balanceamento?

A

Tornar o número de elétrons cedidos pelo redutor igual ao número de elétrons recebidos pelo oxidante.

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11
Q

<b>Pilhas elétricas</b>: Qual a ideia geral?

A

É separar o oxidante do redutor de modo que o os elétrons sejam cedidos pelo redutor (quem oxidou) ao oxidante (quem reduziu) através de um fio condutor externo.

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12
Q

<b>Pilhas elétricas</b>: O que é?

A
  • É um dispositivo que transforma energia química em elétrica por meio da reação espontânea de oxirredução.
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13
Q

<b>Pilhas elétricas</b>: Escreva a semirreação de oxidação do Zn

A

Zn0 → Zn2+ + 2e-

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14
Q

<b>Pilhas elétricas</b>: Escreva a semirreação de redução do Cu

A

Cu2+ + 2e- → Cu0

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15
Q

<b>Pilhas elétricas</b>: Qual a notação da pilha de zinco e cobre?

A

Zn0 | ZN2+ || Cu2+ | Cu0

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16
Q

<b>Pilhas elétricas</b>: Caracterize o cátodo

A

<ol>
<li><b>Polo</b>: positivo - atrai elétrons;
</li><li><b>Reação</b>: redução, pois recebe elétrons;
</li><li><b>Agente</b>: oxidante - provoca a oxidação;
</li><li><b>Massa</b>: deposição;
</li><li><b>Concentração</b>: diminui, pois os íons da solução são atraídos pelo eletrodo.
</li></ol>

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17
Q

<b>Pilhas elétricas</b>: Caracterize o ânodo

A

<ol>
<li><b>Polo</b>: negativo - repele elétrons;
</li><li><b>Reação</b>: oxidação, pois cede elétrons;
</li><li><b>Agente</b>: redutor - provoca a redução;
</li><li><b>Massa</b>: corrosão;
</li><li><b>Concentração</b>: aumenta, pois os átomos do eletrodo se ionizam e se soltam.
</li></ol>

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18
Q

<b>Pilhas elétricas</b>: Qual a função da membrana porosa?

A

Impedir a mistura das soluções e permitir a passagem dos íons, de modo a manter suas concentrações constantes.

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19
Q

<b>Pilhas elétricas</b>: O que é potencial de redução?

A
  • É a capacidade que determinado composto ou elemento tem de sofrer redução, sua capacidade de receber elétrons.
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20
Q

<b>Pilhas elétricas</b>: Potencial de redução - qual o padrão de referência?

A

É o padrão hidrogênio, 0 V.

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21
Q

<b>Pilhas elétricas</b>: Potencial de redução - como é utilizado?

A

<ul>
<li>Quem tiver o maior potencial, reduz (oxidante);
</li><li>Quem tiver o menor, oxida (redutor);
</li><li> Quem está acima, oxida (redutor);
</li><li> Quem está abaixo, reduz (oxidante).
</li></ul>

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22
Q

<b>Pilhas elétricas</b>: Como se calcula a ddp?

A
  • ddp = Eº oxidante - Eº redutor;

- ddp = Eº redução - Eº Oxidação.

23
Q

<b>Pilhas elétricas</b>: Quando são espontâneas?

A

<ul>
<li> Quando a Eº ou ddp é > 0;
</li><li>Quando o elemento de > potencial de redução sofre redução; e
</li><li>Quando o elemento de < potencial de redução sofre oxidação;
</li></ul>

24
Q

<b>Pilhas elétricas</b>: Quando são forçadas?

A

<ul>
<li> Quando a Eº ou ddp é < 0;
</li><li>Quando o elemento de > potencial de redução sofre oxidação; e
</li><li>Quando o elemento de < potencial de redução sofre redução.
</li></ul>

25
Pilhas elétricas: Como se dá a tabela de potencial de redução (do > para o
```
  1. Halogênios;
  2. Metais nobres (Cu, Ag, Hg, Au,...);
  3. Hidrogênio (padrão);
  4. Metais comuns (Zn, Cr, Fe, Sn, Pb, ...);
  5. Metais terros;
  6. Metais alcalinos terrosos;
  7. Metais alcalinos.
```
26
Pilhas elétricas: O que é uma bateria?
- É uma associação em série de pilhas.
27
Pilhas elétricas: Pilha seca - quais são os seus componentes?
  • Barra de grafite: polo +;
  • Pasta interna: MnO2 → quem oxida. NH4Cl Tem caráter ácido;
  • Pasta externa: ZnCl2 e NH4Cl;
  • Recipiente de zinco: polo -;
28
Pilhas elétricas: Pilha seca - quais as consequências da umidade das pastas?
Dificulta a movimentação dos íons, limitando o rendimento e a vida útil da pilha, e impedindo o seu recarregamento.
29
Pilhas elétricas: Pilha alcalina - qual a diferença para a pilha seca?
  • O eletrodo NH4Cl (ácido) é trocado pelo KOH (alcalino);
  • As alcalinas duram +, mantém a voltagem constante por + tempo e produzem cerca de 50% + energia, porque o KOH é melhor condutor elétrico, ou seja, a resistência interna da pilha é
30
Pilhas elétricas: Células de combustível - o que são?
Ao contrário das pilhas, que armazenam energia, as células de combustível convertem continuamente energia química em energia elétrica.
31
Pilhas elétricas: Células de combustível - como é o seu funcionamento?
- Se dá pela reação de combustão entre o hidrogênio e o oxigênio, produzindo água.
32
Pilhas elétricas: corrosão - o que é?
- É uma deterioração dos metais provocada pro processos eletroquímicos (reações de oxirredução). O ferro enferruja porque se estabelece uma pilha entre um ponto e outro do ferro.
33
Pilhas elétricas: corrosão - por que o ferro enferruja?
- Porque o ferro sempre contém pequenas quantidades de impurezas (outros metais). Assim, o ferro e as suas impurezas funcionam como os polos de uma pilha, possibilitando reações.
34
Pilhas elétricas: corrosão - como evitar?
Através da pintura de uma ou mais demãos de tinta à base de zarcão (Pb304).
35
Pilhas elétricas: corrosão - qual a reação de oxirredução da ferrugem?
Na formação da ferrugem, ocorre a oxidação do ferro e redução do oxigênio. A soma das duas equações leva à equação geral da formação da ferrugem:
  • Oxidação do ferro: Fe0(s) → Fe2+ + 2e-
  • Redução do oxigênio: O2 + 2H2O + 4e- → 4OH-
  • Equação geral: 2Fe + O2 + 2H2O + 4e- → 2Fe(OH)2+
36
Pilhas elétricas: corrosão - por que o zarcão não oxida?
Porque o Pb tem um potencial de redução (+0,13) maior que o do oxigênio (-0,40 → OH-). Assim, quem oxida é o O2 e não o Zarcão (Pb304).
37
Pilhas elétricas: corrosão - o que é chapa galvanizada?
São chapas de aço protegidas por uma película de zinco (Eºredução = +0,76).
38
Pilhas elétricas: corrosão - o que é uma lata comum?
São chapas de aço protegidas por uma película de estanho (Eºredução = -0,14).
39
Pilhas elétricas: corrosão - o que é metal de sacrifício?
É a conexão entre o metal protegido (de > potencial de redução) e um metal de sacrifício (de < potencial de redução). Assim, o metal de sacrifício sofrerá oxidação e será corroído + depressa, retardando a corrosão do metal protegido.
40
Cálculo de Nox: íons?
  • Monoatômicos: é a carga do íon:
    • Fe3+ → Nox+3
    • Cl- → Nox-1
  • Poliatômicos: a soma do Nox de todos os átomos é igual à carga elétrica do íon:
    • SO42- → x + 4.(-2) = -2 → x = 6.
41
Cálculo de Nox: moléculas?
A soma do Nox de todos os átomos é igual a zero. |
  • Na2CO3 → 2.(+1) + x + 3(-2) = 0 → x = +4.
    • 42
    Oxirredução: Como se balanceia?
    1. Determinar o Nox de todos os elementos;
    2. Determinar a variação do Nox do oxidante e do redutor e multiplicar pelo número de átomos do elemento (> atomicidade);
    3. A variação do Nox do oxidante será o coeficiente do redutor e vice-versa;
    4. Os coeficientes restantes são acertados pela contagem normal dos átomos;
    43
    Eletrólise: o que é?
    É o processo para inverter as reações espontâneas de oxirredução e só ocorre mediante a aplicação de corrente contínua de um gerador externo. É uma reação forçada.
    44
    Eletrólise: cite algumas aplicações práticas
    A produção de alumínio, sódio, potássio, cloro, flúor, etc.; a galvanização, niquelação, prateação, cromação, etc.
    45
    Eletrólise: o que são eletrodos inertes?
    São elementos que não reagem com os componentes da eletrólise, deixando apenas que a reação ocorra em suas superfícies. Os mais comuns são feitos de platina ou carbono grafite.
    46
    Eletrólise: exemplifique uma reação espontânea
    Na reação entre o Na e o Cl, o Na cede um elétron para o Cl.
    47
    Eletrólise: exemplifique uma reação não espontânea
    Na reação entre o Na e o Cl, o Na retira um elétron do Cl. Mas há gasto de energia para que isso ocorra.
    48
    Eletrólise: como se dá a polaridade em relação às pilhas?
    As polaridades dos eletrodos na eletrólise são contrários daquelas que encontramos nas pilhas.
    • O cátodo atrai os cátions, portanto é o polo negativo;
    • O ânodo atrai os ânions, portanto é o polo positivo.
    49
    Eletrólise: o que acontece nos eletrodos?
    Os cátions e os ânions sofrem descarga nos eletrodos, ou seja, perdem a carga + e - que possuem e formam produtos neutros.
    50
    Eletrólise ígnea: como ocorre?
    Ocorre com compostos iônicos fundidos, ou seja, em estado líquido. Para a fusão de um composto iônico, é necessário atingir altas temperaturas.
    51
    Eletrólise ígnea: represente a eletrólise ígnea do NaCl
    • Redução: 2Na+ + 2e- → 2Na0
    • Oxidação: 2Cl- + 2e- → Cl20
    • Global: 2Na+(l) + 2Cl-(l) → Cl2(g)0 + 2Na(l)0
    52
    Eletrólise aquosa: como a água participa?
    A água da solução se ioniza, segundo a equação: H2O → H+ + OH-. Apesar de muito fraca, a ionização irá competir com a dissociação dos solutos.
    53
    Eletrólise aquosa: para que serve a fila de descarga?
    Para decidir se os íons derivados do soluto terão maior prioridade em relação à água na descarga no eletrodo.
    54
    Eletrólise aquosa: como se dá a fila de descarga?
    • Cátions: IA < IIA < Al 3+ < H+ < demais cátions
    • Ânions: ânions oxigenados (SO42-, NO3-, PO43-, ...) e F - < OH - < demais ânions

    Química: 02. Físico-química (5 decks)

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