Células eletrolíticas

As reações eletroquímicas são vitais para muitos processos na tecnologia e no corpo humano e envolvem a transferência de elétrons de uma espécie química para outra. Essas reações são chamadas de reações de redução-oxidação ou reações redox.

Quando uma espécie perde elétrons, ela sofre oxidação, e dizemos que está oxidada. Quando uma espécie ganha elétrons, ela sofreu redução, e dizemos que está reduzida. Em uma célula galvânica eletroquímica, ocorrem espontaneamente reações redox, que geram energia elétrica. No entanto, em uma célula eletrolítica, a energia elétrica é aplicada, o que faz com que as reações redox ocorram.

Uma célula eletrolítica consiste na solução de reação chamada eletrólito, que contém qualquer espécie química que seja oxidada ou reduzida, bem como íons necessários para permitir o fluxo de elétrons. A célula eletrolítica possui dois eletrodos metálicos que são imersos na solução eletrolítica. Um circuito externo conecta os dois eletrodos, que completa o circuito e nos permite aplicar tensão ou corrente.

A corrente ou tensão aplicada é o que faz com que a reação eletroquímica ocorra. A semi-reação de oxidação ocorre no ânodo e a semi-reação de redução ocorre no cátodo. Para ajudá-lo a diferenciar entre os dois, lembre-se da frase 'gato vermelho', que significa 'redução no cátodo'.

Mas como determinamos qual eletrodo é qual? Podemos usar o potencial de redução padrão dos eletrodos de metal, que é uma medida da tendência do metal de perder elétrons. Quanto maior o potencial de redução, maior a probabilidade de o metal ser reduzido.

Digamos que colocamos um eletrodo de prata e um eletrodo de cobre em uma célula eletrolítica e aplicamos corrente. O eletrodo de prata tem um potencial de redução maior, por isso é reduzido e atua como cátodo. O eletrodo de cobre tem um potencial de redução menor, por isso é oxidado e atua como ânodo.

Um uso das células eletrolíticas é realizar galvanoplastia, que é uma reação em que um metal é oxidado e depois reduzido na superfície de outro metal. Como o ânodo é o metal que faz o revestimento, em nosso exemplo de prata e cobre, o eletrodo de prata é revestido com uma fina camada de cobre.

Neste laboratório, você montará uma célula eletrolítica e executará o processo de galvanoplastia revestindo uma chave de latão com cobre.