O que é Eletroquímica?

Eletroquímica é nada mais nada menos que o ramo da Química Geral que é estudada no Ensino Médio e aprofundada em cursos superiores para compreensão da eletricidade aplicada nos processos químicos.

Eletroquímica cai no ENEM?

Sim. As pilhas e baterias (a base da eletroquímica) estão muito presentes em nosso dia-a-dia. Além de envolver conceitos tecnológicos e científicos, a eletroquímica envolve também noções de sustentabilidade, pois o descarte incorreto de pilhas e baterias pode agredir o meio ambiente, tendo em vista que elas possuem metais pesados (lítio, chumbo, cobre). Por estas razões, ultimamente, conceitos básicos de eletroquímica aparecem todos anos no Exame Nacional.

Esse ramo da físico-química é também uma forma sintetizada de testar conhecimentos básicos da tabela periódica, os conceitos de ânions, cátions e ainda aplicações algébricas no cálculo da força eletromotriz (envolvida nos potenciais de redução e oxidação).

Dividimos a Eletroquímica entre o Estudo da Energia Química virando Energia Elétrica e a Energia Elétrica virando Energia Química.

Pilhas

Trata-se do estudo do funcionamento de uma pilha. É o que ocorre quando uma reação é espontânea e produz corrente elétrica. E é assim que utilizamos os aparelhos eletrônicos com funcionamento à pilha (recarregável ou não) e bateria.

Lembrando que existem diferenças entre o comportamento e a alimentação de cada um desses tipos de fonte.

Eletrólise

É quando a corrente elétrica induz uma reação química. Não é um processo espontâneo. Existem dois tipos de eletrólise, conceitos fundamentais para quem presta vestibular:

Eletrólise aquosa: Realizada em meio aquoso. Muito comum em processos farmacêuticos. Método mais acessível para obtenção de compostos. Ex: Obtenção de Cobre Metálico.

Eletrólise Ígnea: Realizada fora do meio aquoso. Método de alto custo. Deve ser usado apenas em processos que envolvem compostos insolúveis em água. Ex: Obtenção de Alumínio.

Semirreações da Eletroquímica

O conceito de semirreação pode ser compreendido com um exemplo clássico dos vestibulares: Seja uma reação que ocorre na imersão da barra de zinco em uma solução de Íons Cu+2, obtida através da dissolução de sulfato de cobre em água.

Temos a seguinte equação de representação:

Zn(s) + CuSO₄(aq) → ZnSO₄(aq) + Cu(s)

Os sais estão dissociados:

Zn(s) + Cu²⁺(aq) + SP²₄⁻(aq) →Zn²⁺(aq) + SO²₄⁻(aq) + Cu(s)

Veja que os íons não participam de fato da reação:

SEMIRREACOES DE ELETROQUIMICA

Observe: O íon Zinco ganhou elétrons (oxidou) e o íon Cobre perdeu elétrons (reduziu). Obtivemos então o Cobre Metálico e Zinco dissociado em meio aquoso. Essa é a reação global final.

A reação é formada a partir de uma conversão de elétrons do átomo de zinco para o íon Cu2+. E pode também ser dividida em duas partes: Ao somar as duas semirreações, obtemos novamentea reação global.

Resumo

  • O número de elétrons cedidos é igual ao número de elétrons recebidos.
  • A reação que contém Zinco ocorre no Ânodo.
  • A reação que contém Cobre ocorre no Cátodo.

É fundamental conhecer os potenciais dos compostos e elementos químicos de cada um desses processos, pois eles definem as transformações possíveis numa reação química através da movimentação de elétrons.

Existem dois processos principais na eletroquímica: a redução e a oxidação, ou juntas chamadas de oxido-redução.

Conceitos Finais Importantes

Potencial de Redução: É a facilidade de receber elétrons.
Potencial de Oxidação: Facilidade de doar/perder elétrons.
Eletrodo: Polo da reação. Pode ser positivo ou negativo.

Regras

  1. Quem reduz o outro (agente redutor), se oxida. Quem oxida o outro (agente oxidante), é reduzido.
  2. A oxidação acontece no Ânodo (eletrodo negativo).
  3. A redução acontece no Cátodo (eletrodo positivo).

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