"Eletroquímica é a ciência concernente às relações entre a energia elétrica e a energia química"

Campanha de Conscientização

História da Eletricidade e Eletroquímica

A história da eletricidade teve inicio na Antigüidade, desde de a Grécia antiga. De acordo com Tales de Mileto, ao se esfregar âmbar com pele de carneiro, observou-se que pedaços de palha eram atraídos pelo âmbar. A palavra eléktron (ἤλεκτρον) significa âmbar em grego.
Em relação ao seu desenvolvimento no oridente, especula-se que objetos encontrados no Iraque, datados de 250 AC, seriam usados como uma forma de bateria.

Cientistas envolvidos:

Camnago e Pávia

Luigi Galvani e Alessandro Volta

Michael Faraday

Svante Arrhenius

Erich Hückel

John F. Daniell

Michael Faraday

Sir Humphry Davy

Wiliam Nicholson

Principais Descobertas e Experimentos:
Luigi Galvani (1737-1798) descobriu que os músculos e nervos na perna de um sapo sofriam uma contração ou espasmo causado pela corrente elétrica liberada por um gerador eletrostático.

A seguir, foram decompostas soluções de vários sais empregando a energia elétrica proveniente de uma pilha, tais como o isolamento do sódio e do potássio de seus hidróxidos feita por Sir Humphry Davy (1801)

Faraday realizou pesquisas e elaborou teorias que constituíram os fundamentos da eletroquímica e do eletromagnetismo. Os estudos realizados sobre a eletrólise de soluções de sais, ácidos e bases, serviram para obter as leis básicas da eletrólise (1834), relacionando a ação química produzida pela corrente e a quantidade de eletricidade.

Josiah Willard Gibbs demonstrou (1875) que a possibilidade de uma reação química ocorrer poderia ser avaliada pela diferença de potencial em uma célula galvânica. Walther Nernst (1889) estudou sistemas em equilíbrio e relacionou o potencial da célula com a concentração das substâncias químicas utilizadas.

Svante Arrhenius (1887) explicou a condutância elétrica de soluções em termos de migração de íons e equilíbrio entre íons e moléculas.

Em 1923, Peter Debye (prêmio Nobel em Química em 1936) e Erich Hückel explicaram a condutância, o potencial eletroquímico e outras propriedades de soluções iônicas.

Consequências para a atualidade:
Hoje em dia todo mundo usa uma pilha, seja no Mp3, rádio, tv, baterias. As pilhas são formas eficazes de armazenar energia, e são usadas em larga escala no mundo todo. Pilhas são feitas de mercúrio, que é um metal altamente poluente e tóxico, tanto para a nossa saúde quanto para o meio ambiente. Além disso, hoje também já existem pilhas recarregáveis e nucleares.

Corrente Elétrica

A corrente elétrica é o movimento ordenado de cargas elétricas, através de um condutor elétrico. Ela pode ser definida como corrente elétrica real (sentido do movimento dos elétrons) e corrente elétrica convencional (consiste no movimento de cargas positivas). Para isso acontecer, duas coisas são fundamentais: uma diferença de potencial, capaz de atrair os elétrons e um meio de propagação que permita sua passagem.

Dentro dos condutores há muitos elétrons livres descrevendo um movimento caótico, sem direção determinada. Ao aplicar-se uma diferença de potencial entre dois pontos de um metal (ligando as pontas do fio a uma bateria, por exemplo), estabelece-se um campo elétrico interno e os elétrons passam a se movimentar numa certa ordem, constituindo assim a corrente elétrica.


Para medir a corrente, pode-se utilizar um amperímetro. Apesar de prático, isto pode levar a uma interferência demasiada no objeto de medição, como por exemplo, desmontar uma parte de um circuito que não poderia ser desmontada.Como toda corrente produz um campo magnético associado, pode-se tentar medir este campo para determinar a intensidade da corrente. O efeito Hall, a bobina de Rogowski e sensores podem ser de grande valia neste caso.

Há dois tipos de corrente elétrica:
Corrente contínua: É aquela cujo sentido se mantém constante. Ex: corrente de uma bateria de carro, pilha, etc.

Corrente alternada:É aquela cujo sentido varia alternadamente. Ex: corrente usada nas residências.

A corrente elétrica que circula através dos resistores, pode transformar energia elétrica em energia térmica, sob efeito joule.

Condutores - Soluções Iônicas e Moleculares

Para que ocorra a corrente elétrica, é necessário um meio de propagação que permita a passagem dos elétrons. O meio condutor pode ser qualquer meio material (constituído por matéria). Portanto, alguns são bons condutores e outros são maus condutores (isolantes), ou seja, alguns permitem facilmente a passagem dos elétrons, outros dificultam e outros impedem.

Mas para uma solução permitir a condução de corrente, uma coisa é fundamental: a presença de íons. Os íons funcionam como “caronas”, que permitem o fluxo eletrônico. Dessa forma, as substâncias iônicas (quando em solução ou líquidas) liberam íons, portanto, conduzem corrente elétrica. Já as substâncias moleculares (quando em solução), se não sofrerem ionização não conduzem corrente elétrica.

Condutores Líquidos: As soluções básicas ácidas ou salinas. Nestes condutores, A corrente elétrica é constituída pelo movimento de íons em dois sentidos (cátions no sentido de campo elétrico e ânions que se deslocam no sentido oposto). Estes condutores são chamados eletrólitos.

Condutores Gasosos: O sódio, o fósforo, o mercúrio, o néon etc. Os gases em geral são isolantes, mas, quando ionizados tornam-se condutores.

Condutores Sólidos: Normalmente os metais, como o ouro, a prata e o cobre são citados como condutores Nos metais a corrente elétrica é constituída pelo movimento de elétrons que vão passando de um átomo a outro com grande facilidade, deslocando-se em sentido oposto ao do campo. Já outros sólidos como a madeira, o papel e o plástico são citados como não condutores, pois não permitem a passagem de fluxo de elétrons, ou deixam passar apenas um pequeno número deles.

Oxidação e Redução

Os elementos envolvidos em uma reação eletroquímica são caracterizados pelo número de elétrons que têm. Uma reação na qual ocorrem oxidação e redução é chamada de reação redox.
A perda de elétrons de uma substância é chamada oxidação, e o ganho é conhecido como redução.


Ânodo: eletrodo para onde se dirigem os ânions (pólo negativo), ocorrendo a corrosão, com conseqüente perda de massa e oxidação dos ânions, pois aumenta o número de elétrons livres.

Cátodo: eletrodo para onde se dirigem os cátions (pólo positivo). Nesse elétrodo ocorre sempre depósito (aumento da massa), e também redução dos cátions.

Os metais apresentam diferentes tendências à oxidação, como por exemplo, em presença de ar e umidade nota-se que o ferro tem maior tendência a se oxidar do que o níquel e o ouro.

Por isso, é necessária uma tabela de potenciais de redução. Os elétrodos que fornecem elétrons ( ânodo) são colocados acima do hidrogênio , ficando com o sinal negativo. E os elétrodos que recebem elétrons ( cátodo ) são colocados abaixo do hidrogênio, ficando com o sinal positivo:

Potenciais Padrão

Os padrões das meias reações estão relacionados ao fato de termos transformações químicas que envolvem transferências de elétrons entre as espécies, ou seja, alguém perde elétrons (oxida), enquanto alguém ganha (reduz). Isso pode ser feito artificialmente, colocando as espécies desejadas, e passando por elas uma corrente de eletricidade. A recíproca é verdadeira: eletricidade produz reações químicas; reações químicas produzem eletricidade. Isso, em reações REDOX, as chamadas Oxi-redução.

Potencial das Pilhas:
* Quanto maior for o E0red, mais fácil será a redução e mais forte será o oxidante.

* Quanto menor for o E0red, mais difícil será a redução e mais fraco será o oxidante.

* Quanto maior for o E0red, mais difícil será a oxidação e mais fraco será o redutor.

* Quanto menor for o E0red, mais fácil será a oxidação e mais forte será o redutor.

Cálculo da ddp:
O cálculo da diferença de potencial pode ser feito com a fórmula:
D E = Ered(maior) - Ered(menor)


Assim, para pilha de Daniell temos:

Trabalho espontâneo: é um processo espontâneo, o valor de D E é sempre positivo.

Trabalho elétrico da pilha: Energia responsável pelo trabalho químico recebe o nome de energia livre (G).

A variação de energia livre (D E) mede o trabalho realizado pelo sistema.

D G = -nF*D E.
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