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Documento que explica o funcionamento de uma célula elétrica, incluindo a diferença de potencial, equilíbrio de reações e medição de ph usando eletrodos de referência e indicador.
Tipologia: Notas de estudo
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Não perca as partes importantes!
Eletrodo de Cobre
e-^ e-
Eletrodo de Prata
Ponte Salina (KCl sat.)
Cu(s) Cu2+^ + 2e-^ Ag+^ + e-^ Ag(s)
[Cu2+] = 1,00 mol/L (^) [Ag+] = 1,00 mol/L
Representação esquemática de uma célula
eletroquímica
O potencial de uma célula eletroquímica
Ecela = Edireita(catodo) – Eesquerda(anodo)
Cátodo: é o eletrodo no qual ocorre a redução. Ânodo: é o eletrodo no qual ocorre a oxidação.
O potencial da célula, Ecélula, de uma célula eletroquímica é calculado a partir dos potenciais de eletrodo (potenciais de redução) das semi-reação respectivas. Assim sendo, por convenção, a semi-reação da esquerda é considerada uma oxidação e a da direita uma redução, logo:
Sendo Edireita e Eesquerda potenciais de cada semi-reação, obtidos pela equação de Nernst.
Diferença de Potencial em uma Célula Eletroquímica
Diferença de Potencial é a medida da tendência da reação
ocorrer em direção ao equilíbrio
2 Ag+^ + Cu(s) 2 Ag(s) + Cu2+
Para a concentração de Ag+^ e Cu2+^ igual a 1 mol L-1^ a diferença de potencial na célula eletroquímica é igual a 0,462 V.
cel
(^0) Tempo
Início da Reação
Equilíbrio
0,
0
e-^ e-
Exercício
Questão 1: Usando os potenciais-padrão:
Tl+^ + e-^ Tl(s) E^0 = -0,336 V TlCl(s) + e-^ Tl(s) + Cl-^ E^0 = -0,557 V
Calcule a constante de solubilidade do TlCl.
Exercícios
Questão 2: Calcule o E^0 para o processo
Ni(CN) 4 2-^ + 2 e-^ Ni(s) + 4 CN-
Considerando que a constante de formação para o complexo é 1,0 x 10^22
Questão 3. O produto de solubilidade para o PbI 2 é 7,9 x 10-9^ a 25 0 C. Calcule E^0 para o processo
PbI2(s) + 2 e-^ Pb(s) + 2 I-
Questão 4: Calcule o potencial padrão para a semi-célula
BiOCl(s) + 2 H+^ + 3 e-^ Bi(s) + Cl-^ + H 2 O
Considerando que o valor do Kps para BiOCl(s) é 8,1 x 10-
Questão 5: Calcule o potencial padrão para a semi-célula
Al(C 2 O 4 ) 2 -^ + 3 e-^ Al(s) + 2 C 2 O 4 2-
Considerando que a constante de formação para o complexo é 1,3 x 10^13
Medidas de potencial
Medida direta: comparação entre o potencial do eletrodo
indicador na solução e o potencial do mesmo eletrodo em uma
solução padrão da espécie a ser analisada.
Supondo que;
Eletrodo indicador: cátodo
Eletrodo referência: ânodo
Ecela = Eind – E ref + Ej
Eletrodo Padrão de Hidrogênio
Eletrodo de prata/cloreto de prata
AgAgCl(sat.), KCl (x mol.L-1)
Eletrodo de prata imerso em uma solução de KCl saturada com AgCl
AgCl(s) + e-^ Ag(s) + Cl-
Podem ser utilizados em T > 60 oC, ao contrário do ECS
Obs.: Para se construir um eletrodo de Ag/AgCl(sat) aplica-se um potencial de + 0,30 V em um fio de prata em contato com uma solção saturada de NaCl.
Eletrodos de Referência
Eletrodo de referência
Eletrodo indicador
a) Indicadores metálicos – Consistem de um metal participando ele próprio do sistema de oxi-redução ou, então, de um metal inerte em contato com um sistema de oxi-redução. b) Eletrodos de membrana – Baseiam-se nas propriedades das membranas semi-permeáveis
Eletrodos Indicadores Metálicos
Eletrodo indicador depende da atividade de uma espécie iônica
estão em equilíbrio direto com o cátion derivado do metal
Eletrodo de Ag (fio de Ag): uma única reação envolvida: Ag+^ + e-^ Ag(s)
O potencial deste eletrodo será
Eind = E^0 Ag – RT ln 1 nF aAg+
Eletrodo de Ag fornece uma medida direta da aAg+ na solução
