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CINÉTICA QUIMICA
Tipologia: Trabalhos
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PROFESSOR: Ms. PERICLES NUNES
PROFESSOR: Ms. PERICLES NUNES
Acadêmico: Noé Nonato dos Santos Filho
Baterias de celular e pilhas podem contaminar o meio ambiente. Esses produtos contêm metais pesados altamente tóxicos que, quando jogados no lixo, podem vazar e atingir os lencóis freáticos e as plantações de alimentos. Esses metais, como o chumbo, cádmio, podem provocar doenças no sistema nervoso e comprometer ossos e rins.
Preocupado com tal situação, o homem decidiu estudar esses metais pesados e a melhor maneira de transformá-los e descartá-los de uma forma segura sem prejudicar o meio ambiente, surge então a eletroquimica.
Segundo BRADY (1983) “ a eletroquímica trata da conversão de energia elétrica em energia química nas células eletrolíticas, assim como da conversão de energia química em energia elétrica nas pilhas galvânicas ou voltaicas
De acordo com FELTRE (2004) Eletroquímica é “o estudo das reações químicas que produzem corrente elétrica ou são produzidas pela corrente elétrica”.
Para Martha Reis (2001) “a eletroquimica estuda o aproveitamento prático do fenômeno de transferência de elétrons (oxirredução) entre diferentes substâncias para converter energia quimica em energia elétrica e vice-versa”.
A conversão de energia química em energia elétrica é um processo espontâneo, denominado pilha ou célula galvânica. A conversão de enrgia elétrica em energia química é um processo não-espontâneo, denominado eletrólise.
Toda reação de oxirredução está relacionada a uma transferência de elétrons entre os átomos e/ou íons das substâncias reagentes. Para se denominar os átomos e os íons que participam diretamente de um processo de oxirredução usa-se os seguintes termos:
Energia Elétrica
Energia Química
▲ Átomo ou íon que doa elétrons, portanto sofre oxidação: é denominado redutor (ou agente redutor) porque provoca o ganho de elétrons (redução) de outro átomo ou íon. ▲ Átomo ou íon que recebe elétrons, portanto sofre redução: é denominado oxidante (ou agente oxidante) porque provoca a perda de elétrons (oxidação) de outro átomo ou íon. Exemplo: Seja a reação em meio aquoso entre o sal CuSO 4 e o metal zinco Zn(m). O sal CuSO 4 em água dissocia-se dando íons cúpricos, Cu 2+, que irão reagir com o metal zinco, de acordo com a seguinte reação: Cu 2+(aq) + Zn(m) Zn 2+(aq) + Cu (^) (m)
Nesta reação, cada átomo de metal zinco perde dois elétrons para cada íon cúprico, que se transforma em cobre metálico (átomo neutro), enquanto o zinco se transforma em Zn2+(aq).
Podem ser considerados separadamente a doação e o ganho de elétrons, por meio de duas semi-reações: Zn (^) (m) Zn 2+(aq) + 2e-^ (OXIDAÇÃO)
Cu 2+(aq) + 2e-^ Cu (^) (m) (REDUÇÃO)
Somando as duas semi-equações, tem-se como resultado a equação da reação total de oxirredução:
Zn (^) (m) Zn 2+(aq) + 2e-
Cu 2+(aq) + 2e-^ Cu (^) (m)/
Zn (^) (m) + Cu 2+(aq) Zn 2+(aq) + Cu (^) (m)
Em qualquer reação balanceada de oxirredução, o número de elétrons ganhos pelo oxidante é igual ao número de elétrons perdidos pelo redutor. (USBERCO, SALVADOR, 2002).
▲ O número de oxidação do hidrogênio é sempre +1 (exceto nos hidretos metálicos, como NaH, CaH2, etc, nos quais é -1);
▲ O número de oxidação do oxigênio é sempre -2 (exceto nos péroxidos, como H2O (^) 2, Na (^) 2O (^) 2, etc, nos quais é -1);
▲ O número de oxidação dos elementos da coluna A da classificação periódica dos elementos pode ser deduzido do próprio número da coluna, de acordo com o esquema a seguir:
Número da coluna
Metais Alcalinos
Metais Alcalino- terrosos
Calcogênios
Halogênios
Nox. Máximo (pela perdade elétrons)
Nox. Mínimo
(pelo ganho de elétrons)
a) Compreender o que é oxidação e redução; b) Verificar as facilidades relativas com que as diferentes espécies químicas (átomos, íons, moléculas) sofrem oxidação ou redução.
1 - Preparou-se 5 tubos de ensaio colocando em cada tubo cerca de 5mL de solução de Mg 2+(aq) , Zn 2+(aq) , Fe 2+(aq) , Pb 2+(aq) e Cu 2+(aq). Para isto, puderam ser usadas soluções de MgSO4, ZnSO (^) 4, FeSO4, Pb(NO (^) 3) 2 e CuSO 4 respectivamente. Em todos os tubos de ensaio foi colocado um pedaço de magnésio metálico. Posteriormente cada tubo de ensaio ficou em repouso por alguns minutos. Em seguida para cada tubo de ensaio, observou-se se houve reação, escrevendo assim, as equações das reações que ocorreram.
2 - Repetiu-se a experiência, trocando as soluções dos tubos de ensaio e substitui-se o metal magnésio pelo zinco metálico. Em seguida para cada tubo de ensaio, observou-se se houve reação, escrevendo assim, as equações das reações que ocorreram.
3 - Trocou-se as soluções dos tubos de ensaio e substitui-se o zinco metálico pelo metal ferro. Em seguida para cada tubo de ensaio, observou-se se houve reação, escrevendo assim, as equações das reações que ocorreram.
4 - Trocou-se as soluções dos tubos de ensaio e substitui-se o ferro metálico pelo metal chumbo. Em seguida para cada tubo de ensaio, observou-se o que aconteceu, escrevendo assim, as equações das reações que ocorreram.
5 - Trocou-se as soluções dos tubos de ensaio e substitui-se o metal chumbo pelo cobre metálico. Em seguida para cada tubo de ensaio, observou-se o que aconteceu, escrevendo assim, as equações das reações que ocorreram.
6 – Respondeu-se as perguntas referentes aos metais tratados nos itens 1,2,3,4 e
7 – Alguns íons metálicos em solução aquosa formam soluções coloridas características, como, por exemplo:
Zn2+(aq) solução incolor
Cu 2+(aq) solução azul
Fe 2+(aq) solução verde
Co 2+(aq) solução rosa
Ag + (aq) solução incolor
Após se tomar conhecimento sobre isto, foi feito a seguinte experiência: colocou-se em um béquer, até a metade de sua capacidade, uma solução 0,1M de Cu 2+
(aq).^ Pode-se^ utilizar^ CuSO^4 como^ exemplo.^ Posteriormente^ colocou-se^ dentro^ da solução um pedaço de zinco metálico. Para que a reação química ocorresse mais rapidamente a solução foi levada à fervura.
Tabela 2.
Tubos de Ensaio (^) Zinco Metálico (Zn (^) (m) ) Resultado 1 MgSO 4 0,1 mol/L Não reagiu
2 Pb(NO 3 ) 2 0,05 mol/L Desprendeu gás
3 CuSO 4 0,1 mol/L Não reagiu
4 ZnSO 4 0,1 mol/L O zinco desapareceu
5 FeSO 4 0,1 mol/L O zinco desapareceu
Para a prática envolvendo o Zinco Metálico (Zn(m)), observou-se que quando o mesmo foi colocado para reagir com MgSO 4 0,1 mol/L e CuSO 4 0,1 mol/L não houve reação. Quando colocado na presença de Pb(NO (^) 3) 2 0,05 mol/L, houve o desprendimento de gás oxigênio , decorrente da reação entre o Nitrato de Chumbo e Zinco Metálico:
Pb(NO (^) 3) 2 + Zn ZnNO 3 + PbO + 2/2O (^) 2.
Quando o Zinco Metálico foi posto para reagir com o ZnSO 4 0,1 mol/L e FeSO (^) 4, houve o desaparecimento do Zn(s). Devido à oxirredução, conforme a equação abaixo:
Zn (^) (m) Zn 2+(aq) + 2e-^ (OXIDAÇÃO)
Fe 2+(aq) + 2e-^ Fe (^) (m) (REDUÇÃO)
Somando as duas semi-equações, tem-se como resultado a equação da reação total de oxirredução: Zn (^) (m) Zn 2+(aq) + 2e-
Fe 2+(aq) + 2e-^ Fe (^) (m)/
Zn (^) (m) + Fe 2+(aq) Zn 2+(aq) + Fe (^) (m)
Tabela 3.
Tubos de Ensaio Metal Ferro (Fe2+^ ) Resultados 1 MgSO 4 0,1 mol/L Não reagiu
2 Pb(NO 3 ) 2 0,05 mol/L Formou bolhas
3 CuSO 4 0,1 mol/L Não reagiu
4 ZnSO 4 0,1 mol/L Não reagiu
5 FeSO 4 0,1 mol/L O ferro ficou marron- avermelhado
Para a prática envolvendo o Ferro Metálico (Zn(s) ), observou-se que quando o mesmo foi colocado para reagir com MgSO 4 0,1 mol/L, CuSO 4 0,1 mol/L e ZnSO 4 0,1 mol/L
não houve reação. Quando colocado na presença de Pb(NO (^) 3) 2 0,05 mol/l, houve
formação de bolhas , decorrente da reação entre o Nitrato de Chumbo e Ferro Metálico:
Pb(NO (^) 3) 2 + Fe FeNO 3 + PbO + 2/2O (^) 2.
Tabela 4.
Tubos de Ensaio Metal Chumbo (Pb 2+) Resultados 1 MgSO 4 0,1 mol/L Ficou muito prateado
2 Pb(NO 3 ) 2 0,05 mol/L Ficou levemente prateado
3 CuSO 4 0,1 mol/L Ficou levemente prateado
Com a realização desta pratica os objetivos traçados de inicio foram alcançados com êxito, pois após serem feitos todos os ensaios com os reagentes, conclui-se que as reações foram evidenciadas pelo desprendimento de gás e variações de colorações decorrentes das reações envolvendo os referidos metais citados no procedimento. A teoria da prática foi comprovada no experimento, e foi de grande proveito, pois proporcionou uma melhor compreensão sobre oxirredução.
BRADY , James E. & HUMISTON, Geraldo, E. 2° ed. Vol. 2, LTC - Livros Técnicos e Científicos, Rio de Janeiro, 1993. FELTRE , Ricardo. Físico-Química , - 6. Ed. São Paulo: Moderna 2004. FONSECA , Martha Reis Marques da. Completamente Química: Físico-Química , São Paulo: FTD. 2001. MOORE , W.J. Físico-Química , Trad. 4°. ed. Edgard Blücher, São Paulo, 1976. USBERCO , João. Química – volume único/ João Usberco, Edgard Salvador – 5. ed.reform. – São Paulo: Saraiva 2002
PROFESSOR: Ms. PERICLES NUNES
Acadêmico: Noé Nonato dos Santos Filho
