A Eletroquímica

Eletroquímica	Experimento 7
Bruno Henrique Santana
Departamento de Química Fundamental, Universidade Federal de Pernambuco, Recife, Brasil
Data da prática: 08/06/2018; Data de entrega do relatório: 29/06/2018

Resumo

Foram feitos alguns esnsaios com fios de cobre e um prego, com a adição de soluções como CuSO4, FeSO4 e AgNO3. E foi observado oque acontecia ao final do experimento. Tambem foi construida uma pilha de Daniel e observada seus potenciais em relação com diferentes proporções das substâncias, tambem foi acrescentado uma solução de NaOH e observado o potencial da pilha novamente.

Introdução

A eletroquimica é o ramo da quimica que estuda a relação entre as substancias quimicas, utilizando-se das reações entre as mesmas para gerar eneregia eletrica. As duas principais reações que ocorrem para tornar esse fenomeno real, são conhecidos como oxidação e redução, onde não ocorre sem que a outra também não ocorra ao mesmo tempo. Na oxidação a substância doa seus eletróns, enquanto na redução a outra substância recebe esses eletróns. Foi utilizando-se do conhecimento dessas reações que o químico e meteorologista inglês John Frederic Daniell (1790 – 1845), criou a pilha que hoje leva seu nome.

A pilha de Daniell

A pilha é constituida por:

a)  Dois eletrodos (conjunto formado por um metal e pela solução iônica, na qual o metal está mergulhado). Para que haja transferência de elétrons entre os eletrodos, intercalam-se entre ambos um condutor eletrico e uma ponte salina. Sendo a pilha de Daniell constituida especialmente por eletrodos de zinco e cobre.

b) Ponte salina, que é geralmente um tubo de vidro recurvado, contendo solução de KCl(aq) em uma material gelatinoso, com lã de vidro ou algodão nas extremidades. Porem nessa experiência foi utilizada um pedaço de cordão de fibras de algodão. A ponte salina fornece as condições para a movimentação de cargas eltreicas.

Podemos observar um exemplo da pilha na Figura [1], abaixo:

Figura [1]. Representação da Pilha de Daniell.

Semi-reações dos eletrodos:[pic 1]

Ânodo:  Zn(s)   → Zn2+(aq) + 2e-[pic 2]

Catodo: Cu2+(aq) + 2e-  →  Cu(s)[pic 3]

Reação global:

Utlizando das semi-reações podemos criar a reação global para a pilha de Daniell:

Zn(s)   → Zn2+(aq) + 2e-[pic 4]

Cu2+(aq) + 2e-  →  Cu(s)[pic 5]

Zn(s) + Cu2+(aq)  →  Zn2+(aq) + Cu(s)

Potencial da pilha de Daniell

Dados os potencias de redução do zinco e do cobre retirados da Tabela [1], podemos calcular o potencial que terá a nossa pilha:

Tabela [1]. Potencial de redução de alguns compostos.

[pic 6]

E⁰(Red) Cu = + 0,34 V

E⁰(Red) Zn = - 0,76 V

Podemos notar que para a redução o sinal do potencial do zinco é negativo, isso nos indica que ele ira ser oxidado enquanto o cobre ira reduzir, tendo essas informações em mente, podemos calcular o potencial da pilha no final, subtraindo o potencial de quem recebe eletron por quem doa o eletron, teremos assim:

ddp = + 0,34 - (- 0,76)

ddp = 1,10 V

Ou seja o potencial da pilha ao final deve ser de 1,10 V.

Procedimento Experimental

Materiais e substâncias:

- 3 Tubos de ensaio;

- 6 Bequeres 70 mL;

- 3 Pipetas graduadas 5 mL;

- 1Prego de ferro;

- Fio de Cobre;

- Lã de Aço;

- Placa de Zinco;

- Placa de Cobre;

- Cordão de algodão;

- Multimetro;

- Estante de ferro, para tubo de ensaio;

- Sulfato de Ferro;

- Sulfato de Cobre;

- Nitrato de Prata;

Procedimento

Parte {A}

Demarque três tubos de ensaio com os numeros 1, 2 e 3 respectivamente. No primeiro coloque um pedaço de fio de cobre previamente lixado, contendo 3 mL de solução de FeSO4, deixe em repouso. No segundo coloque um prego de ferro também lixado, contendo 3 mL de CuSO4, deixe em repouso. No terceiro tubo coloque outro pedaço de fio de cobre, contendo 3 mL de uma solução de AgNO3, deixe em repouso.

Volte a observar cada tubo ao final do experimento. Anote as observações e expliqueas atraves de reações quimicas.

Parte {B}

Prepare a ponte saline mergulhando o cordão num béquer contendo um solução de KCl (Após cada medida lavar a ponte com água corrente e destilada, mergulhe novamente na solução de KCl. Lixe as laminas de Zinco e Cobre solido, lave com água destilada e seque com algodão. Transfira para um béquer 70 mL de solução de ZnSO4 0.1 M. E num segundo béquer, coloque 70 mL de solução de CuSO4 0,1 M. Mergulhe a lâmina de zinco na solução de ZnSO4, e a lâmina de cobre na solução de CuSO4. Coloque cuidadosamente a ponte salina entre os béqueres de forma que este mergulhe em ambas as soluções. Conecte os eletrodos com um voltímetro e leia o potencial da cela. Retire a ponte salina e leia novamente o potencial da cela. Adicione 20 mL de uma solução de NaOH 1,75 M ao béquer contendo a solução de CuSO4, leia o potencial da pilha e anote suas observações. Monte 4 pilhas com concentrações variáveis de CuSO4 (10-1, 10-3, 10-5 e 10-7 M) e concentrações fixas de ZnSO4 0,1 M. Leia o potencial e anote suas observações.