Callister_-_Engenharia_e_Cincia_dos_Materiais_ptg_ ... - Ufrgs

Nem todos os materiais metálicos se oxidam para formar íons com o mesmo grau de
facilidade. Considere-se a célula eletroquímica mostrada na figura 18.2. No lado esquerdo se
encontra uma peça de ferro puro imersa numa solução contendo uma concentração 1 1 M de íons
Fe 2+ . O outro lado da célula consiste de um eletrodo de cobre puro numa solução 1 M de íons
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1 Concentração de soluções líquidas é às vezes expressa em termos de molaridade, M, o número de
moles de soluto por milhão de milímetros cúbicos (10 6 mm 3 , ou 1000 cm 3 ) de solução.
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Cu 2+ . As metades das célula estão separadas por uma membrana, que limita a mistura das 2
soluções. Se os eletrodos de ferro e de cobre estiverem conectados eletricamente, redução ocorrerá
para o cobre às expensas da oxidação do ferro, como segue:
Cu 2+ + Fe 6 Cu + Fe 2+ (18.13)
ou íons Cu 2+ se depositarão (eletrlodepositarão) como cobre metálico sobre o eletrodo de cobre,
enquanto que ferro se dissolve (corrói-se) no outro lado da célula e vai para a solução como íons
Fe 2+ . Assim as duas reações de meia-célula são representadas pelas relações
Fe 6 Fe 2+ + 2e - (18.14a)
Cu 2+ + 2e - 6 Cu (18.14b)
Figura 18.2 Uma célula eletroquímica consistindo de eletrodos de ferro e de cobre, cada um dos
quais imerso numa solução 1 M de seus íons. Ferro se corrói enquanto que cobre se eletrodeposita.
Quando uma corrente passa através do circuito externo, elétrons gerados a partir da
oxidação do ferro se escoam à célula de cobre a fim de reduzir os íons Cu 2+ . Em adição, existirá
algum movimento líquido de íon de uma célula para a outra através da membrana. Isto é chamado
um par galvânico - 2 metais eletricamente conectados num eletrólito líquido dentro do qual um
metal se torna anodo e se corrói, enquanto que o outro age como um catodo.
Um potencial elétrico ou voltagem existirá entre as 2 meias-células e sua magnitude pode
ser determinada se um voltímetro for conectado ao circuito externo. Um potencial de 0,780V resulta
a partir de uma célula galvânica cobre-ferro quando a temperatura for 25 o C (77 o F).
Considere-se agora um par galvânico consistindo da mesma meia-célula conectada a um
eletrodo de zinco metálico que é imerso numa solução 1 M de íons Zn 2+ (Figura 18.3). Neste caso,
o zinco é o anodo e se corrói, enquanto que agora o Fe se torna catodo. A reação eletroquímica é
assim
Fe 2+ + Zn 6 Fe + Zn 2+ (18.15)
O potencial associado com a reação desta célula é 0,323V.
Figura 18.3 Uma célula eletroquímica consistindo de eletrodos de ferro e de zinco, cada um dos