FUNDAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DE RONDÔNIA – CAMPUS PROFESSOR
FRANCISCO GONÇALVES QUILES
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO
ELETRÓLISE DA ÁGUA.
Cacoal/RO
2018
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Relatório de aula pratica: Eletrólise, Trabalhos de Química
Atividade realizada na Universidade Federal de Rondônia, com intuito de obtenção de polímeros.
Tipologia: Trabalhos
2019
1 / 11
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FUNDAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DE RONDÔNIA – CAMPUS PROFESSOR
FRANCISCO GONÇALVES QUILES
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO
ELETRÓLISE DA ÁGUA.
Cacoal/RO
IURY HERICKSON
LUIZ HENRIQUE DA ROCHA
MILLENY FIDELIX DOS SANTOS
NATIELLY SILVA CARDOSO
ELETRÓLISE DA ÁGUA.
Trabalho apresentado à Fundação Universidade Federal de Rondônia – Campus professor Francisco Gonçalves Quiles, como requisito de avaliação da disciplina de Química Tecnológica, ministrada pelo professor Denny William. Cacoal/RO 2018
1 INTRODUÇÃO
Todos nós no nosso dia sabemos que a agua é formada por somente dois elementos químicos, o oxigênio (O) e o hidrogênio (H), contendo a seguinte estrutura molecular (H 2 O). Mas a partir de experimentos simples que podem ser realizados na nossa casa, é possível se fazer a separação dos dois elementos. Mas para que fazer a separação desses dois elementos? Utilizando a história como base, é possível saber que o hidrogênio antigamente era utilizado em dirigíveis, até o dia em que houve uma explosão, isso porque o hidrogênio é altamente explosivo, fazendo com que o mesmo na época fosse substituído por hélio. O real objetivo do experimento realizado era mostrar como ocorre a quebra de moléculas, em um processo conhecido como eletrólise, mostrando a reação após acontecer a quebra de moléculas da água. O experimento conta com objetos simples facilmente encontrados no nosso dia a dia. Como o processo trata-se de uma eletrólise aquosa, é um processo onde há a dissociação de um composto iônico em uma solução aquosa. O eletrodo deve ser inerte, ou seja, um pedaço de fio metálico ou uma pequena placa que una a solução que apresenta dois estados de oxidação diferentes, porém ele não participa da reação. É necessário considerar a reação de auto ionização da água, onde são produzidos íon H+ e íon OH-. O composto iônico é dissolvido em água, ocorrendo a formação de íons livres, que produzirão a corrente elétrica. Devem ser montadas as quatro reações para obter a reação global desta eletrólise. Mas o que realmente é a eletrólise? É conhecido pelo nome de eletrólise todo o processo químico não espontâneo provocado por uma corrente elétrica proveniente de um gerador. Em algumas reações químicas acontecem apenas quando fornecemos energia na forma de eletricidade, enquanto outras geram eletricidade no momento em que ocorrem. Trata-se de um processo químico inverso ao da pilha, que é espontâneo e transforma energia química em elétrica (SANTIAGO, 2014). A eletrólise vem da junção de duas palavras: eletro (energia elétrica) e lise (quebra), ou seja, a quebra de uma molécula utilizando energia elétrica. No caso da água é necessário 1,24V. A quebra da molécula da água resulta em hidrogênio e oxigênio conforme as rações abaixo:
O sal é adicionado pois a água sozinha não é condutora elétrica, a adição do sal faz com que ela se torne boa condutora fazendo com que a corrente passe de um eletrodo para outro, fechando o circuito. Existem dois métodos, o primeiro é verificar de qual dos eletrodos está saindo mais bolhas, esse será o hidrogênio. O segundo método consiste em verificar as cargas e os eletrodos. O Hidrogênio é positivo, portanto será atraído pelo polo negativo da pilha, enquanto o oxigênio irá para o lado positivo da pilha, conforme o esquema abaixo: Figura 1 - Rota que os elétrons seguem Fonte: CABRERIZO, 2011. A eletrólise encontra grande utilidade na indústria química, como na produção de metais como o alumínio, magnésio, potássio, etc. Por meio dela é possível isolar algumas substâncias fundamentais para muitos meios de produção, como o hidróxido de sódio (soda cáustica) e peróxido de hidrogênio (água oxigenada), além da deposição de finas películas de metais sobre peças metálicas ou plásticas, numa técnica conhecida como galvanização. Além disso, é um processo que purifica e protege (como revestimento) vários metais.
Logo após foi posto o pedaço de papelão sobre o béquer e inserido os lápis onde havia sido feita a abertura; Feito isso, foi realizada a colocação dos fios que estavam ligados a bateria, dessa forma energizando o grafite que estava dentro da água com sal; Em seguida foi possível se realizar a observação da reação química acontecendo com a água contida dentro do recipiente. 4 RESULTADOS E DISCUSSÕES Após o início da eletrólise verificou-se a formação de gases nos dois eletrodos, onde no cátodo, eletrodo de polo negativo, houve a formação de gás hidrogênio. E no ânodo, eletrodo de polo positivo houve a formação do gás oxigênio, como mostrado nas equações químicas abaixo:
- Equação que representa a formação de H 2 no cátodo: 2H 2 O + 2e-^ → H 2 + 2OH-
- Equação que representa a formação de O 2 no ânodo: H 2 O → ½O 2 + 2H+^ + 2e-
- Verifica-se que a água é que sofre eletrólise, formando os dois gases: H 2 O (^) (l) → H2(g) + ½O2(g) Abaixo podemos ver como acontece todo o processo desde a dissociação do sal (NaCl), na água, até a chamada reação global:
Figura 2 - Processo de dissociação e reação global do sal com água. Fonte: MEDEIROS, 2016. Segundo a estequiometria da eletrólise da água o volume dos gases deveria obedecer à proporção estequiométrica de 2:1, entretanto observou-se que a quantidade de hidrogênio formado foi muito maior que a relação estequiométrica em relação ao oxigênio. O que pode ser explicado pela solubilidade desses gases em água, onde parte do oxigênio dissolve-se na água. 5 CONCLUSÃO A partir dos experimentos realizados neste trabalho, conclui- se que eletrólise é o processo inverso da pilha, ou seja, enquanto a pilha é uma reação espontânea, a eletrólise é uma reação induzida (não espontânea), com descarga de íons que se baseia na conversão de energia elétrica em energia química.
7 APÊNDICES
Foto 01- materiais utilizados – Fonte: Própria Foto 02- Colocando sal no Béquer – Fonte: Própria Foto 03 - colocando agua para dissociação do sal Foto 04- colocando lápis nos buracos feitos no pedaço Fonte: Própria. de papelão^ –^ Fonte: Própria
Figura 05- colocando o lápis (grafite) dentro da água Figura 06 - Resultados obtidos a partir da energização Salinizada e colocando os fios (energia) – Fonte: Própria da água – Fonte: Própria