1a aula da disciplina de eletroquímica no curso de Licenciatura em Química na UEMS

1. Prof Clauber

2. Ementa
CH
 68 h
 Objetivo:
 Introduzir os conceitos fundamentais da
eletroquímica.


3. Ementa
Termodinâmica eletroquímica
 Noções gerais sobre dupla camada elétrica e
seus principais modelos estruturais,
 cinética eletroquímica,
 exemplos de processos eletroquímicos:
 baterias e pilhas e
 corrosão.


4. Ementa

Noções sobre as principais técnicas
eletroquímicas:
 voltametrias
 voltametrias

de varredura de potencial e
de pulso.
Apresentação de experimentos eletroquímicos
elaborados pelos alunos como prática docente
no contexto do ensino médio de Química.

5. 
Bibliografia Básica:
 ATKINS, P. W. Físico-Química. 6.ed. Rio de
Janeiro: LTC, 1999. Vol. 1, 2 e 3.
 CASTELLAN, G. Fundamentos de Físico-Química.
Rio de Janeiro: LTC, 1986.
 MOORE, W. J. Físico-Química. São Paulo: Edgard
Blücher Ltda: EDUSP, 1976. Vol.1 e 2.
 BARD, A. J.; FAULKNER, L. R. Electrochemical
Methods: Fundamentals and Aplications. 2ª.ed.
New York: John Wiley & Sons, Inc., 2001.

6. 
Bibliografia Complementar:
 BOCKRIS, J. O. M.; REDDY, A. K. N. Modern
Eletrochemistry. New York: Plenum, 1970. Vol 1 e 2.
 BRETT, A. M.; BRETT, C. M. A. Eletroquímica:
princípios, métodos e aplicações. Coimbra:
Almedina, 1996.
 DENARO, A. R. Fundamentos de Eletroquímica. São
Paulo: Edgard Blücher Ltda, 1974.
 OLDHAM, K. B.; MYLAND, J. C. Fundamentals of
Electrochemical Science. New York: Academic Press,
1994.

7. 
Bibliografia Complementar:
 SKOOG, D. A.; HOLLER, F. J.; NIEMAN, T. Principles of
Instrumental Analysis. Philadelphia: Saunders,1998.
 TICIANELLI, E. A.; GONZALEZ, E. R. Eletroquímica. São Paulo:
EDUSP, 1998.
 WANG, J. Analytical Electrochemistry. New York: VCH, 1995.

10. 
Eletroquímica é o ramo da química preocupada
com a inter-relação dos efeitos elétricos e
químicos.

Uma grande parte deste campo lida com o
estudo das alterações químicas provocadas pela
passagem de uma corrente elétrica e da
produção de energia elétrica por meio de
reações químicas.

11. O campo da eletroquímica

Uma enorme variedade de fenômenos
diferentes (por exemplo, eletroforese e
corrosão),

Dispositivos (displays eletrocrômicos, sensores
eletroanalítica, baterias e células de
combustível) e

Tecnologias (a galvanização de metais e de
grande escala produção de alumínio e cloro).

13. História da Eletricidade e
Eletroquímica

A História da Eletricidade começa na
Antiguidade, a partir da Grécia Antiga.

Segundo Tales de Mileto, ao se esfregar um
pedaço de âmbar com pele de carneiro, era
possível observar que pedaços de palha eram
atraídos pelo âmbar.
Fonte: Blog da eletroquímica. http://eletroquimic.blogspot.com/2007/11/histria-da-eletricidade-eeletroqumica_27.html

14. História da Eletricidade e
Eletroquímica

A palavra eléktron (ἤλεκτρον) significa âmbar
em grego.

Em relação ao seu desenvolvimento no Oriente,
especula-se que objetos encontrados no Iraque,
datados de 250 a.C., seriam utilizados como um
tipo de bateria.
Fonte: Blog da eletroquímica. http://eletroquimic.blogspot.com/2007/11/histria-da-eletricidade-eeletroqumica_27.html

15. Galvani

No século XVIII, a partir de estudos, realizados
em coxas de rã descobriu que músculos e células
nervosas eram capazes de produzir eletricidade,
que ficou conhecida então como a eletricidade
galvânica.

Mais tarde, Galvani demonstrou que essa
eletricidade é originária de reações químicas.

16. http://www.art247.com/Photo/40108-Galvani-frog-Exp----4

17. Vídeo:

18. Experimento de Humphry
Davy

Foram decompostas soluções de vários sais
empregando a energia elétrica proveniente de
uma pilha,

tais como o isolamento do sódio e do potássio
de seus hidróxidos feita por Sir Humphry Davy
(1801)

19. Faraday

Realizou pesquisas e elaborou teorias que
constituíram os fundamentos da eletroquímica e
do eletromagnetismo.

Os estudos realizados sobre a eletrólise de
soluções de sais, ácidos e bases, serviram para
obter as leis básicas da eletrólise (1834),
relacionando a ação química produzida pela
corrente e a quantidade de eletricidade

20. 
Josiah Willard Gibbs demonstrou (1875) que a
possibilidade de uma reação química ocorrer
poderia ser avaliada pela diferença de potencial
em uma célula galvânica.

Walther Nernst (1889) estudou sistemas em
equilíbrio e relacionou o potencial da célula com
a concentração das substâncias químicas
utilizadas.

21. 
Svante Arrhenius (1887) explicou a condutância
elétrica de soluções em termos de migração de
íons e equilíbrio entre íons e moléculas.

Em 1923, Peter Debye (prêmio Nobel em
Química em 1936) e Erich Hückel explicaram a
condutância, o potencial eletroquímico e outras
propriedades de soluções iônicas.

22. O que é corrente elétrica?

A corrente elétrica é o movimento ordenado de
cargas elétricas, através de um condutor elétrico.

Ela pode ser definida como corrente elétrica real
(sentido do movimento dos elétrons) e corrente
elétrica convencional (consiste no movimento de
cargas positivas).
http://www.novafisica.net/conte
udo/cont-3-corrente3.htm

23. Condições para que ocorra uma
corrente elétrica num condutor

É necessário duas coisas fundamentais:
 uma
diferença de potencial, capaz de atrair os
elétrons e

um meio de propagação que permita sua
passagem.

24. O que ocorre dentro dos
condutores

Há muitos elétrons livres descrevendo um movimento
caótico, sem direção determinada.
Aplicação de
uma
diferença de
potencial
externo (ex.:
bateria)
Estabelecime
nto de um
campo
elétrico
interno
Os elétrons
passam a se
movimentar
numa certa
ordem
Estabelecime
nto de uma
corrente
elétrica

25. Tipos de corrente elétrica
Corrente contínua:
 É aquela cujo sentido se mantém constante.
Ex: corrente de uma bateria de carro, pilha,
etc.
 Corrente alternada:
 É aquela cujo sentido varia alternadamente.
Ex: corrente usada nas residências.


26. Condutores - Soluções
Iônicas e Moleculares

Para que ocorra a corrente elétrica, é necessário
um meio de propagação que permita a
passagem dos elétrons.

O meio condutor pode ser qualquer meio
material (constituído por matéria).

Portanto, alguns são bons condutores e outros
são maus condutores (isolantes), ou seja, alguns
permitem facilmente a passagem dos elétrons,
outros dificultam e outros impedem.

27. Condução de corrente
elétrica em uma solução
Mas para uma solução permitir a condução de
corrente, uma coisa é fundamental:
 a presença de íons.
 Dessa forma, as substâncias iônicas (quando em
solução ou líquidas) liberam íons, portanto,
conduzem corrente elétrica.
 Já as substâncias moleculares (quando em
solução), se não sofrerem ionização não
conduzem corrente elétrica.


28. Condutores líquidos

São as soluções básicas, ácidas ou salinas.

Nestes condutores, a corrente elétrica é
constituída pelo movimento de íons em dois
sentidos (cátions no sentido de campo elétrico
negativo e ânions que se deslocam no sentido
oposto).

Estes condutores são chamados
 Eletrólitos.

29. Condutores gasoss

Os gases em geral são isolantes, mas, quando
ionizados tornam-se condutores.

30. Condutores sólidos
Normalmente os metais, como o ouro, a prata e
o cobre são citados como condutores
 Nos metais a corrente elétrica é constituída pelo
movimento de elétrons que vão passando de um
átomo a outro com grande facilidade,
deslocando-se em sentido oposto ao do campo.


31. E os outros Condutores
sólidos?

Já outros sólidos como a madeira, o papel e o
plástico são citados como não condutores, pois
não permitem a passagem de fluxo de elétrons,
ou deixam passar apenas um pequeno número
deles.

33. 
A primeira pilha foi criada em 1800, por
Alessandro Volta, que utilizava discos de cobre e
zinco, separadas por algodão embebido em
solução salina.

Os discos foram chamados de eletrodos, sendo
que os elétrons saiam do zinco para o cobre,
fazendo uma pequena corrente fluir.

35. Pilha de Volta. Fonte:
http://educar.sc.usp.br/licenciatura/2006/Pilha_de_Daniel/pilha_de_Daniell.html

37. http://quimicanafacu.blogspot.com/2010/03/pilha-de-daniell.html

38. Em 1836, John Frederick Daniell construiu uma
pilha com eletrodos de cobre e zinco, mas cada
eletrodo ficava em uma cela individual, o que
aumentava a eficiência da pilha, pois ela possuia
um tubo que ligava as duas cubas, este tupo foi
chamado de ponte salina.
 Esta pilha ficou conhecida como pilha de Daniell.
