Transformações químicas e eletricidade
Autor: quimiescola | Publicado: 2011-11-02T06:06:00-07:00

TRANSFORMAÇÕES QUÍMICAS E ELETRICIDADE
Em nosso dia a dia presenciamos muitos fenômenos que ocorrem com o envolvimento de eletricidade: os raios que caem em uma tempestade, funcionamento de eletrodomésticos, a atração dos nossos cabelos por um pente plástico e também a passagem de corrente por diversos materiais (soluções iônicas). 
A energia elétrica pode ser obtida por pilhas e baterias, pela ocorrência de transformações químicas e, para isso, são utilizados dois sólidos condutores associados com soluções aquosas condutoras ou pastas feitas a partir de materiais iônicos.

Pilha
O pólo positivo (cátodo) é sempre o eletrodo onde acontece redução, exemplo do cobre. O pólo negativo (ânodo) é onde acontece a oxidação, exemplo do zinco. Quando ocorre reação de redução, sempre deve acontecer outra reação que seja de oxidação. 
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Poder relativo de oxidação e redução
Existe uma série de reatividade dos metais conhecidos e mostram a facilidade com que eles sofrem redução ou oxidação quando combinados com os outros.

   è&nbsp; Caráter   oxidante crescente&nbsp; è  
   K   Na   Ca   Mg   Al   Zn   Fe   Ni   Sn   Pb   Cu   Ag   Au  
   ç&nbsp;&nbsp; Caráter   redutor crescente&nbsp;&nbsp; ç  

Reações de oxirredução
A palha de aço colocada em uma solução de CuSO4, provoca uma mudança na coloração da solução e também na palha de aço. O descoramento da solução de CuSO4 ocorreu em função da transformação dos íons Cu2+ em cobre metálico.
Ocorrerá reação de deslocamento entre um metal e um íon metálico se, na série de reatividade, o metal estiver situado à esquerda do elemento que forma o íon metálico. Assim o Alumínio reage com solução aquosa de sulfato de cobre II, mas não reage com solução aquosa de cloreto de sódio. O que ocorre se colocarmos um parafuso de cobre e uma porca de zinco imersa em uma solução de ácido clorídrico diluída. Consultando a série de reatividade dos metais o cobre não reagirá e o zinco sim. 
Essas associações metais/íons irão resultar na ocorrência de reações de oxirredução espontâneas. Esse tipo de reação que possibilita o funcionamento das pilhas, a partir daí é possível escolher os materiais que podem ser empregados na sua construção.
Pilha
É uma célula constituída por duas semicelulas, uma é o ânodo e outra é o cátodo.
Pilha seca comum, de rádios
Zn(s) + MnO2(s) + 2H2O è Zn2+ (aq) + Mn(OH)2(s) + 2OH-(aq)
Potencial elétrico da pilha é a diferença entre os potenciais de seus eletrodos.
∆Eo &nbsp;= zinco + cobre
Potencial padrão de redução
Zinco:-0,76
Cobre: + 0,34
∆Eo = (eletrodo cátodo) – (eletrodo ânodo)
∆Eo = (0,34V) – (-0,76V)
∆Eo = +1,10V
Bateria
É um conjunto de células ligadas em série, intercalando pares de ânodo-cátodo. Exemplo: bateria de automóvel.
Desvantagem: elevado peso e risco de contaminação ambiental.
Vantagem: possibilidade de reversão das reações. Depois de dada a partida, o motor aciona um gerador que fornece energia elétrica para a recarga da bateria.
Bateria chumbo-ácido: automóveis
Pb(s) + PbO2(s) + 2HSO-4(aq) + 2H-(aq) è 2PbSO4(s) + 2H2O

Eletrolise 

Eletrólise é o processo de indução de reações químicas de oxidação e redução não espontâneas, pela passagem de corrente elétrica em soluções iônicas ou em sais fundidos.

O processo de eletrolise é um método responsável pela obtenção de várias substâncias importantes, como cloro, hidróxido de sódio, hidrogênio. Na eletrólise, o pólo onde ocorre redução é o negativo e o pólo onde ocorre oxidação é o positivo.

Eletrólise da salmoura
Semi-reação anódica (eletrodo positivo) – oxidação
2Cl1-(aq) è Cl2(g) + 2é
Semi-reação catódica (eletrodo negativo) – redução
2Na + 2H2O(l) + 2é è H2 + 2NaOH1-(aq)
A soda cáustica (hidróxido de sódio) é usada na fabricação de sabões e detergentes. 
Se os produtos se misturarem, ocorrem reações secundárias:
2NaOH + Cl2 → NaOCl + H2
ou

2OH + Cl2 →2OCl + H2
e no ânodo pode ocorrer, até certo ponto, outra reação:
4OH →2H2O + 4e
Na eletrólise o pólo positivo é o ânodo e o negativo é o cátodo. Na pilha é o contrário.

      eletrólise   pilha  
   Pólo   positivo   ânodo   cátodo  
   Pólo   negativo   cátodo   ânodo  


Os minérios mais comuns utilizados na obtenção de cobre são a calcopirita (CuFeS2), a calcosita (Cu2S), a azurita (CuCO3) e a cuprita (Cu2O). Os minérios são triturados, passam por processos de purificação e os produtos são submetidos a vários tratamentos térmicos. Esta mistura é purificada através de um processo eletrolítico no qual se formará cobre com 99% de pureza.
O alumínio é obtido a partir da bauxita – minério composto principalmente por Al(OH)3, que ao interagir com uma solução de soda cáustica, sofre transformações químicas, produzindo a alumina (Al2O3). 

O óxido de alumínio Al(OH)3, ao passar por uma corrente elétrica em criolita fundida(NaAlF6), obtém-se alumínio fundido e oxigênio. 

2Al3+ (dissolvido) + 3º2- (dissolvido) è 2Al + O2.

Galvanização

A Galvanização ou eletrodeposição é todo o processo eletrolítico que consiste em revestir superfícies de peças metálicas com outros metais. Este revestimento é feito, geralmente, para proteger a peça da corrosão e/ou como acabamento estético. Na galvanização utiliza-se dois eletrodos mergulhados numa solução eletrolítica ligados a uma fonte de corrente. A peça a ser revestida deve funcionar como cátodo (deve estar ligada ao pólo negativo da fonte). O ânodo, ligado ao pólo positivo da fonte, pode ser de um material inerte ou constituído pelo metal que se quer revestir a peça. A solução eletrolítica deve conter como eletrólito um sal que contem cátions do mesmo metal.

Um dos principais usos do zinco metálico é a proteção do ferro contra a corrosão. O ferro é mergulhado em zinco fundido ou recoberto eletroquimicamente.


LIXO ELETRÔNICO: Não devolva para a natureza o que ela não criou. Os perigos:
Na composição dos equipamentos eletrônicos existem substâncias tóxicas como mercúrio, chumbo, cádmio, belírio e arsênio – altamente perigosos à saúde humana. Além disso, para se produzir os aparelhos também são utilizados compostos químicos retardantes de chamas e PVC, que demoram séculos para se decompor no meio ambiente. Em contato com o ar, as águas e o solo, e por exposição direta ou indireta via água de abastecimento e alimentos, essas substâncias podem distúrbios no sistema nervoso, problemas renais e pulmonares, câncer e outras doenças, podendo, inclusive, afetar o cérebro.
Os metais pesados, com alta concentração no lixo eletrônico, têm a propriedade da bioacumulação nos organismos vivos e, dessa forma, se estender por toda a cadeia trófica, isto é, toda a cadeia alimentar, chegando ao topo onde se encontra o homem.
http://www.ambiente.sp.gov.br/mutiraodolixoeletronico/perigos.htm
  

Exercícios eletricidade e transformação química II  
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 1)&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Na pilha o metal mais reativo é aquele que tem maior tendência de sofrer oxidação. Identifique numa pilha qual é o cátodo e qual é o ânodo:  
&nbsp; a) pólo positivo_______b) pólo negativo______  
2)&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Corrente elétrico é o movimento ordenado de partículas carregadas eletricamente. Qual é o sentido dos elétrons numa pilha: do pólo_________para o pólo_________  
3)&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Eletrólise é o sistema onde a corrente elétrica provoca uma reação química. Dê um exemplo de processo de eletrólise.  
4)&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Colocando a palha de aço numa solução de sulfato de cobre, percebe-se que a palha de aço muda de cor, adquirindo a cor do cobre metálico. Qual é o metal mais reativo, o cobre ou ferro?  
5)&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Soda cáustica e cloro são obtidos a partir da eletrólise de:  
&nbsp;&nbsp; a) cloreto de sódio&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;b|) óxido de alumínio&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;c) tetracloreto de carbono