Eletroquímica

Área que estuda a transferência de elétrons no processo de conversão de energia.

A eletroquímica é a área da Química/Física que estuda a maneira como ocorre a conversão de energia química em energia elétrica ou vice versa. Logo, essa transformação pode acontecer de maneira espontânea (pilhas) ou não espontânea (eletrólise).

Por sua vez, as reações provocadas pelos elétrons (ganho e perda) durante o fornecimento de energia são chamadas de oxirredução (oxidação e redução). Entenda melhor sobre cada um desse fenômenos.

Pilhas

Na eletroquímica, a conversão de energia química em energia elétrica é chamada de pilha ou célula galvânica. Esse processo é o que ocorre primeiro e de forma espontânea.

As pilhas são dispositivos formados por dois eletrodos e uma superfície sólida que possibilita a troca de elétrons. O eletrodo no qual ocorre a oxidação é chamado de ânodo e representa o polo negativo da pilha. Já o eletrodo no qual ocorre a redução é o polo positivo da pilha, chamado de cátodo.

Dessa forma, os elétrons são transferidos pelo eletrólito (solução condutora) externo do ânodo até o cátodo e formam uma corrente elétrica usada para ligar algum aparelho. Nesse processo, a transferência de energia é feita até que a reação química se esgote, como acontece com as pilhas e baterias primárias.

Imagem eletroquímica - pilhas
As pilhas realizam o processo de transformação de energia química em energia elétrica. (Foto: Wikipédia)

Nos casos de reações reversíveis é possível aplicar uma diferença de potencial e ao inverter a reação o processo formará novos reagentes capazes de recarregar a pilha que estará pronta para ser usada de novo. Isso acontece com pilhas e baterias secundárias como por exemplo as baterias de chumbo, usadas em automóveis; e as de íon lítio, usadas nos aparelhos celulares.

No ano de 1836, um sistema criado pelo físico John Fredric Daniell inovou os estudos da eletroquímica. Conhecido como “pilha de Daniell”, a criação permitiu interligar dois eletrodos com um fio metálico. O eletrodo consistia em uma placa de zinco metálico, mergulhado em uma solução aquosa de sulfato de zinco (ZnSO4), representando o ânodo.

Já o cátodo era representado por um eletrodo que consistia em uma placa de cobre metálico (Cu) imerso em uma solução de sulfato de cobre (CuSO4). 

A seguir observe como ocorre a reação química que causa a redução do cobre (cátodo) e a oxidação do zinco (ânodo) dentro da eletroquímica:

  • Cátodo: Cu2+(aq) + 2e- | → Cu0(s)|
  • Ânodo: Zn0(s) | → Zn2(aq) + 2e-|
  • Equação Geral: Zn0(s) + Cu2+(aq) | → Cu0(s) + Zn2+(aq)|

Eletrólise

A eletrólise é o processo inverso da eletroquímica, que estuda a transformação da energia elétrica em energia química. Esse processo ocorre de maneira não espontânea e consiste na passagem de energia elétrica por meio de alguma fonte externa como um gerador, pilha ou bateria.

A eletrólise é classificada em dois tipos: ígnea ou aquosa. A primeira acontece quando o líquido que realiza a transferência é uma substância fundida (processo de fusão). Já a segunda é processada por meio de uma solução aquosa, que pode ser realizada com eletrodos inertes ou ativos. Na eletrólise, a água é usada como solvente ionizante.

No estudo da eletroquímica, as reações de perda (oxidação) e ganho de elétrons (redução) são analisadas por um processo de oxirredução. Para entender melhor como essa análise é feita é preciso conhecer os números de oxidação dos elementos. Exemplo:

Zn(s) + 2H+(aq) → Zn2+(aq) + H2(g)

O Zinco (Zn2+) é um dos elementos químicos que ao ser oxidado perde dois elétrons. Mas, ao mesmo tempo, ele é um agente redutor, quando provoca a redução do íon de hidrogênio.  

Por outro lado, o íon (H+) é um agente oxidante, pois ele ganha um elétron ao sofrer uma redução (oxidação de zinco).

Diante disso, é possível perceber que a eletroquímica está presente em diversas situações do cotidiano como na fabricação de aparelhos eletrônicos (celulares, lanternas, calculadoras, etc.); na produção de substâncias como o alumínio, o gás cloro, o sódio; no processo de galvanização, que reveste peças de ferro e aço com o zinco metálico, e no carregamento de baterias.

Além disso, o estudo da eletroquímica auxilia na monitoração das atividades do cérebro e do coração com a criação de equipamentos como o marcapasso, por exemplo, monitora o PH do sangue e controla a presença de contaminantes da água.

Faça a referência deste conteúdo seguindo as normas da ABNT:

MENDONÇA, Camila. Eletroquímica; Guia Estudo. Disponível em

< https://www.guiaestudo.com.br/eletroquimica >. Acesso em 18 de novembro de 2019 às 20:30.

Copiar referência

Outros Artigos de Química

formula estrutural condensada linear

Fórmula Estrutural

A fórmula estrutural é uma das fórmulas da química orgânica […]

Forças intermoleculares

Forças Intermoleculares

As forças intermoleculares é um dos assuntos que mais caem […]

Filtração

Filtração

Filtração é um dos métodos da química utilizada para fazer […]

Explosão causada por elementos radioativos

Fissão Nuclear

A fissão nuclear é o processo de divisão de núcleos […]