Explique as diferenças entre uma célula galvânica (pilha) e uma célula eletrolítica. Identifique qual material é colocado no ânodo e qual é colocado no cátodo.
Passo 1
O enunciado pede para explicar as diferenças entre uma célula galvânica (pilha) e uma célula eletrolítica, além de identificar qual material vai no ânodo e qual vai no cátodo em cada caso.
Conteúdo: eletroquímica – reações de oxidorredução, espontaneidade, polos (ânodo/cátodo).
O que vamos precisar:
Conteúdo: eletroquímica – reações de oxidorredução, espontaneidade, polos (ânodo/cátodo).
O que vamos precisar:
- Entender o que acontece no ânodo (oxidação) e no cátodo (redução).
- Saber como se distinguem pilha (gera corrente sozinha) e célula eletrolítica (precisa de fonte externa).
Passo 2
Célula galvânica (pilha):
- É um dispositivo que transforma energia química em elétrica de forma espontânea.
- Dentro dela, ocorre uma reação de oxidorredução que gera diferença de potencial (voltagem).
- No ânodo da pilha há oxidação (perda de elétrons), e nesse ponto fica o eletrodo negativo.
- No cátodo há redução (ganho de elétrons), e esse ponto é o eletrodo positivo.
Exemplo clássico (pilha de Daniell):
- Ânodo (Zn): Zn(s) → Zn²⁺(aq) + 2 e⁻
- Cátodo (Cu): Cu²⁺(aq) + 2 e⁻ → Cu(s)
Passo 3
Célula eletrolítica:
- É o contrário da pilha: aqui a reação não é espontânea, então a gente “empurra” elétrons usando uma fonte externa (bateria ou fonte de tensão).
- O eletrodo ligado ao polo positivo da fonte torna-se o ânodo e é onde ocorre oxidação.
- O eletrodo ligado ao polo negativo da fonte é o cátodo e é onde ocorre redução.
- Como a gente força a reação, o ânodo é positivo e o cátodo é negativo (inverso da pilha).
Exemplo simples (electrodeposição de cobre):
- Ânodo (+): Cu(s) → Cu²⁺(aq) + 2 e⁻
- Cátodo (–): Cu²⁺(aq) + 2 e⁻ → Cu(s)
Passo 4
Resumo das diferenças e onde se coloca cada material:
- Pilha (galvânica): espontânea, ânodo é negativo (material que vai oxidar), cátodo é positivo (material que vai reduzir).
- Eletrolítica: não espontânea, ânodo é positivo (material que vai oxidar), cátodo é negativo (material que vai reduzir).
Resposta
As diferenças principais são:
- Na pilha (galvânica) a reação ocorre sozinha e o ânodo é negativo (oxidação), o cátodo é positivo (redução).
- Na célula eletrolítica a reação precisa de energia externa e o ânodo é positivo (oxidação), o cátodo é negativo (redução).
Em ambos os casos, coloca-se no ânodo o material que vai sofrer oxidação (perder elétrons) e no cátodo o material que vai sofrer redução (ganhar elétrons).