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Relatório química
Tipologia: Provas
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Alunos: Carlos Tafarel Davi Ricarto Turma: CB Data: 24/10/
Juazeiro-Bahia
1. Introdução Teórica O objeto de estudo da eletroquímica é as reações que envolvem a transferência de elétrons entre duas espécies químicas, além dos fenômenos envolvidos na produção de corrente elétrica a partir de reações de óxido-redução e a utilização de corrente elétrica na produção dessas reações [1]. Reações de oxirredução consistem em reações químicas muito importantes, neste tipo de reação sempre existirá perda e ganho de elétrons. Quando uma substância perde algum elétron ocorre à oxidação desta substância e contrariamente a isso, a redução refere-se ao recebimento (ganho) de elétrons. A eletroquímica é o estudo das relações entre a eletricidade e as reações químicas [2]. As substâncias que estão envolvidas em uma reação eletroquímica são caracterizadas pelo seu número de elétrons. Cada elemento químico possui um número de oxidação característico, logo para se determinar se uma reação é de oxirredução é necessário saber sobre os números de oxidação de todos os elementos que estão envolvidos na reação, através deste procedimento é possível prever quais elementos variam o estado de oxidação. No processo de oxidação o número de oxidação da espécie que se oxida, cresce. Por outro lado, durante a redução, o número de oxidação da espécie que se reduz, diminui[3]. Em reações de redox a oxidação e a redução devem ocorrer, quando uma substância é oxidada, a outra consequentemente deverá é reduzida. É possível usar a energia elétrica (corrente elétrica) para fazer com que as reações oxirredução não espontâneas ocorram, esse processo é conhecido como reações de eletrólise[2]. A eletrólise ajuda na ionização ou dissociação do composto em íons com a passagem de uma corrente contínua. As duas formas comuns de eletrólise são: eletrólise ígnia e a eletrólise em meio aquoso, na primeira ocorre na ausência de água, geralmente são compostos iônicos fundidos Já a segunda a eletrólise aquosa ocorre com a passagem da corrente elétrica através de um líquido que conduz a eletricidade[3]. A galvanoplastia consiste em um processo que por eletrólise faz-se um íon se reduzir e depositar-se em uma fina camada de metal em outro para melhorar o aspecto visual e a resistência à corrosão. A prática da galvanoplastia está baseada nos eletrodos ativos – eletrodos que participam do processo de hidrólise[2].
4. Resultados e Discussões A primeira parte do experimento consistiu na eletrodeposição do cobre, depois de lixado a chave para retirar todo o seu recobrimento, lavamos com água destilada e álcool etílico e determinamos em balança analítica a massa da mesma que foi de 5, g. Após isso, preparamos o banho de cobre pesando 9,9754 g de sulfato de cobre e dissolvendo essa massa em 50 mL de uma solução aquosa de ácido sulfúrico, como podemos observar pela reação abaixo: CuSO4(s) + H 2 SO4(aq) H 2 Cu(SO 4 )2(aq) Mergulhamos nesta solução um fio de cobre previamente lixado que funcionou como ânodo (oxidação), que é o pólo negativo da fonte eletrolítica como neste caso de eletrólise, é o eletrodo de onde saem os ânions. Usamos também um pedaço de fio de cobre para amarar a chave e mergulha-la na solução preparada anteriormente, a chave funcionou como o cátodo (redução) da cela eletrolítica, o cátodo consiste ao elétrodo positivo da fonte elétrica de alimentação que utilizamos. É no cátodo que os íons negativos (ânions) foram atraídos. O cobre da solução de sulfato de cobre foi utilizado no processo de eletrodeposição e o ácido sulfúrico funcionou como um eletrólito para aumentar a condutividade da solução devido à presença de íons sulfato. A passagem constante de corrente (0,37 AMPS e 6,0 volts – fonte externa) no sistema provocou a seguinte reação: Cu+2(aq)+ 2 e-^ Cu^0 (s) onde os íons de cobre que se depositaram sobre a chave foram provenientes tanto da redução da solução de sulfato de cobre quanto da oxidação do ânodo de cobre presente na célula eletrolítica. Passado alguns minutos, quando a chave ficou completamente com uma cor de marrom-metálico característico do cobre, desligou-se a fonte externa e a chave foi lavada novamente com água destilada e álcool etílico. Depois disso foi levada a estufa e determinada novamente a sua nova massa, que foi de 5,6411 g. Logo podemos concluir que ouve uma eletrodeposição de cobre metálico sobre a chave, desconsiderando o valor do fio de cobre utilizado para amarrar chave que foi de 0, g a eletrodeposição do cobre foi de 0,1675 g. A segunda parte do experimento consistiu na eletrodeposição do níquel, onde
para preparar o banho de níquel foram utilizados 6,0093 g de nitrato de níquel, 0,7563 g
de cloreto de amônia e 0,7497 g de ácido bórico. Após a dissolução destes componentes
em 50 mL de água destilada, verificamos o potencial de hidrogênio desta solução que
era pH=4. O pH é considerado muito importante num banho de níquel, nos banhos
modernos o pH varia de 2,0 a 4,5, sendo considerado ideal valores entre 3,5 a 3,8. As
melhores propriedades do depósito serão obtidas mantendo-se a faixa de pH abaixo de
gás hidrogênio como mostrado na reação abaixo:
2 H+^ + 2e ↔ H 2 O processo de eletrodeposição ocorreu até que se observou que a chave adquiriu
uma coloração parecida com prata metálica, onde desligamos a cela eletrolítica e
retiramos a chave da solução em que ela estava imersa. Feito isso a lavamos com
bastante água destilada, secando-a e determinando a sua nova massa na balança
analítica. A nova massa encontrada depois do processo de eletrodeposição do níquel foi
5,3492 g. A partir da nova massa obtida podemos inferir que ouve uma deposição de
0,2919 g de níquel sobre a chave.
Aumentando a condutividade elétrica no banho de níquel aumentamos a
velocidade de deposição do níquel sobre a chave, neste experimento usamos uma
voltagem de 6,0 volts com corrente de 0,58 AMPS. A utilização do ácido bórico na
composição da solução se justifica por se tratar de uma substância tampão, desde modo
ele atua como função tamponante, sobretudo na interface catodo/banho no qual ocorre
acentuadamente o aumento de pH.
