Enunciado

Faça uma distinção clara entre uma pilha e uma célula eletrolítica. Comente os sinais de ∆G e ξ para a reação da célula em cada caso. Uma dada célula pode funcionar seja como pilha seja como célula eletrolítica? Explique.

Passo 1

Fala galerinhaa!

Primeiramente vamos lembrar o que é uma célula eletroquímica: um dispositivo em que uma corrente elétrica, ou seja, um fluxo de elétrons através do circuito, é produzida por uma reação espontânea ou a corrente é usada para forçar a ocorrência de uma reação não espontânea. Beleza, mas quais são esses dois tipos de células eletroquímicas? A pilha (célula galvânica) e a célula eletrolítica!

Uma célula galvânica é uma célula eletroquímica na qual uma reação química espontânea é usada para gerar uma corrente elétrica. O ∆G é o trabalho máximo de não expansão que uma reação pode realizar em pressão e temperatura constantes. O trabalho realizado quando n mols de elétrons atravessa uma diferença de potencial E é a carga multiplicada pela diferença de potencial. Assim, como a carga de um elétron é – e , a carga por mol de elétrons é - e N A   ( N A   = constante de Avogadro) e a carga total é - n e N A   . No caso e N A   é a constante de Faraday, F, então podemos escrever o ∆G como:

∆ G = - n F E

Nessa equação a gente pode notar algumas coisas interessantes: E na equação acima representa um critério experimental de espontaneidade. Isso significa que se E for positivo, o ∆ G da reação é negativo, e, portanto, a reação da célula é espontânea. Já se E for negativo, então a reação inversa é que é espontânea.

A reações que tem energia livre de Gibbs positiva não são espontâneas, mas pode-se usar uma corrente elétrica para forçar a ocorrência da reação. Esse é o caso das células eletrolíticas, nas quais utiliza-se corrente elétrica para forçar uma reação não espontânea a ocorrer.

Por fim, uma dada célula pode funcionar seja como pilha seja como célula eletrolítica? Bom, como vimos, numa pilha, a reação é espontânea, mas e se a reação inversa da pilha não for espontânea e quisermos forçá-la? Basta aplicarmos uma corrente elétrica! Daí nesse caso agora não vai ser mais uma pilha e sim uma célula eletrolítica.

Resposta

Uma célula galvânica é uma célula eletroquímica na qual uma reação química espontânea é usada para gerar uma corrente elétrica. Nas células eletrolíticas utiliza-se corrente elétrica para forçar uma reação não espontânea a ocorrer. Uma célula pode funcionar seja como pilha seja como célula eletrolítica, basta aplicar uma corrente elétrica na pilha para forçar a reação inversa.

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