Você deve ter
percebido quando construiu a pilha de Daniel que as reações aconteceram espontaneamente,
ou seja não houve necessidade de fornecer energia para que acontecesse a reação pelo
contrário as reações é que produziram energia. Nos acumuladores foi visto que também
ocorre uma reação espontânea que gera energia e só é necessário fornecer energia
para o acumulador quando se quer inverter as reações. Assim as reações no acumulador
que produzem energia elétrica são espontâneas e as reações que chamamos de inversas
não são espontâneas pois precisam que se forneça energia para que elas ocorram.
Portanto através dos tipos de pilhas que estudamos
até agora podemos concluir que pilhas e baterias são constituídas de reações
químicas expontâneas que produzem energia elétrica. Assim sempre que tivermos uma
reação expontânea onde uma espécie doa elétrons e outra recebe elétrons podemos ter
uma pilha. Será então que existe algum modo de prever sem se fazer experimentos se duas
substâncias quando colocadas em contato podem formar uma pilha?
Numa pilha a reação espontânea acontece por causa
de um diferença de potencial existente entre as substâncias. Diferença de potencial
(ddp), tensão e voltagem são sinônimos. A ddp de uma pilha depende da intensidade de
corrente elétrica que a percorre. Quanto maior a intensidade de corrente, menor será a
sua ddp. Chama-se força eletromotriz (fem) à ddp da pilha quando não há passagem de
corrente elétrica.
A ddp de uma pilha é a medida da capacidade de um
gerador de impulsionar elétrons através de um circuito externo (fio que liga os dois
eletrodos). Em nosso estudo vamos supor que a intensidade de corrente seja muito pequena ;
daí os termos força eletromotriz e diferença de potencial serem usadas como sinônimos.
Visto ser impossível determinar o potencial de um
eletrodo isolado, por não constituir uma pilha e portanto não haver diferença de
potencial, foi necessário criar um eletrodo padrão, de potencial conhecido. O elemento
escolhido foi o hidrogênio, por combinar-se com a maioria dos elementos da tabela
periódica e com o qual construiu-se um eletrodo, montado sobre uma placa de platina
recoberta com pó de platina sobre o qual se passa uma corrente de hidrogênio a pressão
de 1 atm e que será mergulhado em solução ácida de concentração 1 mol.L-1.
A este eletrodo, construído nas condições padrão (1 atm e 1 mol.L-1)
atribuiu-se arbitrariamente o potencial de zero
Voltz. Assim montaram-se eletrodos nas condições
padrão dos mais diversos pares de oxi-redução e que foram associados ao eletrodo
padrão de hidrogênio (EPH). Nestas condições a diferença de potencial gerada pela
pilha correspondem diretamente ao potencial de oxidação ou redução do elemento
associado ao EPH dependendo do sentido expontâneo de reação do mesmo. Atribui-se sinal
positivo ao potencial do elemento que corresponde ao sentido expontâneo de reação do
mesmo perante ao EPH. Portanto terá sinal negativo o potencial do elemento quando no
sentido da reação não expontânea.
Com os valores de potencial obtidos em relação ao
EPH montou-se uma tabela de potenciais. Esta tabela nos permite não só verificar se um
eletrodo reage de forma expontânea com o hidrogênio mas se ele reage de forma
expontânea ou não em relação a outra espécies. Nesta tabela por convenção são
colocados os potenciais para as reações no sentido da redução.
Agora vamos tentar prever se, por exemplo, pode
existir uma pilha com os eletrodo Mg, Mg+ e Ag, Ag+.
As semi reações de redução e seus respectivos
potenciais tabelados são:
Mg2+ + 2e-
à Mg -2,73V
Ag+ + e-
à Ag +0,80V
Esses dados mostram que a prata tem muito mais
facilidade de reduzir que o magnésio pois seu potencial de redução é muito maior que o
do magnésio. Assim o que ocorrerá é a redução do Ag+ a Ag metálico e a
oxidação do Mg a Mg 2+. |
