O Fisico Química

UNIVERSIDADE DE MOGI DAS CRUZES

JOSÉ PEDRO GOMES JR.

VANESSA VILAY DE OLIVEIRA

NAYARA DE SOUSA NASCIMENTO

MARÍLIA LIRA DE OLIVEIRA

WALESCA CORREA ALVES GALAN

FISICO QUÍMICA III

Experimento IV – Eletrodeposição

        

Mogi das Cruzes, SP

Maio de 2016

UNIVERSIDADE DE MOGI DAS CRUZES

JOSÉ PEDRO GOMES JR.

VANESSA VILAY DE OLIVEIRA

NAYARA DE SOUSA NASCIMENTO

MARÍLIA LIRA DE OLIVEIRA

WALESCA CORREA ALVES GALAN

FISICO QUÍMICA III

Experimento IV - Eletrodeposição

[pic 1]

Professor Orientador: Marcelo Ferreira

Mogi das Cruzes, SP

Maio de 2016

1. Sumário

2        INTRODUÇÃO.        

2.1        PRINCÍPIO DA ELETRODEPOSIÇÃO DE METAIS        

2.2        ELETRODEPOSIÇÃO        

3        OBJETIVO        

4        EXPERIMENTO        

4.1        MATERIIS E REAGENTES UTILIZADOS        

4.2        PROCEDIMENTO        

4.2.1        SOLUÇÃO DE CLORETO DE ZINCO        

4.2.2        SOLUÇÃO DE NITRATO DE CHUMBO        

5        CALCULOS        

5.1        CLORETO DE ZINCO        

5.2        NITRATO DE CHUMBO        

6        CONCLUSÃO        

1. INTRODUÇÃO.

1. PRINCÍPIO DA ELETRODEPOSIÇÃO DE METAIS

A eletrodeposição de metais se baseia em fenômenos eletroquímicos (processo de eletrólise), onde ocorrem transformação química nas interfaces (superfícies-limite) eletrodo/eletrólito, que consomem (redução) ou fornecem (oxidação) elétrons.

Uma reação de oxirredução é aquela que ocorre transferência de elétrons entre reagentes e é constituída por duas semirreações: uma de oxidação e outra de redução. A semirreação de oxidação é um processo que envolve perda de elétrons de um dos reagentes e, por sua vez, a semirreação de redução é um processo que envolve o ganho de elétrons por outro reagente, ocorrendo assim a formação de, pelo menos duas espécies químicas novas.

Para que as reações de oxirredução aconteçam sempre no sentido desejado, é necessário a aplicação de corrente elétrica, geralmente contínua. Os fenômenos individuas no cátodo e ânodo, bem como no próprio banho (ou eletrólito), ocorrem simultaneamente. A corrente contínua faz que os elétrons sejam retirados do ânodo e doados para o cátodo, A passagem dos elétrons do ânodo para o cátodo faz que os ions metálicos, contidos no eletrólito sejam depositados no cátodo na forma de metal; sendo este o principio da eletro deposição.

Os estudos dos aspectos quantitativos da eletrólise foram formulados por Faraday em meados do século XXIX, em um trabalho baseado em experimentos, Faraday definiu a relação entre o número de elétrons transferidos e a quantidade de matéria da espécie oxidada ou reduzida, ou seja, a quantidade de produto depositado em uma superfície durante uma eletrólise é calculada pela estequiometria de uma semirreação, pela corrente e pelo tempo em que ela flui. As descobertas e os desenvolvimentos posteriores pouco alteraram os teorias de Faraday.

Em uma eletrodeposição de metais, a corrente elétrica é um dos principais componentes do processo, porem, antes de dar inicio à deposição, ela é convertida, com o uso de retificadores, de corrente alternada para corrente continua. É importante ressaltar que a corrente passa através da solução eletrolítica, a qual é constituída de sais (do metal que vai se depositar), que por meio de dissolução química em água se ioniza em ânion (íons carregados negativamente) em cátion metálico (íons carregados positivamente), que ficam dispersos na solução. Usa-se como ânodo uma barra de metal, e como cátodo o próprio objeto sobre o qual o metal deve ser depositado.

Ao ser imerso no eletrólito, o eletrodo metálico (cátodo) produz um rearranjo dos íons da solução na região próxima da interface metal-solução, pois o íon do sal que se dissociou sofre imediatamente o processo de solvatação. Esse processo é caracterizado pelo envolvimento de íon do metal, o qual apresenta carga positiva, pelas moléculas polares de água, ou outras espécies presente no eletrólito. Essas moléculas polares, acomodadas ao redor do íon, formam a bainha de solvatação primaria, transformando o íons em íons solvatado, Essa estrutura na interface entre o metal e a solução, que se assemelha à de um capacitor, é denominada dupla camada.

1. Areação que ocorre na interface eletrodo/eletrólito, acompanhada da troca de elétrons, é constituída pela passagem de cargas elétricas da fase metálica para o eletrólito, u vice-versa, através da dupla camada elétrica. Essa reação é considerada reação eletroquímica propriamente dita. (Reis, 2015).

1. ELETRODEPOSIÇÃO

O processo de eletrodeposição segue a Lei de Faraday (Equação 1), pois para que a reação eletroquímica ocorra em uma célula eletrolítica (banho), os elétrons devem passar através de um circuito conectando os dois eletrodos (cátodo e ânodo). Por isso a corrente aplicada “I” é uma medida conveniente da taxa de reação na célula, enquanto a carga “Q”, que passa por um determinado período de tempo “t”, indica a quantidade total de reação que ocorreu, pois a quantidade de todos os elementos liberados no cátodo ou no ânodo durante o processo de eletrodeposição é proporcional à quantidade de eletricidade que passa através da solução. De qualquer modo, sob quaisquer condições, a espessura do depósito é proporcional ao tempo de deposição.