Células Galvânicas

Uma reação eletroquímica é um processo em que os elétrons são transferidos entre duas substâncias, com uma perdendo elétrons e a outra ganhando-os. Quando uma substância perde elétrons, dizemos que ela sofreu oxidação ou que foi oxidada. Quando ganha elétrons, dizemos que sofreu redução ou foi reduzido. Para ajudá-lo a distinguir entre os dois, lembre-se da frase 'plataforma de petróleo', que significa oxidação está perdendo, redução está ganhando. Algumas reações eletroquímicas ocorrem espontaneamente, que podemos estudar em uma célula galvânica.

A célula galvânica tem quatro partes principais. Primeiro, existem dois eletrodos de metal, cada um dos quais é imerso em uma solução eletrolítica diferente. As soluções consistem nos íons necessários para as semi-reações, seja a reação de oxidação ou redução, que ocorrem em cada eletrodo. As soluções são conectadas por uma ponte salina, que permite o fluxo de íons e mantém a neutralidade de carga das soluções. Os eletrodos são conectados por um circuito externo, pelo qual os elétrons viajam durante a reação.

O ânodo é o eletrodo que libera elétrons na reação ou é oxidado. O cátodo é o eletrodo que ganha elétrons e é reduzido. Para ajudá-lo a distinguir entre esses dois rótulos, lembre-se da frase 'gato vermelho', pois a redução ocorre no cátodo.

Então, como sabemos qual metal atua como ânodo e qual atua como cátodo? Podemos usar o potencial padrão do eletrodo do metal, que é uma medida da tendência do metal de perder elétrons. Um potencial de eletrodo mais negativo significa que o metal tem uma tendência maior a perder elétrons. Os elétrons sempre fluem do metal com o potencial padrão mais baixo para o metal com o maior potencial padrão.

Em uma célula galvânica, os elétrons fluem do ânodo para o cátodo, portanto, o ânodo é o metal com o potencial padrão mais baixo e o cátodo é o metal com o potencial padrão mais alto. À medida que os elétrons viajam entre os dois eletrodos, um potencial elétrico é medido. A magnitude da tensão produzida é igual ao potencial padrão do cátodo menos o potencial padrão do ânodo.

Assim, se dois metais com potenciais de eletrodo padrão semelhantes forem usados na célula galvânica, como chumbo e estanho, por exemplo, a magnitude da tensão produzida será baixa. Se os metais tiverem diferentes potenciais padrão, como prata e magnésio, a tensão produzida será alta.

Neste laboratório, você construirá uma célula galvânica usando dois eletrodos de metal e medirá o potencial produzido à medida que as reações de oxidação e redução ocorrem. Em seguida, você identificará eletrodos de metal desconhecidos usando potenciais padrão conhecidos e determinará a magnitude da tensão produzida.