Eletroquímica: pilhas no ENEM

Entenda antes de memorizar

Eletroquímica estuda a relação entre reações químicas e corrente elétrica, e pilhas são dispositivos que convertem energia de uma reação química espontânea de oxirredução em energia elétrica utilizável. O princípio central é a transferência de elétrons entre duas espécies químicas: uma perde elétrons (oxidação) e a outra ganha elétrons (redução), e ao forçar essa transferência a ocorrer por um fio externo, em vez de diretamente entre as substâncias, obtém-se uma corrente elétrica aproveitável.

Como raciocinar

Para identificar oxidação e redução em uma reação, compare o número de oxidação de cada elemento nos reagentes e produtos: se aumentou, houve oxidação; se diminuiu, houve redução. Para montar ou interpretar uma pilha, lembre-se de que o ânodo é onde ocorre oxidação (o eletrodo que se desgasta) e o cátodo é onde ocorre redução (o eletrodo que ganha massa), e que os elétrons sempre fluem do ânodo para o cátodo pelo circuito externo. Para prever se uma reação entre um metal e uma solução de outro metal ocorre espontaneamente, compare as posições dos dois metais na fila de reatividade.

Do conceito à aplicação

Oxidação é a perda de elétrons por uma espécie química, que faz seu número de oxidação (Nox) aumentar; redução é o ganho de elétrons, que faz o Nox diminuir. Essas duas semirreações sempre ocorrem juntas em uma reação de oxirredução — não existe oxidação sem uma redução correspondente ocorrendo simultaneamente, porque os elétrons perdidos por uma espécie precisam ser ganhos por outra.

O agente redutor é a espécie que se oxida (perde elétrons) e, ao fazer isso, causa a redução da outra espécie — por isso é chamado de agente redutor, mesmo sofrendo oxidação ele mesmo. O agente oxidante é a espécie que se reduz (ganha elétrons) e causa a oxidação da outra. Essa nomenclatura, que nomeia o agente pelo efeito que ele causa no outro (e não pelo que acontece com ele mesmo), é uma fonte comum de confusão.