Como as células voltaicas funcionam?

Responda:

Uma célula voltaica usa a oxidação e a redução que ocorrem em dois terminais chamados eletrodos para transformar a energia potencial química em energia potencial elétrica. A operação segue ...

Explicação:

Em uma célula voltaica, utilizamos um produto químico com tendência a oxidar - perder elétrons - e um segundo produto químico que reduzirá - ganhará elétrons.

Em termos de requisitos f√≠sicos, precisamos de dois eletrodos - condutores s√≥lidos. Um, chamado √Ęnodo, permitir√° que os el√©trons produzidos pela oxida√ß√£o deixem a c√©lula, e um segundo, chamado c√°todo, permitir√° que os el√©trons entrem novamente na c√©lula para causar a redu√ß√£o. Ambos s√£o imersos em uma solu√ß√£o eletrol√≠tica condutora.

Qualquer um de um grande n√ļmero de materiais pode servir como esses eletrodos. Cada eletrodo traz consigo uma contribui√ß√£o caracter√≠stica para a tens√£o da c√©lula conhecida como potencial de meia c√©lula.

A voltagem da célula é a diferença entre esses dois potenciais de meia célula.

O diagrama abaixo mostra a c√©lula que consiste em eletrodos de Zn e Cu, que geralmente √© o primeiro que os alunos encontram nas aulas de Qu√≠mica. √Č t√≠pico da maneira pela qual a maioria das c√©lulas funciona.

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No √Ęnodo, o metal de zinco oxida em √≠ons de zinco liberando dois el√©trons. Os el√©trons seguem um caminho atrav√©s dos fios externos, onde um volt√≠metro mede a energia possu√≠da pelas cargas. Finalmente, eles chegam ao c√°todo de cobre, onde cobrem a superf√≠cie externa do metal.

#Zn(s) rarr Zn^(2+) + 2e^-#

Aqui, os el√©trons se combinam com os √≠ons de cobre para produzir metal de cobre e os el√©trons s√£o removidos do sistema (ou seja, eles n√£o fluem atrav√©s da solu√ß√£o de volta ao √Ęnodo).

#Cu^(2+) + 2e^-## rarr Cu(s)#

Como os íons positivos são formados no copo esquerdo e removidos do copo direito, deve ser necessário que os íons positivos fluam da esquerda para a direita. Nesta configuração, esse transporte de carga é possível pela "ponte de sal". Nele, os íons positivos migram da esquerda para a direita, enquanto os íons negativos se movem da direita para a esquerda.

A voltagem da c√©lula (na concentra√ß√£o 1 M e 25 ¬į C) √© 1.10 V. Esse valor √© caracter√≠stico dos pares de √≠ons met√°licos e met√°licos usados ‚Äč‚Äčem cada copo, ou "meia c√©lula". A escolha de metais diferentes far√° com que a tens√£o seja diferente.