19.5. Reação Catódica e Polarização

Suponhamos que a solução da célula da Figura 19.c. tenha sido mudada, de modo que haja poucos íons presentes no eletrólito. A redução destes íons, neste caso, já não mais seria uma reação catódica possível da meia-célula, mas há outras possibilidades. Consideremos a célula da Figura 19.d. A concentração de íons de cobre é logo reduzida a um nível muito baixo, pois a Tabela 19.1 mostra que o ferro é “anódico” em relação ao cobre. A reação catódica é então dependente da acidez da solução. Na solução ácida, os íons de hidrogênio são reduzidos no cátodo. Em solução neutra ou básica, os íons-hidroxila são criados a partir do oxigênio dissolvido e água. Na solução ácida, os átomos neutros de hidrogênio criados no cátodo recobrirão a superfície deste, blindando efetivamente ou polarizando o cátodo e assim decrescendo o potencial da célula. Entretanto, os átomos usualmente formam gás de hidrogênio molecular por nucleação, o que efetivamente despolariza o cátodo; as propriedades da superfície do cátodo são então importantes. O efeito principal nas soluções neutras ou alcalinas onde a reação catódica

[19.4]

é de esgotar a concentração de oxigênio na superfície do cátodo e provocar um excesso de íons-hidroxila. A regra geral é que a polarização de qualquer tipo limita o fluxo de corrente através da célula. Em solução neutra ou alcalina, a despolarização é realizada, fornecendo-se oxigênio à área catódica. Podemos então construir um segundo tipo de célula de concentração, como na Figura 19.e. O elétrodo de ferro, à direita, é o cátodo devido à alta concentração de oxigênio que acelera a reação [19.4]. Algumas vezes, a corrente da célula é limitada mais diretamente pelas películas impermeáveis, que podem estar presentes sobre os elétrodos antes da construção da célula ou que se formam imediatamente, no contato com o eletrólito.

Figura 19.d.1 – Correntes e reações numa célula galvânica de ferro-cobre de solução ácida.

Figura 19.d.2 – Correntes e reações numa célula galvânica de ferro-cobre de solução neutra ou básica.

Figura.19.e – Célula de concentração de oxigênio.