Pilhas
A eletroquímica tem como principal objetivo o estudo das relações existentes entre a energia elétrica e as reações químicas de oxirredução, ou seja reações de oxidação e redução.
Vários processos usam a eletricidade para gerar reações de oxirredução, por exemplo na eletrólise na qual são obtidos produtos industriais como o alumínio e o hidróxido de sódio e usados em galvanoplastia (recobrimento de metais). As células galvânicas são processos que fazem uso das reações de oxirredução para gerar eletricidade.
Uma das células galvânicas que demonstra maior facilidade de se entender é a pilha de Daniell, construída pelo cientista inglês John Daniell em 1836, numa época em que a expansão dos telégrafos com fio necessitava de fontes de eletricidade para o emprego nesse meio de comunicação.
Foi observado que os íons de cobre (II) em solução aquosa reagem espontaneamente com o zinco metálico, conforme a reação:
〖Zn〗^o+Cu〖SO〗_4→Zn〖SO〗_4+〖Cu〗^o
zinco metálico + sulfato de cobre (II) (aq) → sulfato de zinco (aq) + cobre metálico
Inicialmente azulada, a solução de sulfato de cobre (II), e a placa de zinco, inicialmente cinza metálica, tem a superfície recoberta por um resíduo metálico escuro.
A reação é representada por:
〖Zn〗_((s))+ 〖Cu〗_((aq))^(2+) →〖Cu〗_((s))+ 〖Zn〗_((aq))^(2+) placa solução depósito solução
Essa é uma reação de oxirredução em que o zinco sofre oxidação e os íons cobre (II) sofrem redução conforme o esquema abaixo:
〖Cu〗_((aq))^(2+) →〖Cu〗_((s)) ↔ ocorreu uma redução
〖Zn〗_((s)) → 〖Zn〗_((aq))^(2+) ↔ ocorreu uma oxidação
Em uma reação de oxirredução, a espécie que se oxida (o zinco), doa elétrons para a que se reduz (os íons cobre (II)), com tais transferências de elétrons, éestabelecida uma corrente elétrica.
Ao conectar as placas metálicas (eletrodos) de ambas as semicélulas, usando fios metálicos e uma lâmpada (1,0 V), e colocar uma ponte salina, e através de um voltímetro podemos comprovar o fluxo dos elétrons.