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Células electroquímicas — Química, 14–17

Compreende como uma reação redox espontânea pode fazer eletrões passar por um fio. Química, 14–17 anos.

Química que produz corrente

Numa célula galvânica, a oxidação liberta eletrões num elétrodo e a redução aceita-os noutro. Um fio dá aos eletrões um caminho, enquanto os iões se movem pela solução ou ponte salina para manter o equilíbrio de cargas. Assim, a reação química fica ligada a uma tensão e corrente mensuráveis.

Porque separar a reação?

Se um metal reage diretamente com iões de outro metal na mesma mistura, os eletrões podem atravessar diretamente o líquido e grande parte da energia transforma-se em calor. O problema é controlar essa transferência de eletrões. Separar a oxidação da redução força os eletrões a passar por um circuito externo, a ideia básica de uma pilha.

Uma célula de zinco-cobre

Numa célula de zinco-cobre, o zinco oxida-se: Zn → Zn²⁺ + 2e⁻. Os iões de cobre reduzem-se: Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu. Os electrões passam do zinco para o cobre pelo fio. Usando potenciais padrão, E°célula = 0,34 − (−0,76) = 1,10 V, pelo que a célula pode produzir corrente enquanto as duas semicélulas permanecem ligadas por iões.

Ânodo e cátodo

Muitas pessoas memorizam que o ânodo é negativo e o cátodo positivo, porque isso é verdade numa célula galvânica. A regra mais segura é química: a oxidação ocorre sempre no ânodo e a redução no cátodo. Numa célula eletrolítica, os sinais trocam-se, mas estes nomes das reações não.

Pilhas e corrosão

As pilhas portáteis usam reações redox separadas para alimentar telemóveis, relógios e veículos. A mesma química pode causar corrosão quando dois metais diferentes e um líquido condutor formam uma célula indesejada. Os engenheiros usam revestimentos, metais sacrificiais e o desenho dos circuitos para controlar onde ocorre a oxidação.

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