Processos eletrolíticos em estruturas metálicas

INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA[pic 1]

CURSO: ENGENHARIA PRODUÇÃO MECÂNICA, CONTROLE E AUTOMAÇÃO, MECÂNICA.

5º SEMESTRE

DISCIPLINA: QUÍMICA APLICADA         PROFESSORA Ms: DULCELENA PERALIS

AULA PRÁTICA

Processos eletrolíticos em estruturas metálicas

Introdução:

Pilha

As pilhas elétricas foram idealizadas por Alessandro Volta em 1800. A chamada pilha de Volta consta de uma sobreposição de discos de cobre e zinco, soldados dois a dois e dispostos na mesma ordem, ficando cada par separado do imediato por uma rodela de pano ou de cartão embebida em água acidulada como ácido sulfúrico.

A pilha é um gerador químico, isto é, transforma energia química em energia elétrica. Entre os vários tipos de pilhas destacam-se as pilhas secas e úmidas.

Pilha é qualquer dispositivo no qual uma reação de oxirredução espontânea produz corrente elétrica. Cátodo é o eletrodo no qual há redução (ganho de elétrons). É o pólo positivo da pilha. Ânodo é o eletrodo no qual há oxidação (perda de elétrons). É o pólo negativo da pilha. Os elétrons saem do ânodo (pólo negativo) e entram no cátodo (pólo positivo) da pilha.

Através de um exemplo podemos entender:

Qual a propriedade do íon cobre que lhe permite tirar dois elétrons do zinco? Por que a reação não ocorre ao contrário? Essa capacidade de tirar elétrons é medida pelo potencial de redução. O potencial de redução de uma substância é calculado pelo seguinte processo: forma-se uma pilha colocando-se a substância em questão em um dos eletrodos; o outro é um eletrodo de hidrogênio, escolhido como eletrodo padrão; e acrescenta-se uma ponte salina. Se a substância perder elétrons, diz-se que seu potencial de redução é negativo, com valor igual ao da diferença de potencial (ddp) gerada em condições normais (uma atmosfera, 25° C e concentração de um molar). Se a substância ganhar elétrons (se reduzir), seu potencial de redução será positivo, o que significa que a substância se reduz com facilidade.

A ddp de uma pilha depende de dois fatores:

– da natureza da reação na pilha

– das concentrações das espécies que participam da reação.

Vamos trabalhar somente com a natureza da reação, onde a ddp pode ser calculada da seguinte forma:

  ddp = E°red maior   -   E°red. menor

Para uma pilha, a ddp é positiva, o que reflete a espontaneidade da reação.

Oxidante é a substância ou elemento que se utiliza para fazer com que ocorra a oxidação em outra espécie, ou seja, o oxidante promove a oxidação. Ele possui átomo que sofre redução.
Redutor é a substância ou elemento que se utiliza para promover a redução em outra espécie, ou seja, ele promove a redução. Ele possui átomo que sofre oxidação.

Quando um oxidante promove a oxidação, ele recebe elétrons e conseqüentemente sofre uma redução.
Já o redutor nesse processo, ao fazer uma redução doa elétrons e sofre uma oxidação.

Quanto maior for o E0red, mais fácil será a redução e mais forte será o oxidante.

Quanto menor for o E0red, mais fácil será a oxidação e mais forte será o redutor.

Na tabela a seguir estão valores de potencial de redução padrão (E°red.) de algumas substâncias.

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PARTE EXPERIMENTAL

Materiais:

6 béqueres de 60 mL

3 pontes salinas

1 multímetro

1 cabo jacaré preto (polo -)

1 cabo jacaré vermelho (pólo +)

1 pinça

Reagentes:

Solução de NaCl 3% (cloreto de sódio)

Solução de H2SO4 0,5 mol/L (ácido sulfúrico)

Solução de CuSO4 0,5 mol/L (sulfato de cobre)

Solução ZnSO4 0,5 mol/ L (sulfato de zinco)

1 placa metálica de cobre (Cu)

1 placa metálica de zinco (Zn)

1 placa metálica de alumínio (Al)

Procedimento:     Parte A – meio salino      

                     

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  PILHA DE DANIELL

REPRESENTAÇÃO:

• Metal  A / solução A  // solução B /  Metal B
• Eletrodo  A               //         Eletrodo B

Monte esquemas como demonstrados na figura com os seguintes pares de metais e soluções: