Eletrodo padrão de hidrogênio

O eletrodo escolhido como padrão foi o de hidrogênio, ao qual foi atribuído um potencial (Eº), igual a zero. A seguir, tem-se uma representação de um eletrodo de hidrogênio:

As semi-reações para esse eletrodo são: 

Oxidação: H_2(g) → 2H⁺_(aq) + 2e^–

Redução: 2H⁺_(aq) + 2e^– → H_2(g)

A fim de tornar possível convencionar o potencial-padrão, de hidrogênio igual a zero (0,00 V), algumas condições foram estabelecidas: 

Concentração de H⁺_(aq) = 1 mol/L

Temperatura = 25°C

Pressão do H_2(g) = 1 atm

Ou seja, são considerados eletrodos em condições-padrão aqueles que apresentarem soluções aquosas 1 mol/La 25°C e 1 atm.

DETERMINAÇÃO DO POTENCIAL-PADRÃO

Como o voltímetro indica 0,76 V, e o potencial-padrão do hidrogênio é 0,00 V, conclui-se que o potencial medido é do zinco. 

Ainda analisando a pilha, nota-se que os elétrons fluem do eletrodo de zinco para o eletrodo de hidrogênio, ou seja, o zinco se oxida (Znº → Zn²⁺ + 2e^–) e o hidrogênio se reduz (2H⁺ + 2e^– → H₂). 

Assim, a tendência do zinco em se reduzir é menor que a do hidrogênio, surgindo os potenciais-padrão de eletrodo. 

Potencial-padrão (Eº) de redução do zinco =- 0,76 V.

Os potenciais-padrão de redução negativos pertencem às espécies que se reduzem com mais difi culdade (ou se oxidam com mais facilidade) do que o hidrogênio. 

Os potenciais-padrão de redução positivos pertencem às espécies que se reduzem com mais facilidade (ou se oxidam com mais difi culdade) do que o hidrogênio. 

Também é possível que seja apresentado o potencial de oxidação. A única diferença entre esses potenciais é o sinal. 

Exemplo:

Potencial-padrão de redução do zinco (Eºred) = – 0,76 V 

Potencial-padrão de oxidação do zinco (Eºoxi) = + 0,76 V 

Hoje, por uma determinação da IUPAC, são utilizados apenas potenciais-padrão de redução.

TABELA DE POTENCIAL – PADRÃO DE ELETRODO (E°)

São valores que usam o eletrodo padrão de hidrogênio como eletrodo de referência.

Numa Pilha: E(catodo) > E(anodo)

CÁLCULO DA FORÇA ELETROMOTRIZ (FEM) DAS PILHAS (∆Eº)

Também chamada de ddp, o ∆Eº representa a diferença entre os potenciais-padrão de redução dos eletrodos que constituem a pilha.

ΔE = E_{(sofre redução)} – E_{(sofre oxidação)}

Como as pilhas envolvem processos espontâneos, o potencial de redução do oxidante (se reduz) será sempre maior que o potencial de redução do redutor (se oxida). Assim, ∆Eº ganhará sempre um valor positivo. O valor da ddp permite determinar se o processo é espontâneo ou não espontâneo:

Processo espontâneo = ∆E > 0

Processo não espontâneo = ΔE < 0

REPRESENTAÇÃO DAS PILHAS

A pilha de Daniell pode ser representada como: Zn_(s) / Zn²⁺_(aq) // Cu²⁺_(aq) / Cu_(s).

A ordem utilizada para representar uma pilha é colocar primeiro a espécie que oxida, com sua variação de número de oxidação; em seguida, adicionar “//”, que indica a ponte salina; por fim, coloca-se a espécie que reduz. 

METAL DE SACRIFÍCIO 

Um metal de sacrifício é utilizado a fim de proteger outro metal, evitando sua corrosão. Normalmente, esse metal a ser protegido apresenta elevado poder de oxidação. Assim, o metal de sacrifício irá impedir a oxidação do metal protegido. Essa característica só é possível uma vez que esses metais de sacrifício apresentam potencial de redução menor do que o do metal a ser protegido. 

Metais de sacrifício são muito utilizados em cascos de navios. Normalmente, esses navios são constituídos de ferro. O ferro, em contato com o ar e a umidade, se oxida, passando de Fe⁰ à Fe²⁺ levando à formação de ferrugem e, consequentemente, ao desgaste do material.