QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP1 Origem dos potenciais de eletrodo

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Origem dos potenciais de eletrodo

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Potencial de eletrodo diferença de potencial separação de cargas

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Como é a transferência de cargas na interface eletrodo/solução

(Fe3+)

(Fe2+)

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Banda de conduçãopreenchida

Nível de Fermi

metal solução

Fe3+

e-

Fe2+

Banda de conduçãopreenchida

Posição original do Nível de Fermi

metal solução

Fe3+

e-

Fe2+

+-

Alteração de concentrações

muito pequenas. Chega-se a uma

situação de equilíbrio dinâmico

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Se a concentração dos íons é mudada

Deslocamento do equilíbrio

Os íons determinam o potencial

Diferença de potencial (d.d.p) = f(conc. de espécies que determinam o potencial

Equação de Nernst

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Reações envolvendo cargas

Trabalho de manipulação de cargas

Potencial eletroquímico

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Potencial padrão do eletrodo Pt/Fe3+/Fe2+

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Equação de Nernst

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Convenção: o potencial da célula é dado pela diferença entre o potencial do eletrodo da direita e o da esquerda

Ecel = E = Ed - Ee

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Potenciais de eletrodo:Estado padrão:Espécies em solução: a = 1gases : p = 1

atmsólidos puros

Os potenciais são referidos ao eletrodo padrão de hidrogênio (EPH):

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Medida de potenciais de eletrodo: necessidade de um referência

Impossível medir Duas fases distintas

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B A

Voltímetro

Diferença de potencial entre dois condutores eletrônicos

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Tem que ser constante

Eletrodo de referência/eletrólito/eletrodo de estudo

Composição constante

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Pasta de calomelano: Hg/Hg2Cl2

Eletrodo de calomelano saturado

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Eletrodo padrão de hidrogênio

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Ag/AgCl

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Distintos tipos de eletrodos

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Distintos tipos de eletrodos

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Distintos tipos de eletrodos

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O potencial do eletrodo

we = n eo

EEm condições de equilíbrio:

Gp,T = -

w

F

Gp,T = - n eo NA

E

G = - n F E

Para a célula: No equilíbrio: E = 0Sentido espontâneo: E > 0

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Equação de Nernst e constante de equilíbrio

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Equação de Nernst e constante de equilíbrio

Corrosão

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Diagramas de Pourbaix

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Aplicações de medidas de potenciais de eletrodo

•Determinação de potenciais padrão•Determinação de coeficientes de atividade•Determinação de constantes de equilíbrio•Titulações potenciométricas•Equilíbrio em membranas•Determinação de propriedades termodinâmicas

Foto-litografia

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Pilha de Leclanché

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Bateria de chumbo ácido

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Bateria íon-lítio

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Bio-sensores

Eletrólise

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Célula a combustível

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Célula a combustível