Semirreações e equação global das pilhas

pilhas

1. UNIVERSIDADE FEDERAL DE JUIZ DE FORA C.A. João XXIII Departamento de Ciências Naturais Aula 7 Semirreações e equação global da pilha 1 Prof. Dr . Leonã S. Flores 2025

2. 2 O QUE SÃO PILHAS ELETROQUÍMICAS? Definição : Dispositivos que convertem energia química em energia elétrica por meio de reações redox (oxidação-redução). Característica Principal : Processo espontâneo de reação química que gera corrente elétrica. Exemplo : Células galvânicas, usadas em baterias comuns.

3. 3 PRINCÍPIOS DO FUNCIONAMENTO Reações Redox : Oxidação: Perda de elétrons ocorre no ânodo . Redução : Ganho de elétrons ocorre no cátodo. Fluxo de Elétrons : Os elétrons liberados no ânodo fluem pelo circuito externo até o cátodo, criando corrente elétrica.

4. 4 A PILHA DE DANIELL cátodo ânodo Ponte salina voltagem CONTINUAÇÃO Zn: oxida = cede 2e- Zn(s ) → Zn 2 + (aq ) + 2e − Semireação de Oxidação : Cu: reduz = ganha 2e- Semireação de Redução : 𝐶𝑢 2+ (𝑎𝑞 ) + 2 𝑒 − → 𝐶𝑢 (𝑠) Representação da Pilha: Zn(s) / Zn 2+ ( aq ) // Cu 2+ ( aq ) / Cu(s )

5. 5 Zn(s ) → Zn 2 + (aq ) + 2𝑒− (Semireação de Oxidação) (Semireação de Redução) Cu 2+ (aq ) + 2𝑒− → Cu(s) Zn(s ) + Cu 2 + (aq ) → Zn 2 + (aq ) + Cu(s ) O nº de elétrons cedidos = nº de elétrons recebidos Quem oxida = é agente redutor Quem reduz = é agente oxidante

6. 6 Zn(s ) → Zn 2 + (aq ) + 2𝑒− (Semireação de Oxidação) (Semireação de Redução) Cu 2+ (aq ) + 2𝑒− → Cu(s) Zn(s ) + Cu 2 + (aq ) → Zn 2 + (aq ) + Cu(s ) O nº de elétrons cedidos = nº de elétrons recebidos E quando precisamos fazer o balanço de cargas e massa?

7. 7 Zn(s ) → Zn 2 + (aq ) + 2𝑒− (Semireação de Oxidação) (Semireação de Redução) Cu 2+ (aq ) + 2𝑒− → Cu(s) Zn(s ) + Cu 2 + (aq ) → Zn 2 + (aq ) + Cu(s ) (Reação Global da Pilha) O nº de elétrons cedidos = nº de elétrons recebidos E quando precisamos fazer o balanço de cargas e massa? Exemplo: reação entre íons iodeto (I⁻) e o íon cerio (IV) ( Ce ⁴⁺)

8. 8 I - → I 2 (Semireação de Oxidação) A semirreação de oxidação para a conversão de iodeto (I⁻) em iodo (I₂) é escrita inicialmente como: Para balancear os átomos de iodo, multiplicamos a espécie iodeto por 2 : 2 I - → I 2 Como o processo de oxidação implica na perda de elétrons, adicionamos os elétrons do lado dos produtos : 2 I - → I 2 + 2e-

9. 9 (Semireação de Redução) A semirreação de redução para a conversão de cerio (IV) em cerio (III) é escrita como: Ce 4+ + e- → Ce 3+ Para que os elétrons se anulem na soma das duas semirreação , o número total de elétrons produzidos na oxidação deve ser igual ao número total de elétrons consumidos na redução . Oxidação gera: 2 e⁻ . Redução consome: 1 e⁻ por cada Ce ⁴⁺ . Portanto, multiplicamos a semirreação de redução por 2 : Ce 4+ + e- → Ce 3+ 2X = 2Ce 4+ + 2e- → 2Ce 3+

10. 10 2I - → I 2 + 2e- (Semireação de Oxidação) (Semireação de Redução) 2Ce 4+ + 2e- → 2Ce 3+ 2I - + 2Ce 4+ → I 2 + 2Ce 3+ (Reação Global da Pilha) O nº de elétrons cedidos = nº de elétrons recebidos

11. 11 Exercícios

12. 12 Exercícios

13. UNIVERSIDADE FEDERAL DE JUIZ DE FORA C.A. João XXIII Departamento de Ciências Naturais Aula 8 Cálculo de potenciais eletroquímicos e aplicações no cotidiano 13 Prof. Dr . Leonã S. Flores 2025

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20. 20 TIPOS DE PILHAS Pilhas Recarregáveis

21. 21 TIPOS DE PILHAS Pilhas Não Recarregáveis (Secas)

22. 22 TIPOS DE PILHAS Pilhas Não Recarregáveis (Secas)

23. 23 TIPOS DE PILHAS Pilhas Alcalinas

24. 24 TIPOS DE PILHAS Pilhas Alcalinas

25. 25 TIPOS DE PILHAS Pilhas Alcalinas

26. 26 TIPOS DE PILHAS Baterias de automóvel