Pilha é qualquer dispositivo no qual uma reação de oxirredução espontânea produz corrente elétrica.
Cátodo é o eletrodo no qual há redução (ganho de elétrons). É o pólo positivo da pilha.
Ânodo é o eletrodo no qual há oxidação (perda de elétrons). É o pólo negativo da pilha.
Os elétrons saem do ânodo (pólo negativo) e entram no cátodo (pólo positivo) da pilha.
Pilhas comerciais |
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Representação convencionada pela IUPAC
Ânodo/Solução do ânodo//Solução do cátodo/Cátodo |
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Exemplo: Pilha de Daniell ® Zn/Zn2+//Cu2+/Cu
Eletrodo padrão é aquele no qual as concentrações das substâncias em solução é igual a 1 mol/L e a temperatura é de 25°C.
No caso de um gás participar do eletrodo, sua pressão deve ser igual a 1 atm.
Por convenção, o potencial padrão de eletrodo do hidrogênio é igual a zero e o seu potencial padrão de redução é igual a zero:
2H+ + 2e- | ® ¬ |
H2 |
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E0red = 0 (convenção) |
A IUPAC eliminou o termo potencial de oxidação. Sempre deve ser usada a expressão potencial de redução.
A medida do potencial padrão de redução de um dado eletrodo padrão é feita medindo-se a ddp de uma pilha padrão na qual uma das semipilhas é um eletrodo padrão de hidrogênio e a outra é o eletrodo padrão cujo E0red se quer medir.
MENOR E0red | fluxo de elétrons ¾¾¾¾¾¾¾¾® reação espontânea (DG < 0) fluxo de elétrons |
MAIOR E0red |
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Corrosão do ferro
Reação global: 2Fe + 3/2O2 + xH2O ® | Fe2O3 · xH2O |
ferrugem |
Proteção contra a corrosão |
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Eletrólise é uma reação de oxirredução não-espontânea produzida pela passagem da corrente elétrica.
Cátodo da cela eletrolítica é o eletrodo negativo, isto é, ligado ao pólo negativo do gerador. Nele ocorre sempre uma reação de redução.
Ânodo da cela eletrolítica é o eletrodo positivo, isto é, ligado ao pólo positivo do gerador. Nele sempre ocorre uma reação de oxidação.
Pólo positivo | Pólo negativo | |
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Pilha | cátodo | ânodo |
Célula eletrolítica | ânodo | cátodo |
Na eletrólise em solução aquosa de sais de metais alcalinos (Na+, K+...), alcalino-terrosos (Ca2+, Ba2+...) e de alumínio (Al3+), a descarga no cátodo não é a dos respectivos cátions, mas ocorre segundo a equação:
2H2O + 2e- ® H2 + 2(OH)-
Nas eletrólises em solução aquosa e com ânodo inerte (Pt ou grafite) de sais oxigenados (SO42-, NO3-, PO43-...) não há a descarga dos respectivos ânions oxigenados, mas ocorre a descarga segundo a equação:
H2O ® 2H+ + ½O2 + 2e-
O ânion F-, embora não seja oxigenado, comporta-se como os ânions oxigenados em relação à descarga no ânodo.
Nas eletrólises em solução aquosa com ânodo de metal não-inerte M (prata ou metal mais reativo que a prata), a descarga que ocorre no ânodo é segundo a equação:
M ® M x+ + xe-
Ag ® Ag+ + e-
Cu ® Cu2+ + 2e-
Purificação eletrolítica do cobre - Faz-se a eletrólise de CuSO4 em solução aquosa usando como cátodo um fio de cobre puro e como ânodo um bloco de cobre impuro. Nesse processo, precipita a lama anódica que contém impurezas de Au, Ag, Pt, etc., da qual são posteriormente extraídos esses metais.
Galvanoplastia - Douração, prateação, niquelação, cromeação, etc., feitas por via eletrolítica.
Aplicações da eletrólise