Trabalho De Química

Reação redox

As reações de redução-oxidação ou oxirredução (também conhecido como reação redox) são as reações de transferência de elétrons. Esta transferência se produz entre um conjunto de espécies químicas, um oxidante e um redutor (uma forma reduzida e uma forma oxidada respectivamente).

Para que exista uma reação redox, no sistema deve haver uma espécie que ceda elétrons e outra espécie que as aceite:

• O Redutor é aquela espécie química que tende a ceder elétrons.

• O Oxidante é a espécie que tende a captar esses elétrons.

Quando uma espécie química redutora cede elétrons ao meio se converte em uma espécie oxidada, e a relação que guarda com seu precursor fica estabelecida mediante o que se chama um par redox. Analogamente, se diz que quando uma espécie capta elétrons do meio se converte em uma espécie reduzida, e igualmente forma um par redox com seu precursor reduzido.

Pilhas e baterias são geradores elétricos que compõem a classe de geradores químicos, porque são capazes de transformar energia química em energia elétrica.

Além disso, também são dispositivos capazes de manter uma diferença de potencial entre os pontos em que estão ligados (polos positivo e negativo).

A função básica desses dispositivos é aumentar a energia potencial das cargas que os atravessam, e são chamadas fontes de força eletromotrizes.

Os gerados químicos (pilhas e baterias) tornaram possível a produção de cargas elétricas contínuas e uniformes, o que levou os físicos a formularem um novo conceito e uma nova grandeza física que pudesse definir tal propriedade, a força eletromotriz.

A unidade básica geradora desses geradores químicos se chama célula.

Para as pilhas, sua utilização em alguns casos exige uma associação em série, em virtude da tensão fornecida não ser suficientemente capaz de suprir a utilização de equipamentos em razão do seu índice de voltagem, que é de 1,5V para pilhas comuns.

Com o avanço tecnológico, tornou-se possível a utilização da recarga tanto para pilhas como para baterias, mas esse processo também tem a chamada vida útil desses geradores, que depende de seu bom uso e de sua qualidade.

Conclusão: nos geradores químicos, sua energia resultante é transformada em energia elétrica.

Pilha de Daniell

As primeiras aplicações importantes da eletricidade provieram do aperfeiçoamento das pilhas voltaicas originais pelo cientista e professor inglês John Daniell, em 1836.

Pilhas eletroquímicas são sistemas que produzem corrente contínuas e baseiam-se nas diferentes tendências para ceder e receber elétrons das espécies químicas.

A pilha de Daniell é constituída de uma placa de Zinco (Zn) em uma solução de ZnSO4 e uma placa de Cobre (Cu) em uma solução de CuSO4. As duas soluções são ligadas por uma ponte salina, ou por uma parede porosa.

Pilha seca de Leclanché

A pilha seca ácida é muito comum no cotidiano, sendo a mais barata e usada para alimentar equipamentos portáteis e aparelhos elétricos.

A pilha seca ácida foi desenvolvida em 1866, pelo químico francês George Leclanché (1839-1882). Ela é a pilha mais comum hoje em dia, pois é a mais barata e a mais usada em lanternas, rádios, equipamentos portáteis e aparelhos elétricos como gravadores, flashes e brinquedos.

Essa pilha na verdade não é seca, pois dentro dela há uma pasta aquosa, úmida, mas ela recebeu esse nome para diferenciá-la (porque era revolucionária, na época em que foi criada) das primeiras pilhas até então conhecidas, como a pilha de Daniell (imagem abaixo), que utilizavam recipientes com soluções aquosas.

A pilha seca produz uma voltagem de apenas 1,5 V, mas pode ser melhorada com seu uso descontínuo, ou seja, alternar períodos de uso com repouso fora do produto.

A sua composição é dada segundo o esquema básico das partes principais da reação eletroquímica a seguir:

Dentro da pilha temos o ânodo (polo negativo) e o cátodo (polo positivo), que são formados por:

Ânodo: oxidação que ocorre no zinco metálico que fica no envoltório da pilha.

Zn (s) → Zn2+ (aq) + 2 e-

Cátodo: Redução do manganês de NOX +4 (MnO2) para +3 (Mn2O3) presente na pasta úmida que fica na parte interna da pilha.

2 MnO2(aq) + 2 NH4 1+ (aq) + 2e- → 1 Mn2O3 (s) + 2NH3(g) + 1 H2O(l)

Essa mistura pastosa é constituída de cloreto de amônio (NH4Cl), óxido de manganês (MnO2)e carbono pulverizado. O zinco transfere os seus elétrons para o manganês por meio da barra de grafita central, que em razão disso é considerada o polo positivo do circuito externo da condução dos elétrons.

Assim, temos como reação global de funcionamento da pilha seca ácida:

Zn (s) + 2 MnO2(aq) + 2 NH4 1+ (aq) → Zn2+ (aq) + 1 Mn2O3 (s) + 2NH3(g)

Seu funcionamento cessa definitivamente quando todo o dióxido de manganês é convertido em trióxido de manganês. Essa reação é irreversível, por isso essas pilhas são não recarregáveis.

Sentido dos elétrons

Os elétrons circulam do eletrodo de maior potencial de oxidação para o de menor potencial de oxidação. No caso da pilha de Daniell os elétrons vão do zinco para o cobre.

Pólos da pilha

Pólo positivo – o de menor potencial de oxidação – Cu.

Pólo negativo – o de maior potencial de oxidação – Zn.

Cátodo e Ânodo

Cátado – placa de menor potencial de oxidação – Cu. Onde ocorre redução.

Ânodo – placa de maior potencial de oxidação – Zn. Onde ocorre oxidação.

Variação de massa nas placas

Placa de maior potencial de oxidação – diminui – Zn.

Placa de menor potencial de oxidação – aumenta – Cu.