Pilha Galvânica
As pilhas galvânicas têm seu funcionamento de acordo com as reações de oxiredução e redução e são um processo espontâneo. A primeira pilha foi a Pilha de Daniel. Para entender os fundamentos das pilhas é necessario saber algumas informações.
Eletrodos são os cátions dos metais em meio aquoso. Os metais têm tendencia a perderem elétrons e os cátions a receber elétrons, os que são de maior importância no estudo de pilhas são:
- Alúminio Al³+(aq)
- Cobre Cu²+(aq)
- Zinco Zn²+(aq)
Essa imagem é a primeira Pilha de Daniel, de um lado uma placa de metal Zinco mergulhada em uma solução aquosa de cátions de Zinco 2+ e no outro lado uma placa de metal Cobre mergulhada em uma solução aquosa de cátions de Cobre 2+. No processo a placa de Zinco irá passar seus eletrons para placa de cobre, por que sua tendência a perde eletróns é maior que do Cobre. Caso não houvesse a ponte salina a placa de Cobre iria aumentar seu tamanho e de Zinco diminuir.
O pontecial de redução explica as tendências de perder e ganhar eletróns:
Potencial de Redução (V)
Al³+(aq) + 3e- ---> Al(s) - 1,66 V
Zn²+(aq) + 2e- ---> Zn(s) - 0,76 V
2H+ + 2e- ---> H2(g) 0 V
Cu²+ + 2e- ---> Cu(s) + 0,34 V
O Cobre (Cu) tem melhor tendência para receber eletróns do que Zinco (Zn) e Alúminio (Al), pois seu potencial de redução é maior.
Ânodos são as substâncias que sofrem oxidação, ou sejam, perdem eletróns. Os Cátodos são opostos, ele sofrem processo de redução e ganham eletróns. Vamos usar como exemplo:
Ânodo: Zn(s) ---> Zn²+ + 2e- (oxidação) +0,76 V
Cátodo: Cu²+ + 2e- ---> Cu(s) +0,34 V
Equação Global: Zn(s) + Cu²+ ---> Zn²+ + Cu(s) +1,1 V
Representamos essa pilha como: Zn/Zn²+/Cu²+/Cu
Se a energia resultante do potencial de redução for maior que 0 então o processo é espontâneo.