Conceitos Fundamentais de Eletroquímica e Materiais

Processos Eletroquímicos

• Galvanoplastia: Transferir íons a partir de um metal imerso em um substrato para outra superfície (metálica ou não), através da eletrólise.
• Anodização: Processo de criar um filme de óxido sobre certos metais por meio da imersão em um banho eletrolítico.
• Proteção Catódica: Consiste na transformação da estrutura para proteger o cátodo de uma célula eletroquímica ou eletrolítica.
• Ânodo de Sacrifício: Desenvolvido para ser corroído (dissolvido) no lugar das partes do motor imersas na água salgada.

Corrosão e Termodinâmica

Corrosão de Metais: Pode ser vista como nada mais que a tendência para o retorno a um composto estável. Assim, por exemplo, quando uma peça de aço enferruja, o ferro, principal componente, está retornando à forma de óxido, que é o composto original do minério.

Relação entre Energia Livre de Gibbs ($\Delta G$) e Força Eletromotriz (fem)

A fem é proporcional a $\frac{\Delta G}{n}$; consequentemente, é uma propriedade intensiva da célula e não depende do tamanho dela. A espontaneidade de uma reação pode ser julgada pela fem da célula correspondente. $\Delta G = -n\mathcal{F}E$ (onde $E$ é a fem).

Tipos de Células Eletroquímicas

• Célula Eletrolítica: Dispositivo usado para a decomposição mediante a corrente elétrica de íons (eletrólitos); *transformam energia elétrica em química*.
• Célula Galvânica (Pilha): Utiliza reações de oxirredução para converter energia química em energia elétrica. Reação química espontânea.

Reações de Oxirredução

Oxidação: Perda de elétrons. O agente oxidante sofre redução (ganha elétrons).

Misturas e Soluções

Mistura Eutética

Mistura Eutética: Dois ou mais sólidos, nos quais o ponto de fusão é o mais baixo possível, e todos os seus constituintes cristalizam simultaneamente a partir do líquido. Exemplo: solda (estanho + chumbo).

Soluções Sólidas

Soluções Sólidas: Mistura de dois ou mais componentes. Formam-se por fusão de dois ou mais metais e posteriormente solidificam. Classificação:

• Substitucional: Átomos de impureza tomam o lugar dos hospedeiros (ex: Cu + Ni).
• Intersticial: Átomos de impureza ocupam os espaços entre os átomos dos hospedeiros (ex: Fe + C).

Propriedades Coligativas

Propriedades Coligativas: Surgem pela presença de um soluto; são propriedades das soluções que dependem do número de partículas dispersas e independem da natureza das partículas do soluto. Essas propriedades resultam da redução do potencial químico do solvente na presença de um soluto (Aplicação: determinar as massas moleculares). São elas:

• Tonoscopia: (Redução da Pressão Máxima de Vapor).
• Ebulioscopia: (Aumento da Temperatura de Ebulição).
• Crioscopia: (Redução da Temperatura de Fusão).
• Osmocopia: (O solvente passa de um meio menos para um meio mais concentrado).

Misturas Azeotrópicas e Destilação

Mistura Azeotrópica: O ponto de ebulição não se altera. Não podem ser separadas por destilação (ex: álcool + água).

Destilação: Caracterizado pela dupla mudança de estado físico; processo de vaporizar o líquido, para depois condensá-lo em outro recipiente (líquido aquecido até a temperatura de ebulição).

• Simples: Para separar misturas homogêneas líquido-sólido (para separar substância não volátil ou com diferença de ebulição maior que 80°C).
• Fracionada: Separar misturas homogêneas líquido-líquido (quando a diferença entre os pontos de ebulição for menor que 80°C).