Eletroquímica

Eletroquímica é a parte da química que estuda a transformação de energia química em energia elétrica e vice-versa. A transformação é através das reações químicas entre os elementos presentes na reação, onde um perde elétrons e o outro ganha. Todos os processos envolvem reações de oxirredução.

Oxidação: é a perda de elétrons.

Fe⁰ -> Fe⁺² + 2 elétrons
ferro -> ferrugem

Redução: é o ganho de elétrons.

Al⁺³ + 3 elétrons -> Al

Os processos de oxidação e redução são simultâneos.

Número de oxidação (Nox)

É a carga elétrica que o átomo adquire ao perder ou ganhar elétrons.

Tabela de Nox fixo
Toda substância simples, metais puros e gases nobres possuem Nox = 0
Ex: H_2(g), O_2(g), O_3(g), Fe⁰_(s), Hg⁰_(s), Ne⁰, He⁰, Ni⁰_(s)...

Família / Elemento	Nox (carga)
1A e Ag	+1
2A e Zn	+2
3A	+3
5A	-3
6A	-2
7A	-1
Oxigênio	-2
Hidrogênio	+1

Como Calcular o Nox de um elemento?
Regras:
* Em uma substância neutra a soma de todas as cargas deve ser zero.
* Em íons (cátions e ânions) a soma das cargas deve ser igual a carga aparente do íon.

Reações de Oxirredução

São aquelas que sofrem mudanças no Nox dos elementos conforme vão ocorrendo. Podemos também dizer que a reação de oxirredução ocorre quando há transferências de elétrons.

Como vimos anteriormente:
Oxidação -> é a perda de elétrons e há aumento do Nox.
Redução -> é o ganho de elétrons e há diminuição do Nox.
Vimos também que a oxidação e a redução são processos simultâneos.
Ex:

Agente oxidante: é a espécie química que sofreu redução na reação. Ele provoca oxidação em alguém.
Agente redutor: é a espécie que sofreu oxidação, ou seja, ele provoca a redução em alguém.

Pelo exemplo acima, temos que o agente oxidante é I₂⁺⁵ e o agente redutor é o C⁺².

Fonte: https://www.infoescola.com/quimica/eletroquimica/

Pilhas e Baterias

As pilhas e baterias são dispositivos em que reações de oxirredução transformam energia química em elétrica. Elas são estudadas em um ramo específico da Eletroquímica.

Diferentes tipos de pilhas e baterias usados em um centro de reciclagem em 16 de julho de 2013, em Fairfax*

As pilhas e as baterias são dispositivos estudados em Eletroquímica que transformam energia química em energia elétrica. Dentro desses aparelhos ocorrem reações de oxirredução, em que há transferência de elétrons, produzindo assim corrente elétrica.

A diferença entre as pilhas e baterias está no fato de que as pilhas, também chamadas de células eletroquímicas, são formadas por dois eletrodos (positivo (cátodo) e negativo (ânodo)) onde ocorrem respectivamente as semirreações de redução e oxidação, além de um eletrólito, que é uma solução condutora de íons.

Já as baterias são formadas por várias pilhas ligadas em série ou em paralelo. Graças a isso, as baterias produzem uma corrente elétrica muito mais forte que as pilhas.

Além disso, as pilhas e baterias podem ser divididas em primárias (não recarregáveis) e secundárias (recarregáveis).

Veja como esses dispositivos tão comuns em nosso cotidiano foram inventados, como eles funcionam e quais são indicados para cada equipamento, lendo os textos:

Ameaça das baterias de celular - https://www.brasilescola.com/quimica/ameaca-das-baterias-celular.htm

Bateria de última geração - https://www.brasilescola.com/quimica/bateria-ultima-geracao.htm

Pilhas e Baterias de Lítio - https://www.brasilescola.com/quimica/pilhas-baterias-litio.htm

Fontes:

https://www.brasilescola.com/quimica/pilhas-baterias.htm

https://www.infoescola.com/quimica/pilhas-e-baterias/

Bateria de latinha de alumínio (experiência de Química)