Resumo da aula
Eletroquímica — parte da Química que estuda a relação entre as reações químicas e a eletricidade. Para acompanhar o tema é preciso dominar o número de oxidação (NOX).
Reações de oxirredução (redox) — reações que ocorrem com transferência de elétrons. O sinal de que houve transferência é a variação do NOX de algum elemento: se o NOX mudou, a reação é redox. Lembretes de NOX: toda substância simples tem NOX zero; o hidrogênio, na maioria das substâncias, tem +1; halogênios em substâncias não oxigenadas têm −1; o zinco em substâncias compostas tem NOX fixo +2.
Oxidação — perda de elétrons, percebida pelo AUMENTO do NOX. Ex.: Zn⁰ → Zn²⁺.
Redução — ganho de elétrons, percebida pela DIMINUIÇÃO do NOX. Ex.: H⁺¹ → H₂⁰.
Agente redutor e agente oxidante — quem sofre oxidação é o agente redutor (provoca a redução da outra espécie); quem sofre redução é o agente oxidante (provoca a oxidação da outra). Parece invertido, mas é exatamente assim.
Potencial de redução (E°) — mede a tendência de uma espécie GANHAR elétrons. O padrão é o hidrogênio, com E° = 0. Quanto maior o potencial, mais facilmente a espécie sofre redução: prata +0,80 V > cobre +0,34 V > hidrogênio 0 > ferro −0,44 V > zinco −0,76 V > magnésio −2,37 V.
Regra da espontaneidade — quem tem o MAIOR potencial de redução sofre redução; quem tem o MENOR sofre oxidação. A reação é espontânea quando ΔE > 0 e não espontânea quando ΔE < 0.
Pilha (célula galvânica) — dispositivo que converte energia química em energia elétrica por meio de uma reação de oxirredução espontânea. Na pilha de Daniell (Zn/Zn²⁺ // Cu²⁺/Cu) o ΔE é +1,10 V. A ponte salina mantém o equilíbrio de cargas durante o funcionamento.
Regra do CRAU — Cátodo: Redução; Ânodo: Oxidação. O ânodo é o polo negativo e sofre desgaste (perde massa), porque o metal vira íon e vai para a solução. O cátodo é o polo positivo e sofre deposição (ganha massa), porque os íons recebem elétrons e viram metal. Os elétrons fluem do ânodo para o cátodo — esse é o sentido real da corrente; o sentido convencional é o inverso.
DDP da pilha — ΔE = E° maior − E° menor, ou seja, potencial de redução do cátodo menos o do ânodo. Na pilha de Daniell: 0,34 − (−0,76) = +1,10 V.
Metal de sacrifício — aplicação clássica. Para proteger o ferro (E° = −0,44 V) da corrosão, escolhe-se um metal de potencial de redução MENOR, como zinco ou magnésio: ele oxida no lugar do ferro. A outra forma de proteção é o revestimento com tintas e graxas.