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Relatório - Potencial de eletrodo, Trabalhos de Físico-Química

Relatório 6 entregue à disciplina Físico-Química Experimental III do curso de Licenciatura em Química da UEAP, ministrada pelo prof. Joel Estevão de Melo Diniz no ano de 2012. Trata-se de uma prática de eletroquímica. Buscou-se medir o potencial padrão de redução do Cu, Zn e Pb através da construção de pilhas entre eletrodos desses elementos e um eletrodo padrão de hidrogênio. Problemas em relação à ausência de um eletrodo de referência foram apontados e soluções sugeridas.

Tipologia: Trabalhos

2012

À venda por 31/12/2022

Prof.Gerson_Anderson
Prof.Gerson_Anderson 🇧🇷

4.8

(56)

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MEDIDAS DO POTENCIAL DE ELETRODO
LOPES, Gerson Anderson de Carvalho1
RESUMO
Buscou-se medir o potencial padrão de redução de diferentes elementos metálicos (Cu, Zn e Pb) em soluções dos
seus respectivos sulfatos, através da medida do potencial da pilha construída entre estes e um eletrodo de
referência. As medidas foram realizadas e os potenciais foram medidos, porém detectou-se posteriormente que
estas foram efetuadas de modo equivocado, não sendo possível assim alcançar os objetivos pretendidos. Uma
discussão é feita sobre o procedimento correto que deveria ter sido adotado e quais seriam os prováveis
resultados.
Palavras-chaves: células galvânicas; eletrodo de referência; potencial de eletrodo.
INTRODUÇÃO
Chama-se potencial elétrico (V) à
quantidade de energia adquirida por cada
unidade de carga elétrica de uma partícula
quando submetida à um determinado campo
ou sistema. Ao estar localizada em um
gradiente de potencial ou à qualquer
diferença de potencial (ddp, ou E), a carga
elétrica pode realizar trabalho, no sentido de
mover-se em direção ao maior potencial,
gerando assim uma corrente elétrica (I)[1].
A unidade de potencial elétrico é o
Volt (V) em homenagem ao cientista italiano
Alessandro Volta, criador da primeira pilha
elétrica. À ddp também dá-se o nome de
tensão elétrica.
As pilhas são sistemas geradores de
tensão elétrica e esta grandeza pode ser
medida tomando-se um eletrodo de
referência, que por convenção, é o de
hidrogênio.
Devido os potenciais de eletrodo dos
elementos serem os mais diversos, também
numerosas são as combinações possíveis
entre eles, de modo que algumas
combinações não produzem espontaneamente
nenhuma reação. Isto é evidenciado
analisando-se a relação do potencial de
eletrodo com a energia livre da reação.
G = - nFE eq. (1)
Portanto, um potencial de célula
positivo indica uma reação espontânea. Nas
condições padrão, todos os reagentes estão
em concentrações de 1 M e todos os gases
em pressões de 1 atm. Porém em células
comuns, normalmente as condições podem
variar.
A equação de Nernst relaciona o
potencial de uma célula com o potencial
padrão e com as concentrações das soluções.
E = Eo (RT/nF) ln Q eq.(2)
Sendo que Q é a constante da reação,
que possui a mesma forma da constante de
* Acadêmico do 8º semestre do curso de Licenciatura em Química da UEAP
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MEDIDAS DO POTENCIAL DE ELETRODO

LOPES, Gerson Anderson de Carvalho^1

RESUMO

Buscou-se medir o potencial padrão de redução de diferentes elementos metálicos (Cu, Zn e Pb) em soluções dos seus respectivos sulfatos, através da medida do potencial da pilha construída entre estes e um eletrodo de referência. As medidas foram realizadas e os potenciais foram medidos, porém detectou-se posteriormente que estas foram efetuadas de modo equivocado, não sendo possível assim alcançar os objetivos pretendidos. Uma discussão é feita sobre o procedimento correto que deveria ter sido adotado e quais seriam os prováveis resultados. Palavras-chaves: células galvânicas; eletrodo de referência; potencial de eletrodo.

INTRODUÇÃO

Chama-se potencial elétrico (V) à quantidade de energia adquirida por cada unidade de carga elétrica de uma partícula quando submetida à um determinado campo ou sistema. Ao estar localizada em um gradiente de potencial ou à qualquer diferença de potencial (ddp, ou E), a carga elétrica pode realizar trabalho, no sentido de mover-se em direção ao maior potencial, gerando assim uma corrente elétrica (I)[1]. A unidade de potencial elétrico é o Volt (V) em homenagem ao cientista italiano Alessandro Volta, criador da primeira pilha elétrica. À ddp também dá-se o nome de tensão elétrica. As pilhas são sistemas geradores de tensão elétrica e esta grandeza pode ser medida tomando-se um eletrodo de referência, que por convenção, é o de hidrogênio.

Devido os potenciais de eletrodo dos elementos serem os mais diversos, também numerosas são as combinações possíveis entre eles, de modo que algumas combinações não produzem espontaneamente nenhuma reação. Isto é evidenciado analisando-se a relação do potencial de eletrodo com a energia livre da reação. ∆G = - nFE eq. (1) Portanto, um potencial de célula positivo indica uma reação espontânea. Nas condições padrão, todos os reagentes estão em concentrações de 1 M e todos os gases em pressões de 1 atm. Porém em células comuns, normalmente as condições podem variar. A equação de Nernst relaciona o potencial de uma célula com o potencial padrão e com as concentrações das soluções. E = Eo^ – (RT/nF) ln Q eq.(2) Sendo que Q é a constante da reação, que possui a mesma forma da constante de

  • (^) Acadêmico do 8 º semestre do curso de Licenciatura em Química da UEAP

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equilíbrio, contudo se refere à qualquer ponto da reação[2]. Pode-se calcular o potencial de um eletrodo através do valor de um eletrodo de referência conhecido, através da equação a seguir:

E = Eref – Eelemento eq.(3)

OBJETIVOS

 Realizar medidas do potencial de eletrodo de diferentes materiais e soluções de seus respectivos sais;  Aplicar a equação de Nernst;  Verificar a influência dos parâmetros da fórmula.

MATERIAIS E REAGENTES

 Béquer de 100 mL;  CuSO 4 , ZnSO 4 e PbSO 4 0,01M;  Lâminas de Cu e Zn;  Fio de cobre;  Ponte salina;  Voltímetro.

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

Em um copo de Béquer de 100 mL colocou-se até cerca de ¾ de seu volume, solução de CuSO 4 , e em outros dois béqueres

adicionar solução de ZnSO 4 e PbSO 4 respectivamente. Mergulhou-se uma lâmina de cobre, previamente lixada, as solução de CuSO 4 , uma lâmina de zinco na solução de ZnSO 4 e uma lâmina de chumbo na solução de PbSO 4. Preparam-se três pontes salinas com solução de KI saturada em pedaços de mangueira de silicone em forma de U vedados com chumaço de papel toalha, e colocam-se as pontes salinas em contato com o eletrodo de referência. Com o auxílio do voltímetro, fazem-se as medidas das diferenças de potencial entre o eletrodo de referência e cada metal. Calcula-se o potencial de redução de cada metal.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

As medidas dos potenciais de redução dos eletrodos foram tomada de maneira direta, isto é, medindo-se o potencial do eletrodo isoladamente, com um terminal do voltímetro em contato com a lâmina metálica da semi-cela e o outro terminal em contato diretamente com a solução do eletrólito da semi-cela. Este procedimento foi adotado devido à não disponibilidade de um eletrodo de referência nas circunstâncias nas quais foram realizados os experimentos, embora o procedimento para a construção de um eletrodo de hidrogênio tenha sido descrito no roteiro original da prática.