Eletroquimica - Apostilas - Fisica, Notas de estudo de Física. Universidade do Estado do Amazonas (UEA)
Brigadeiro
Brigadeiro6 de Março de 2013

Eletroquimica - Apostilas - Fisica, Notas de estudo de Física. Universidade do Estado do Amazonas (UEA)

PDF (232.5 KB)
7 páginas
803Número de visitas
Descrição
Apostilas de Física sobre o estudo da Eletroquimica, procedimentos, objetivos.
20pontos
Pontos de download necessários para baixar
este documento
baixar o documento
Pré-visualização3 páginas / 7
Esta é apenas uma pré-visualização
Consulte e baixe o documento completo
Esta é apenas uma pré-visualização
Consulte e baixe o documento completo
Pré-visualização finalizada
Consulte e baixe o documento completo
Esta é apenas uma pré-visualização
Consulte e baixe o documento completo
Esta é apenas uma pré-visualização
Consulte e baixe o documento completo
Pré-visualização finalizada
Consulte e baixe o documento completo

ELETROQUÍMICA

INTRODUÇÃO:

A Eletroquímica é um ramo da química que estuda reações químicas que ocorrem em uma solução envolvendo um condutor (um metal ou um semicondutor) e um condutor iônico (o eletrólito), envolvendo trocas de elétrons entre o eletrodo e o eletrólito.

Este campo científico abrange todos os processos químicos que envolvam transferência de elétrons entre substâncias, logo, a transformação de energia química em energia elétrica. Quando tal processo ocorre, produzindo transferência de elétrons, produzindo espontaneamente corrente elétrica quando ligado a um circuito elétrico, ou produzindo diferença de potencial entre dois pólos, é chamado de pilha ou bateria (que muitas vezes é formada de diversas células). Quando tal processo é proporcionado, induzido, pela ação de uma corrente elétrica de uma fonte externa, este processo é denominado de eletrólise.

OBJETIVO:

O objetivo desta prática é observar a espontaneidade de reações de oxidação e redução. Será montada a pilha de zinco e cobre (Pilha de Daniell) para se reconhecer os produtos da reação de eletrólise.

PROCEDIMENTO:

Verificação qualitativa da tabela de potencial de oxidação:

- Colocou-se em um tubo de ensaio uma pequena quantidade da solução de cobre (II).

- Mergulhou-se nessa solução um prego previamente limpo com a palha de aço.

- Foram observadas as condições iniciais de reação e as evidências de transformação.

- Em um béquer, colocou-se a solução de Zn (II) e mergulhou-se uma lâmina de cobre.

docsity.com

Montagem da pilha de cobre e zinco (Pilha de Daniell)

- Colocou-se, em um béquer, 25 mL da solução de sulfato de cobre II e em outro, 25 mL da solução de sulfato de zinco (II).

- Encheu-se o tubo em U com solução saturada de KCl e, em seguida, foi colocado um chumaço de algodão nas extremidades do tubo, tomando cuidado para não deixar entrar bolhas de ar.

Esse procedimento é necessário para preparação da ponte salina.

- O sistema foi montado conforme o esquema da figura abaixo:

- O circuito foi fechado intercalando o voltímetro entre os eletrodos, ligando o eletrodo do zinco ao terminal negativo e o eletrodo do cobre ao terminal positivo do voltímetro.

- A diferença de potencial no voltímetro foi lida e anotada.

- Após a leitura, o multímetro foi desligado e os eletrodos foram retirados das soluções.

Eletrólise:

- Foi feita a ligação entre os pólos da fonte e os eletrodos de carbono (grafite) imersos em um tubo em U.

- Colocou-se no tubo em U a solução de KI 0,5 mol.L-1 até enchê-lo quase completamente.

- Deixou-se que a eletrólise se processasse por 2 a 3 minutos.

- Observou-se o que ocorreu no cátodo e no ânodo.

- Removeu-se os eletrodos de carbono.

- Retirou-se, com uma pipeta, aproximadamente 2 mL de solução de um dos ramos do tubo U e colocou-se em dois tubos de ensaio; foi feito o mesmo com outro ramo do tubo em U, utilizando outros dois tubos de ensaio.

- Foi adicionado 1 gota de fenolftaleína a um tubo de ensaio de cada par.

docsity.com

- Observou-se o resultado e, em seguida, foi adicionado 1 gota de dispersão de amido a um tubo de ensaio de cada par.

RESULTADOS E DISCUSSÃO:

Verificação qualitativa da tabela de potencial de oxidação:

Antes de o prego ser mergulhado na solução de cobre (II), ele possuía coloração cinza metálico enquanto a solução possuía cor azulada. Ao decorrer do procedimento, foi observado o acumulo de um sólido de cor bronze - que indicava que o sólido ali presente era o Cu – e a diminuição da cor azul da solução de cobre (II), o que indicou a ocorrência da reação.

As semi-reações foram:

Cu2+(aq) + 2e- → Cu0(s)

Fe0 (s) → Fe2+(aq) + 2e-

Eo = 0,34V

E0 = 0,44V

A reação global foi:

Cu2+(aq) + Fe0 (s) → Fe2+(aq) + Cu0(s)

ΔE0 = 0,78V

Esse fenômeno que ocorreu na superfície do prego foi o da: oxidação do ferro e a redução do cobre. Essa reação ocorre graças às transferências de elétrons entre os átomos presentes e tem como explicação a diferença de potencial entre as duas semi-reações presentes; isto é, como o Cobre, possui maior potencial de Redução do que o Ferro, ele tende a reduzir e gerar, conseqüentemente, o cobre sólido, enquanto o Ferro, que por sua vez possui maior potencial de Oxidação, tende a oxidar e gerar o ferro (II).

docsity.com

Já no segundo procedimento - entre a solução de zinco (II) e o cobre sólido - não ocorre nada, uma vez que o potencial de oxidação do zinco é maior que o potencial de oxidação do cobre, não havendo assim uma reação espontânea de transferência de elétrons e, conseqüentemente, não proporcionando uma reação de oxirredução entre o zinco (II) e o cobre sólido.

Montagem da pilha de cobre e zinco (Pilha de Daniell):

Neste procedimento foi observada a deposição de sólido metálico (cobre sólido) sobre a placa de cobre, e a leve ‘corrosão’ da placa de zinco, o que indicou que o zinco passou de zinco sólido para zinco (II).

As semi-reações que ocorreram nos eletrodos foram:

Zn0(s) → Zn2+(aq) + 2 e-

Cu2+(aq) + 2 e- → Cu0(s)

E0 = 0,76V

E0 = 0,34V

A reação global foi:

Zn0(s) + Cu2+(aq) → Zn2+(aq) + Cu0(s)

ΔE0 = 1,10V

docsity.com

A partir dos potências padrões de redução e oxidação, era esperado que a diferença de potencial na reação fosse de 1,10 volts – como é mostrado na reação global acima

- mas a d.d.p. registrada no voltímetro foi de 1,08 volts. Essa comparação entre os valores experimental e teórico indica que à uma diferença para menos (o resultado experimental é menor do que o teórico), conseqüentemente, advinda da não pureza dos matérias utilizados.

Eletrólise:

No procedimento em questão, foi observado que a solução presente no lado do cátodo ficou castanha (o que indicou a presença de I2) e a presença de bolhas no ânodo (o que indicou o desprendimento de H2).

Com a adição de fenolftaleína nos tubos de ensaio com solução advinda de cada lado do tubo em ‘U’ foi observado, para a solução proveniente do lado do cátodo, que não ocorreu nada, enquanto a solução proveniente do lado do ânodo ficou rósea, o que indica que essa solução é básica. Isso é explicado pela semi-reação:

2 H+(aq) + 2 OH-(aq) + 2 e- → H2(g) + 2 OH-(aq)

E0 = -0,83V

Neutro

básico

Com a adição de dispersão de amido aos tubos de ensaio com solução advinda de cada lado do tubo em ‘U’ foi observado, para a solução proveniente do lado do ânodo, que não ocorreu nada, enquanto a solução proveniente do lado do cátodo ficou arroxeada, o que indica a presença de iodo (I2). Isso é explicado pela semi-reação:

docsity.com

K+(aq) + I-(aq) → ½ I2(s) + K+(aq) + 1 e-

Incolor

E0 = -0,54V

Arroxeada

A reação global foi:

2 H+(aq) + I-(aq) → H2(g) + ½ I2(s)

ΔE0 = -1,37V

CONCLUSÃO:

A eletroquímica permite compreender como as reações químicas podem ser usadas para gerar eletricidade e como a eletricidade pode ser obtida através de reações químicas. Também pode ser usada para estabelecer uma escala de capacidade oxidante e redutora. A obtenção de energia no futuro passa por encontrar maneiras efetivas de gerar eletricidade por meio de reações químicas. Fontes de eletricidade portáteis, eficientes, para computadores de bolso, automóveis elétricos ou habitações espaciais são imprescindíveis para o futuro. Hoje uma das contribuições mais familiares da eletroquímica para o nosso dia a dia é a “bateria” usada, por exemplo, em computadores portáteis e telefones celulares.

REFERÊNCIAS:

docsity.com

“Práticas de Química Geral”, Universidade Federal de Minas Gerais.

RUSSELL, J.B.; “Química Geral”; 2ª Edição, Makron Books Editora Ltda., São Paulo (1994).

docsity.com

comentários (0)
Até o momento nenhum comentário
Seja o primeiro a comentar!
Esta é apenas uma pré-visualização
Consulte e baixe o documento completo
Docsity is not optimized for the browser you're using. In order to have a better experience we suggest you to use Internet Explorer 9+, Chrome, Firefox or Safari! Download Google Chrome