Relatório – Pilha de Daniell

UNIP - UNIVERSIDADE PAULISTA

Instituto de Ciências Exatas e Tecnológicas [pic 1]

Engenharia Mecânica                                              

Laboratório de Química  

Relatório – Pilha de Daniell

        

Araraquara – 20/05/2017

1. Introdução

A Eletroquímica é o ramo da química que estuda todos os processos químicos que envolvem reações de óxido-redução entre substâncias, logo, a transformação de energia química  em  energia  elétrica.  Quando um processo químico ocorre espontaneamente produzindo corrente elétrica ou produzindo diferença de potencial entre dois polos, é chamado de pilha ou bateria.  Analogamente, quando o processo químico ocorre de forma não espontânea, este é induzido por uma corrente elétrica de uma fonte externa, tal processo é denominado eletrólise. A tendência de perder ou doar elétrons das substancias, visando o equilíbrio, gera um tema de estudo na química, conhecido como Eletroquímica. Reações de oxirredução, tanto podem gerar corrente elétrica, como serem iniciadas por uma corrente elétrica. Esta última recebe o nome  especial de eletrólise, e a primeira é responsável pelos dispositivos conhecidos como pilhas, baterias e acumuladores.

  Em 1836, John Frederic Daniell criou um tipo de pilha usando zinco e cobre metálicos e soluções de sulfato de cobre e de zinco. Esta pilha foi rapidamente incorporada pelos Ingleses e Americanos em seus sistemas telegráficos. A Pilha de Daniell, como é conhecida, é um experimento clássico e fácil de realizar, e que ilustra com propriedade os fenômenos elétricos de uma reação de oxi-redução com formação de íons.

  A pilha de Daniell é construída usando-se um eletrodo de zinco metálico, que  é embebido numa solução de sulfato de zinco, e um eletrodo de cobre  metálico, que é então embebido numa solução de sulfato de cobre ou sulfato  cúprico. As duas soluções são postas em contato através de uma superfície porosa, de modo que não se misturem, mas íons possam atravessá-la.  Alternativamente, uma ponte salina, que pode ser um tubo contendo em seu interior uma solução salina, tipo NaCl (Cloreto de Sódio), fechado por material  poroso interligando as soluções de sulfato de cobre e de zinco. 

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1. Objetivos

O experimento consiste em observar o funcionamento de uma pilha, medir a diferença de potencial (ddp) obtida através dela e avaliar o processo.

1. Materiais e métodos

1. Materiais

- 2 béqueres de 100 mL

- 1 mangueira transparente

- Zinco (S)

- Cobre (S)

- Sulfato de zinco 1 M/L

- Sulfato de cobre 1 M/L

- Algodão

-Cloreto de potássio

-Multímetro

1. Métodos

1. Colocar o sulfato de zinco e o sulfato de cobre, separados, um em cada béquer.
2. Colocar a chapa de zinco no béquer com sulfato de zinco e a chapa de cobre dentro do béquer com sulfato de cobre.
3. Ligar o fio preto do multímetro na chapa de zinco e o fio vermelho na chapa de cobre.
4. Com um pedaço de algodão, feche uma das extremidades da mangueira  e com o pipetador, encha cuidadosamente a mangueira com o cloreto de potássio, umedeça o algodão que está na parte externa da mangueira.  Feche cuidadosamente a  outra extremidade da mangueira com algodão, observando sempre se não há presença de bolhas na mesma.
5. Coloque uma extremidade da ponte salina (mangueira com cloreto de potássio) em cada béquer, de maneira em que ela fique em contato com as soluções ali presentes.
6. Faça os cálculos necessários.

1. Questionário

1. Calcule a ddp da pilha de Daniell (dados: Ezinco = -0,76; Ecobre = +0,34)

Usando a equação: ddp = E°red Cátodo – E°red Anodo

Temos:

Ddp = 0,34 – (- 0,76)                     ddp = 1,1 V.

1. A ddp calculada está de acordo com a medida?

Sim, apesar de sofrer uma pequena variação, a ddp calculada está de acordo com a medida, assim como mostra a imagem do multimetro a seguir.

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1. Escreva as semi-reaações, a reaçaõ global e a reação que representa a pilha montada.

Semi- reação:

Zn0 => Zn2+ + 2e-      OXIDAÇÃO

Cu2+ + 2e- => Cu0       REDUÇÃO

Reação Global:

Zn0 + Cu2+ => Zn2+ + Cu0

Reação que representa a pilha:

Zn0 / Zn2+ // Cu2+ / Cu0

1. Inverta a posição dos fios. O que acontece? Explique.

Quando o fio é invertido, nota-se que o sinal fica negativo no multímetro, como mostrado na imagem abaixo, isso acontece para mostrar-nos que a corrente está no sentido contrário ao o da medição.

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1. Remova a ponte salina e observe. O que acontece? Explique.

Removendo a ponte salina o multímetro nos mostra que não há mais corrente, como mostrado na imagem abaixo, isso acontece por não haver mais ligação entre as soluções, deixando assim, de ser um circuito fechado.

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