Eletroquímica


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Eletroquímica

Quando se aciona o interruptor de um aparelho movido a pilha, fecha-se o circuito de uma corrente elétrica alimentada pela reação química que ocorre no interior das pilhas, exemplo de um processo de natureza eletroquímica.

Eletroquímica é a disciplina científica que estuda e avalia as relações que se estabelecem entre as reações químicas e os fenômenos elétricos, em particular as correntes elétricas.

As primeiras pesquisas no campo da eletroquímica datam do século XVIII, quando Alexandre Volta inventou sua pilha eletrolítica. Cabe, porém, ao inglês Michael Faraday o título de principal impulsionador dessa ciência. Além de descobrir os mecanismos e leis da eletrólise, fenômeno que potencializa e facilita a realização de certas reações químicas com a ajuda de correntes elétricas, foi Faraday quem fixou grande parte da terminologia empregada na eletroquímica moderna.

Reações eletroquímicas: As reações eletroquímicas fundam-se na existência de moléculas com certo grau de instabilidade elétrica. Em função da distribuição dos elétrons ao redor de seu núcleo, os átomos podem apresentar tendência a atrair novos elétrons ou, pelo contrário, a repelir alguns deles.

Assim, diferenciam-se as moléculas integradas por átomos cuja tendência é ceder elétrons daquelas cujos átomos tendem a tomá-los dos demais. Tais compostos, chamados iônicos, são formados por um ânion (ou átomo que roubou elétrons) e um cátion (ou átomo que os perdeu), de modo que ambos gozam de certa autonomia ou independência dentro da molécula, por se considerarem completos.

Existe, por sua vez, outro tipo de moléculas, as chamadas polares, que, sem chegar a repartir totalmente os elétrons, como se dá nos compostos iônicos, possuem átomos com desiguais afinidades eletrônicas. Quando se passa uma corrente elétrica através de substância composta de íons ou moléculas polares, pode-se facilmente provocar ruptura de união e redistribuição de carga, isto é, reações químicas produzidas como efeito do impulso elétrico.

O processo eletroquímico de aplicação mais freqüente é a eletrólise, que pode ser utilizada na obtenção de energia elétrica a partir da energia desprendida em uma reação química. Para tal se empregam sais iônicos dissolvidos ou fundidos em um recipiente ou cuba eletrolítica, em que também se introduzem os dois pólos ou extremidades de um circuito elétrico. Para que o circuito se feche, o líquido ou eletrólito contido na cuba deve ser condutor de corrente elétrica. Esta, ao passar pelo líquido, provoca transformações químicas e eventuais ganhos de energia. O pólo positivo submerso, ou ânodo, atrai os ânions ou íons negativos da solução, enquanto o pólo negativo, ou catodo, atrai os cátions ou íons positivos. As pilhas constituem uma aplicação especial desse tipo de processo.

Incluem-se no campo de estudo da eletroquímica as chamadas reações de oxidação-redução, ou redox, nas quais, ainda que não haja nenhuma corrente elétrica exterior, produzem-se trocas de elétrons entre os diversos componentes. Assim, o elemento ou composto oxidante captura os elétrons do chamado redutor, para dar lugar a novas ligações químicas e, em conseqüência, a produtos de reação distintos dos iniciais. A eletrólise é um dos processos que dão origem a reações redox. As reações eletroquímicas, sejam eletrolíticas ou não, em geral são empregadas na obtenção de numerosos compostos gasosos, puramente metálicos e orgânicos.

Aplicações: Os processos eletroquímicos, utilizados em campos muito diversos, apresentam a vantagem de não produzir contaminações do ambiente. Costumam, porém, gerar rendimentos baixos, ao serem utilizados em grande escala para fins industriais. Modernamente, usam-se procedimentos eletrolíticos para obter metais alcalinos como o sódio e o potássio, ou alcalino-terrosos, como o magnésio, a partir de seus sais fundidos. Do mesmo modo, são utilizdos na indústria de recobrimento eletrolítico, quer do tipo decorativo, quer de natureza anticorrosiva.

Os mecanismos eletroquímicos também intervêm na indústria de síntese química, dos compostos inorgânicos às fibras sintéticas. A eletrólise constitui a base teórica e prática da produção de certas pilhas e acumuladores de corrente contínua, e os mecanismos eletroquímicos, em seu aspecto mais genérico, contam com um número muito amplo de aplicações nas indústrias químicas e de material de construção.






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