Química · Concurso PF
Eletroquímica — oxirredução, pilhas, eletrólise e corrosão
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Resumo: Eletroquímica — oxirredução, pilhas, eletrólise e corrosão
Oxirredução. Oxidação = perda de elétrons (Nox aumenta); redução = ganho (Nox diminui). Ocorrem juntas.
- Agente redutor: a espécie que se oxida (cede elétrons). Agente oxidante: a que se reduz.
Pilha (célula galvânica) — reação espontânea converte energia química em elétrica.
- Ânodo: oxidação, polo negativo; o eletrodo se desgasta (corrói).
- Cátodo: redução, polo positivo; há deposição de metal.
- Elétrons fluem pelo fio do ânodo para o cátodo; a ponte salina fecha o circuito e mantém a neutralidade.
- Pilha de Daniell: Zn | Zn²⁺ || Cu²⁺ | Cu — o zinco oxida, o cobre se deposita; ddp ≈ 1,10 V.
- ddp = E°red(cátodo) − E°red(ânodo) (maior potencial de redução → reduz; ddp > 0 → espontânea).
Eletrólise — reação não espontânea forçada por corrente externa (elétrica → química).
- Ânodo: oxidação, polo positivo. Cátodo: redução, polo negativo.
- Ígnea: composto fundido (obtenção de Na, Al). Aquosa: íons competem com a água (descarga preferencial).
- Leis de Faraday: Q = i·t; 1 mol de elétrons = 96.500 C (constante de Faraday). Massa depositada ∝ carga.
- Aplicações: galvanoplastia (cromação, niquelação), refino do cobre, produção de cloro e soda.
Corrosão: oxidação do ferro (ferrugem) com O₂ e água. Proteção: pintura, galvanização (zinco), metal de sacrifício (Zn ou Mg, mais reativos, oxidam no lugar do ferro), proteção catódica.
Pegadinha Cebraspe. "Na pilha, o ânodo é o polo positivo" → errado: na pilha o ânodo é negativo; na eletrólise é que o ânodo é positivo. Em ambas, ânodo = oxidação.
Visão geral
Bafômetros eletroquímicos medem o álcool pela corrente gerada na oxidação do etanol. Baterias de lítio, pilhas alcalinas e células a combustível são aplicações de pilhas.
Regra
| Pilha | Eletrólise | |
|---|---|---|
| Espontânea? | Sim | Não |
| Energia | Química → elétrica | Elétrica → química |
| Ânodo | Oxidação, polo − | Oxidação, polo + |
| Cátodo | Redução, polo + | Redução, polo − |
Exemplo (Faraday). Corrente de 9,65 A por 1.000 s → Q = 9.650 C = 0,1 mol de e⁻. Para Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu: 0,05 mol de Cu = 3,175 g (MM 63,5).
Pontos-chave
- Nox de substância simples = 0; H geralmente +1; O geralmente −2 (−1 em peróxidos).
- Metal mais reativo (menor E°red) protege o menos reativo.
- Ouro e platina quase não oxidam (alto E°red).
- Ponte salina não transporta elétrons; transporta íons.
Como o Cebraspe cobra
- "Na oxidação, o número de oxidação do elemento aumenta" → certo.
- "Na pilha de Daniell, a placa de zinco sofre corrosão" → certo.
- "O agente oxidante é a espécie que sofre oxidação" → errado (sofre redução).
- "Na eletrólise, ocorre conversão de energia química em elétrica" → errado (elétrica em química).
- "O magnésio pode ser usado como metal de sacrifício para proteger o ferro" → certo.
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Flashcards de Eletroquímica — oxirredução, pilhas, eletrólise e corrosão
Tente lembrar antes de virar o card.
- Revelar resposta
Oxidação × redução
Oxidação: perda de elétrons (Nox ↑). Redução: ganho (Nox ↓). Redutor se oxida; oxidante se reduz.
- Revelar resposta
Pilha — ânodo e cátodo
Ânodo: oxidação, polo negativo, se desgasta. Cátodo: redução, polo positivo, recebe depósito.
- Revelar resposta
Eletrólise — polos
Não espontânea. Ânodo: oxidação, polo positivo. Cátodo: redução, polo negativo.
- Revelar resposta
Pilha de Daniell
Zn | Zn²⁺ || Cu²⁺ | Cu: zinco oxida, cobre se deposita; ddp ≈ 1,10 V.
- Revelar resposta
Constante de Faraday
1 mol de elétrons = 96.500 C; Q = i·t.
- Revelar resposta
Proteção contra corrosão
Metal de sacrifício/galvanização: o zinco, mais reativo, oxida-se no lugar do ferro.
Questões de Eletroquímica — oxirredução, pilhas, eletrólise e corrosão
Questão 1 · Certo ou Errado
Na pilha, o ânodo é o polo positivo, onde ocorre a redução.
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Gabarito: Errado
Errado. Na pilha, o ânodo é o polo negativo, onde ocorre a oxidação.
Questão 2 · Certo ou Errado
Na pilha de Daniell, o eletrodo de zinco sofre corrosão.
Revelar gabarito
Gabarito: Certo
Certo. O zinco oxida.
Questão 3 · Certo ou Errado
A eletrólise é processo não espontâneo, que converte energia elétrica em química.
Revelar gabarito
Gabarito: Certo
Certo.
Questão 4 · Certo ou Errado
O agente redutor é a espécie que sofre redução.
Revelar gabarito
Gabarito: Errado
Errado. O redutor se oxida.
Questão 5 · Certo ou Errado
Na eletrólise, o cátodo é o polo negativo, onde ocorre redução.
Revelar gabarito
Gabarito: Certo
Certo.