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QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP 1
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
QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP 25
Distintos tipos de eletrodos
QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP 26
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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QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP 33
Bateria de chumbo ácido
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Bateria íon-lítio
QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP 35
Bio-sensores
Eletrólise
QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP 36
QFL-2636 Eletroquímica e Eletroanalítica – IQUSP 37
Célula a combustível
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Célula a combustível