Eletrodos e tensão de uma célula galvânica

RKA9MB - No último vídeo, nós vimos como nós podemos criar uma célula voltaica ou uma célula galvânica ou, essencialmente, uma bateria, separando as reações de oxidação e de redução e conectando-as com um fio que força os elétrons que o zinco perde a passarem por ele até os íons de cobre, para que esses íons de cobre possam ser reduzidos. Isso pode ter levantado várias perguntas: se isso é uma bateria, qual vai ser o meu terminal positivo? Qual vai ser o meu terminal negativo? E, se isso é uma bateria, então qual é a voltagem dessa bateria? Bom, eu te encorajo a pensar primeiro sobre o terminal: qual é o terminal positivo e qual é o terminal negativo? Então, pause este vídeo e pense consigo mesmo quem é quem aqui. De onde vem a corrente e para onde vai a corrente? Bem, o terminal negativo de uma bateria é de onde os elétrons estão vindo. Então, se os elétrons estão vindo dessa barra de zinco, esse vai ser o lado negativo da bateria. Então, vamos marcar aqui que esse vai ser o nosso lado negativo. O eletrodo negativo também é chamado de ânodo. Então, vamos marcar aqui que esse vai ser o nosso ânodo. Então, esse vai ser o ânodo da nossa bateria. Aqui do outro lado, a gente tem essa barra de cobre, e esse é o lugar para onde os elétrons estão vindo. Então, esse vai ser o nosso terminal positivo. Vamos marcar aqui, então, um "+", representando que esse é o terminal positivo. E ele também pode ser chamado de cátodo. Então, vamos marcar aqui que esse será o nosso cátodo. Agora, a próxima pergunta é: qual é a voltagem? Essa voltagem vai depender da concentração de íons de zinco que você tem, da concentração de íons de cobre que você tem. Ela também vai depender da pressão, da temperatura, mas tudo isso já foi padronizado. Você pode procurar na internet como "potencial padrão de eletrodos". E você vai encontrar um monte de voltagens para os mais diferentes íons. E essa vai ser uma medida relacionada ao hidrogênio. Quanto esse meu íon de cobre aqui quer pegar desses elétrons? Se você olhar para essa reação, o número de oxidação do cobre é de +2. Então, pegar esses elétrons e se transformar em cobre sólido... e, se eu relacionar isso com o que eles chamam de eletrodo padrão de hidrogênio... a voltagem que a gente vai encontrar é de 0,34 volt. Então, eu vou marcar aqui: 0,34 volt. O que significa que é mais provável acontecer, no caso, com um eletrodo padrão de hidrogênio. Mas não se preocupe muito com isso, nós só vamos comparar as voltagens e ver qual é a força motriz, ou a voltagem total em que essa reação de oxirredução vai acontecer, ou a força eletromotriz total com que nós vamos empurrar esses elétrons pelo nosso fio. Se você olhar aqui para essa reação do zinco, por exemplo, em uma tabela de potencial padrão de eletrodos, você verá o valor de -0,76 volt. Então, -0,76 volt. Mas você precisa ser bem cuidadoso, porque eles vão te dar esse número para uma reação oposta. Essa reação oposta é a dos íons de zinco pegando alguns elétrons e se transformando em zinco sólido. E nós queremos a outra reação, nós queremos essa reação aqui. Então, essa reação que eu tenho aqui vai ser menos o valor da reação que aquela tabela vai me dar. Então, eu tenho que fazer menos -0,76. Então, se eu fizer isso, eu vou ter um valor positivo, eu vou ter +0,76 volt. Uma maneira de pensar sobre isso é que isso quer acontecer com uma força motriz de... nós vamos combinar esses 2 valores que nós temos aqui... então, para toda essa reação aqui acontecer, eu vou precisar de uma força motriz de... se eu somar isso aqui, eu vou ter 1,10 volt (ou você pode falar do potencial por coulomb). A diferença entre os dois lados que a gente vai ter aqui vai ser de 0,76 mais 0,34, então a gente vai ter aqui 1,10 volt. Se nós tivermos a concentração padrão de molar, a temperatura padrão e a pressão padrão, esta seria a nossa voltagem: 1,10 volt. Então, nós teríamos construído uma bateria de 1,10 volt. É claro que existem outras maneiras de fazer isso. Você poderia ter pego um voltímetro e você poderia medir a voltagem sem ter a corrente fluindo, você poderia ter medido qual é a diferença de voltagem entre esses dois terminais. Isso é o que você faz com uma bateria tradicional.