Explique, com suas palavras, a diferença entre células galvânicas e células eletrolíticas. Cite um exemplo de cada.
Passo 1
Beleza, o exercício pede pra gente explicar a diferença entre células galvânicas e eletrolíticas, dando um exemplo de cada. Isso é parte de Eletroquímica, onde vemos reações de oxirredução (oxidação e redução) e como elas geram ou consomem energia elétrica. Para resolver, vamos precisar dos conceitos de:
- ânodo (onde ocorre oxidação)
- cátodo (onde ocorre redução)
- espontaneidade da reação (se gera ou precisa de energia elétrica)
- exemplos práticos
Passo 2
Célula Galvânica (ou Voltaica)
- O que é?
- É um dispositivo que converte energia química em energia elétrica de forma espontânea.
- A reação redox acontece “sozinho”, gerando uma diferença de potencial (força eletromotriz) positiva.
- Conceitos-chave
- Ânodo: metal que se oxida e libera elétrons.
- Cátodo: metal que reduz, recebendo elétrons.
- Eletrólitos: íons em solução que completam o circuito.
- Equação típica (Célula de Daniell):
ânodo (oxidação):cátodo (redução): Celularmente: - O que acontece?
- Elétrons fluem do Zn (ânodo) para o Cu (cátodo) pelo fio externo, produzindo corrente.
- Não precisa de fonte externa, pois
e .
Passo 3
Célula Eletrolítica
- O que é?
- É o contrário: usa energia elétrica para forçar uma reação não espontânea.
- A fonte externa “empurra” elétrons contra o sentido espontâneo.
- Conceitos-chave
- Ainda há ânodo (oxidação) e cátodo (redução), mas o ânodo fica positivo e o cátodo negativo, invertendo o sinal de
. - A reação só acontece se
- Ainda há ânodo (oxidação) e cátodo (redução), mas o ânodo fica positivo e o cátodo negativo, invertendo o sinal de
- Exemplo clássico – eletrólise da água:
cátodo (redução):ânodo (oxidação): - O que acontece?
- Ligamos uma bateria; os elétrons são “puxados” para o cátodo, reduzindo água a hidrogênio.
- No ânodo, liberamos oxigênio.
- Reação não ocorreria sem a fonte externa (
, ).
Passo 4
Comparação rápida
- Espontaneidade: Galvânica sim, Eletrolítica não.
- Fonte externa: Galvânica não precisa, Eletrolítica depende.
- Sinal de
: positivo (galvânica), negativo (eletrolítica). - Direção do fluxo de elétrons: natural (galvânica), forçada (eletrolítica).
Resposta
Células galvânicas convertem energia química em elétrica de modo espontâneo (
); exemplo clássico é a célula de Daniell (
). Células eletrolíticas usam energia elétrica para forçar reações não espontâneas (
); um exemplo é a eletrólise da água.