Eletroquímica Básica 2

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Oxidação

Processo químico em que uma espécie perde elétrons, resultando no aumento do seu número de oxidação (NOX).

Redução

Processo químico em que uma espécie ganha elétrons, levando à diminuição do seu número de oxidação (NOX).

Ânodo

Eletrodo onde sempre ocorre a oxidação, tanto em pilhas galvânicas quanto em cubas eletrolíticas.

Cátodo

Eletrodo onde sempre ocorre a redução, tanto em células galvânicas quanto em processos de eletrólise.

Célula Galvânica (Pilha)

Dispositivo que converte energia química de reações redox espontâneas diretamente em energia elétrica.

Célula Eletrolítica

Sistema que usa energia elétrica externa para forçar a ocorrência de reações químicas não espontâneas.

Ponte Salina

Tubo com eletrólito inerte que conecta semi-células, mantendo a neutralidade elétrica pelo fluxo de íons.

Potencial Padrão de Redução (E°)

Medida da tendência de uma espécie receber elétrons a 25 °C, 1 atm e concentração de 1 mol/L.

Pilha de Daniell

Célula clássica com ânodo de zinco e cátodo de cobre imersos em soluções de seus respectivos sulfatos.

Sentido da corrente elétrica em pilhas

O fluxo de elétrons no circuito externo viaja espontaneamente do ânodo negativo para o cátodo positivo.

Diferença de Potencial (ddp / E° da célula)

Calculada pela subtração: E°(cátodo) - E°(ânodo). Valores positivos indicam processos espontâneos.

Bateria de Chumbo-Ácido

Acumulador recarregável usado em veículos com motor a combustão; emprega eletrodos de Pb, PbO2 e H2SO4.

Bateria de Íon-Lítio

Fonte recarregável de alta densidade energética para smartphones e carros elétricos via intercalação de Li+.

Pilha Alcalina Comum

Pilha primária com ânodo de zinco em pó e cátodo de dióxido de manganês em meio básico de KOH.

Célula a Combustível a Hidrogênio

Gera eletricidade e água reagindo H2 e O2 continuamente, sem necessidade de recarga elétrica tradicional.

Eletrólise Ígnea

Decomposição eletroquímica de compostos iônicos fundidos na ausência total de água.

Produção de Alumínio (Processo Hall-Héroult)

Eletrólise ígnea da alumina dissolvida em criolita fundida para obter alumínio metálico industrial.

Eletrólise Aquosa

Eletrólise em meio aquoso onde os íons do soluto competem com H+ e OH- da autoionização da água.

Produção de Cloro e Soda Cáustica (Cloro-Álcali)

Eletrólise aquosa de salmoura (NaCl) gerando cloro gasoso (Cl2), hidrogênio gasoso (H2) e NaOH.

Galvanoplastia (Eletrodeposição)

Uso de corrente elétrica para revestir uma peça com uma fina camada metálica (ex.: douração ou cromeação).

Anodização

Processo eletrolítico que engrossa a camada natural de óxido protetor em superfícies de alumínio.

Purificação Eletrolítica do Cobre

Refino em que o cobre bruto oxida no ânodo e o cobre de alta pureza (99,99%) se deposita no cátodo.

Corrosão Metálica

Degradação espontânea de metais por reações redox com agentes do ambiente, como água e oxigênio.

Formação de Ferrugem

Oxidação do ferro formando óxidos e hidróxidos de ferro hidratados na presença de O2 e umidade.

Proteção Catódica por Ânodo de Sacrifício

Conexão do metal a ser protegido a um metal mais reativo (ex.: Zn ou Mg em cascos de navios e tubulações).

Proteção Catódica por Corrente Impressa

Aplicação de uma fonte de corrente contínua externa para forçar a estrutura metálica a atuar como cátodo.

Galvanização (Zinco sobre Ferro)

Revestimento de aço com zinco, que protege por barreira e age como sacrifício se o filme for riscado.

Corrosão Galvânica

Deterioração acelerada do metal menos nobre quando dois metais diferentes têm contato elétrico em eletrólito.

Passivação

Formação espontânea de uma fina película de óxido aderente que impede a corrosão contínua (ex.: aço inox).

Primeira Lei de Faraday

A massa de substância liberada ou depositada num eletrodo é diretamente proporcional à carga elétrica total.

Segunda Lei de Faraday

Para uma mesma carga elétrica, as massas depositadas são proporcionais aos equivalentes-grama dos elementos.

Constante de Faraday (F)

Carga de 1 mol de elétrons, aproximadamente equivalente a 96.485 Coulombs por mol.

Equação de Nernst

Relaciona o potencial real de uma célula às concentrações e pressões fora das condições padrão.

Polaridade do Cátodo na Pilha

Polo positivo (+), pois atrai os elétrons espontaneamente para que ocorra a redução.

Polaridade do Ânodo na Pilha

Polo negativo (-), de onde partem os elétrons gerados pela reação espontânea de oxidação.

Polaridade do Ânodo na Eletrólise

Polo positivo (+), ligado ao polo positivo do gerador externo para arrancar elétrons dos ânions.

Polaridade do Cátodo na Eletrólise

Polo negativo (-), ligado ao polo negativo do gerador externo para fornecer elétrons aos cátions.

Eletrodo Padrão de Hidrogênio (EPH)

Referência universal com potencial padrão de redução convencionado exatamente em 0,00 V.

Agente Redutor

Espécie que sofre oxidação, doando elétrons e promovendo a redução de outra substância.

Agente Oxidante

Espécie que sofre redução, recebendo elétrons e promovendo a oxidação de outra substância.

Bateria de Níquel-Cádmio (NiCd)

Bateria recarregável antiga de ferramentas, conhecida pelo 'efeito memória' e descarte tóxico de cádmio.

Pilha de Mercúrio

Antiga pilha de botão de tensão muito estável usada em relógios, descontinuada por toxicidade ambiental.

Célula Seca de Leclanché

Pilha comum de zinco-carbono com pasta de NH4Cl e MnO2, precursora das modernas pilhas alcalinas.

Sobrepotencial (Sobretensão)

Tensão adicional exigida além do potencial termodinâmico para superar limitações cinéticas em eletrodos.

Eletrodeposição de Níquel

Aplicação de níquel metálico sobre peças para conferir alta resistência mecânica e contra corrosão.

Uso de Inibidores de Corrosão

Substâncias químicas adicionadas a fluidos (como fluidos de radiador) que aderem e bloqueiam o ataque redox.

Equação da Carga Elétrica (Q = I . t)

A carga em coulombs (Q) é o produto da intensidade da corrente em ampères (I) pelo tempo em segundos (t).

Eletrólise da Água

Uso de corrente contínua para quebrar moléculas de H2O, produzindo H2 no cátodo e O2 no ânodo na razão 2:1.

Pilha de Concentração

Célula galvânica cujos eletrodos são do mesmo metal, gerando voltagem devido à diferença de concentração iônica.

Sensor de Oxigênio (Sonda Lambda)

Sensor eletroquímico automotivo de zircônia que mede o O2 residual nos gases de escape para calibrar a injeção.

Glicômetro Eletroquímico

Dispositivo portátil que oxida a glicose do sangue gerando corrente proporcional à taxa glicêmica.

Corrosão por Pite (Pitting)

Forma localizada de corrosão onde pequenos furos profundos se formam devido à quebra local da camada passiva.