Relatório Pilha de Daniell

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UNIVERSIDADE DO EXTREMO SUL CATARINENSE Curso de Engenharia de Materiais Corrosão

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Pilha de Daniell

RESUMO

O presente trabalho tem por objetivo observar os fenômenos elétricos e a transferência de elétrons da pilha de Daniell e confirmar os valores que foram encontrados no Voltímetro, constatando que a reação espontânea acontece quando o potencial se torna positivo.

Palavras-Chaves: Pilha de Daniell, Voltímetro, Elétrons.

1. INTRODUÇÃO

A eletroquímica é o ramo da química que estuda as reações químicas que produzem corrente elétrica ou são produzidas por uma. Pilhas e baterias que são comuns no dia-a-dia da sociedade, produzem energia elétrica por meio de reações de oxirredução, que seria uma reação em que ocorrem os fenômenos de oxidação e redução simultaneamente (FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas, 2018).

              A Pilha de Daniell é um sistema que forma correntes elétricas baseado nas reações de oxirredução entre o Zinco, Cobre e Ferro, que ligados através de um fio externo, gera uma

energia elétrica.

Notebooks, tablets, smartphones e outros dispositivos fazem parte da vida do século XXI, permitindo que as pessoas se comuniquem, trabalhem, estudem, socializem. Nada disso seria possível sem as baterias que alimentam esses dispositivos, cada vez mais eficientes, compactas e com maior durabilidade. O desenvolvimento industrial e tecnológico demanda o uso eficiente desses e de outros dispositivos para os mais diversos fins, o que fez com que a eletroquímica se tornasse um conteúdo relevante para a educação básica, pois a compreensão do funcionamento desses dispositivos passa pelos conhecimentos de eletroquímica (BOULABIAR et al., 2004)

              No ensino de eletroquímica, um modelo didático muito utilizado é a pilha de Daniell, sendo  relacionada  ao ensino dos conceitos de pilhas,  células  eletroquímicas,  reações  de oxirredução,  cátodo,  ânodo,  número  de  oxidação  (nox),  entre  outros (WALANDA et  al.,2017). Uma  rápida busca  na  internet com  a  palavra-chave“pilha  de  Daniell” resulta  em imagens de modelos didáticos muito semelhantes às que se pode encontrar em livros didáticos tanto do ensino médio quanto superior(Fig.1).

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Fig. 1: Representação da pilha de Daniell

1. MATERIAIS E MÉTODOS

      2.1 Materiais Utilizados

Materiais que foram utilizados para realizar o experimento da Pilha de Daniell:

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Tabela 1: Materiais utilizados para realizar o experimento

      2.1 Preparo da Solução de Sulfato de Ferro

           Foi necessário fazer o cálculo e a pesagem do Sulfato de Ferro para o preparo de 50mL com a concentração de 1 mol/L em água destilada.

         Após o cálculo da massa, foi feito o preparo da solução em um becker de 300mL. Após o Sulfato de Ferro ser dissolvido, a solução foi transferida para um balão de 200mL e posteriormente agitado para completar a dissolução.

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Imagem 2: Balões Volumétricos com Sulfato de Ferro, Zinco e Cobre  diluídos

             Depois da solução estar completamente homogênea, foi transferida para um béquer de 50mL.

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Imagem 3: Solução de Ferro transferido ao béquer de 50mL para ser medido a voltagem

2.2 Preparo da Ponte Salina

A ponte salina deve ser preparada de modo que seja preenchido o tubo em U com aproximadamente 10mL de solução saturada de KCL não havendo espaços. Cada ponta deve ser fechada com uma pequena quantidade de algodão.

2.3 Procedimento Experimental da Pilha

        Foi colocado a solução de KCL no tubo em forma de U e fechado as extremidades com algodão. Em seguida foi adicionado em um béquer a solução de CuSO4 0,1 mol/L em um béquer e a solução ZnSO4 0,1mol/L em outro béquer foi adicionado a solução FeSO4 0,1mol/L em um béquer.

        Foi utilizado um fio condutor com crocodilos nas extremidades, foi colocado o eletrodo de zinco ao fio preto do voltímetro e com o outro fio vermelho foi adicionado ao eletrodo de cobre. O mesmo processo foi repetido 3 vezes e feito um rodízio das três soluções que foram instruídas a serem realizadas.

Foi mergulhada em cada uma das extremidades da ponte salina nas soluções de Sulfato de Zinco e Sulfato de Cobre, posteriormente nas soluções de Sulfato de Zinco e Sulfato de Ferro, e por fim, na solução de Sulfato de Cobre e Sulfato de Ferro.

        Mergulhou-se o eletrodo de Zinco na solução de Sulfato de Zinco, e mergulhou-se o eletrodo de Cobre na solução de Sulfato de Cobre, com um Voltímetro foi medido a voltagem das duas soluções e anotado.

        Mergulhou-se o eletrodo de Ferro na solução de Sulfato de Ferro, e mergulhou-se o eletrodo de Cobre na solução de Sulfato de Cobre, com o Voltímetro foi medido e anotado a voltagem das duas soluções mergulhadas.

        Por fim, foi mergulhado o eletrodo de Ferro na solução de Sulfato de Ferro, e mergulhou-se o eletrodo de Zinco na solução de sulfato de Zinco, e foi medido a voltagem das duas soluções mergulhadas.

1. RESULTADOS E DISCUSSÃO

         Para o primeiro teste da pilha da Daniell, utilizou-se as amostras de sulfato de cobre(aq) + sulfato de ferro(aq), com os respectivos metais sólidos (Ferro e Cobre), já para o segundo teste utilizou-se as amostras de sulfato de ferro(aq) + sulfato de alumínio(aq), com os respectivos metais sólidos (Alumínio e Ferro) e obtiveram-se os resultados da voltagem pelo multímetro de testes informados na Tabela 1.