Potencial padrão de eletrodo
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Em eletroquímica, o potencial padrão de eletrodo, denotado como Eo, E0 ou EO é a medida do potencial individual de um eletrodo reversível (em equilíbrio) no estado padrão, no qual as espécies eletroativas estão a uma concentração de 1 mol/kg, e gases a uma pressão de 1 bar. Os valores são mais frequentemente tabulados a 25 °C.
O princípio de uma célula eletroquímica, tal como uma célula galvânica, consiste em uma reação redox, que pode ser desdobrada em duas semi-reações:
A reação global da célula eletroquímica é a soma de uma reação de redução e de uma reação de oxidação, cada uma delas chamadas de meia-reação (ou semi-reação).
Eletricidade é gerada devido à diferença de potencial elétrico entre dois eletrodos. Esta diferença de potencial é criada como um resultado das diferenças entre potenciais individuais de dois eletrodos metálicos com respeito ao eletrólito.
Embora o potencial total de uma célula possa ser medido, não há nenhuma maneira simples de medir exatamente os potenciais individuais de eletrodo/electrolito isoladamente.
O potencial elétrico varia também com a temperatura, concentração e pressão.
Cálculo de potencial padrão de um eletrodo
editarPara superar a dificuldade de medir o potencial individual de um eletrodo, um eletrodo de potencial de redução desconhecido pode ser emparelhado com um eletrodo de potencial conhecido, isto é, pode ser comparado a um eletrodo de referência. O referencial convencionalmente escolhido foi o do potencial de redução do Eletrodo Padrão de Hidrogênio (EPH), definido como zero volts ( ) em todas as temperaturas.
Por exemplo, para medir o potencial padrão de redução de um eletrodo de zinco metálico( ), uma célula eletroquímica pode se construída com um eletrodo de zinco metálico (e.g. um eletrodo de zinco imerso em solução 1 M de ZnSO4) como ânodo. A semi-reação do ânodo é então:
- Zn(s) → Zn2+(aq,1 M) + 2e-
O EPH é usado como cátodo e a célula como um todo pode ser descrita de forma simplificada como:
- Zn(s) | Zn2+(aq,1 M) || 2H+(aq,1 M) | H2(g,1 bar)
Desde que a semi-reação de redução tem um potential de zero, a EMF da célula, Eocell, corresponde ao potencial do eletrodo de zinco metálico porque:
- Eocell(0.76V)= Eo2H+(aq) → H2(g)(0V) + EoZn(s) → Zn2+(aq)(0.76V)
onde os o superescritos designam que estados padrão são empregados.
Já que potenciais de eletrodo são convencionalmente definidos como potenciais de redução, o sinal do potencial para o metal sendo oxidado deve ser invertido quando calculado o potencial total da célula. Note-se que os potenciais de eletrodo são independentes do número de elétrons transferidos e então os dois potenciais de elétrons podem ser simplesmente combinados para dar o potencial total da célula se diferentes números de elétrons estão envolvidos nas duas reações dos eletrodos (mais cuidado é requerido se combina-se potenciais de eletrodos para obter um terceiro potencial de eletrodo).
Tabela de potencial padrão de redução
editarLeitura adicional
editar- Zumdahl, Steven S., Zumdahl, Susan A (2000) Chemistry (5th ed.), Houghton Mifflin Company. ISBN 0-395-98583-8
- Atkins, Peter, Jones, Loretta (2005) Chemical Principles (3rd ed.), W.H. Freeman and Company. ISBN 0-7167-5701-X
- Paulo Balbi ,Zu, Y, Couture, MM, Kolling, DR, Crofts, AR, Eltis, LD, Fee, JA, Hirst, J (2003) Biochemistry, 42, 12400-12408