Fisica - Pilhas De Daniell

PILHAS DE DANIELL

Observe a seguinte reação química de oxirredução:

Esta reação pode ser feita muito facilmente colocando um pedaço de zinco metálico (Zn°) em um copo com uma solução aquosa de sulfato de cobre (CuSO4), que é um líquido azul translúcido. Após alguns tempo, cerca de 20 minutos, pode-se observar que o pedaço de metal ficou avermelhado. A parte que ficou vermelha é o cobre (Cu°) que se depositou sobre a placa de zinco. E no fundo do copo há a formação de sulfato de zinco (ZnSO4), conforme a reação acima.

Esta experiência que pode ser feita até mesmo em casa, demostra as reações de oxirredução.

A experiência feita pelo meteorologista e químico inglês John Frederic Daniell, em 1836, constitui uma pilha formada apartir de reações de oxirredução.

Pilha – São reações químicas que produzem corrente elétrica.

Daniell montou um sistema com dois eletrodos interligados.

Um eletrodo era constituido de uma placa de zinco imersa em um copo com uma solução com íons de zinco, no caso, sulfato de zinco.

O outro eletrodo era constituído de uma placa de cobre imersa em um copo com uma solução com íons de cobre, no caso, sulfato de cobre.

Chamou o eletrodo de Zinco de ânodo, com carga negativa.

Chamou o eletrodo de Cobre de cátodo, com carga positiva.

Fonte: http://educar.sc.usp.br/licenciatura/2006/Pilha_de_Daniel/pilha_de_Daniell.html

Ânodo ou polo negativo é o eletrodo onde saem os elétrons. Ocorre a reação de oxidação.

Cátodo ou polo positivo é o eletrodo para onde vão os elétrons. Ocorre a reação de redução.

Com o passar do tempo, os elétrons da placa de zinco vão para a solução, fazendo com que aumente a concentração da solução e corroendo a placa de zinco.

No outro eletrodo, ocorre o contrário. Os élétrons da solução de sulfato de cobre se depositam na placa de cobre, diminuindo a concentração da solução e aumentando a massa da placa metálica.

Fonte: http://cabarequimico.blogspot.com/2008/11/eletroqumica-abrange-todos-processo.html

Veja como montar as reação que ocorrerem na Pilha de Daniell:

1°) montar a reação do ânodo

2°) montar a reação do cátodo

3°) somar as reações, formando a reação global da pilha.

Obs.: Os termos semelhantes, se anulam. No caso, na reação acima, os 2é.

Daniell colocou uma ponte salina constituída de um tubo de vidro em U contendo solução de KCl aquoso. A sua função é permitir a migração de íons de uma solução para a outra, de modo que o número de íons positivos e negativos na solução de cada eletrodo permaneça em equilíbrio.

Tabela resumida da Pilha de Daniell:

ELETRODO REAÇÃO POLO LÃMINA SOLUÇÃO

ÂNODO OXIDAÇÃO POLO NEGATIVO (-) CORRÓI CONCENTRA

CÁTODO REDUÇÃO POLO POSITIVO (+) AUMENTA DILUI

Força Eletromotriz e Potencial de Redução e de Oxidação

Antes de realizar a montagem de uma pilha, é necessário saber qual metal vai perder e qual metal vai ganhar elétrons. Para conseguir responder à esta questão, devemos conhecer o conceito de potencial de redução e o potencial de oxidação.

O potencial de redução e de oxidação são medidos em volt (V) e é representado pelo símbolo E°.

Onde:

variação de potencial

E° = diferença de potencial (padrão)

E°RED = potencial de redução

E°OX = potencial de oxidação

Padrão: 25°C e 1atm

Pode-se utilizar qualquer uma destas fórmulas, dependendo dos dados que são fornecidos.

A diferença de potencial pode ser chamada também de força eletromotriz (fem).

Quanto maior o E°RED mais o metal se reduz.

Quanto maior o E°OX mais o metal se oxida.

Em geral, são usadas tabelas com potenciais padrão de redução para indicar se o metal irá se reduzir ou oxidar.

Fonte: http://www.agracadaquimica.com.br/index.php?acao=quimica/ms2&i=6&id=181

Veja o exemplo:

Sendo:

E°RED Cu = +0,34V

E°RED Zn = -0,76V

a) Qual metal sofrerá redução?

O metal que sofrerá redução é o cobre (Cu) porque possui maior valor, maior tendência a reduzir.

b) Qual o valor da ddp desta pilha ou diferença de potencial?

Pode-se calcular também, se soubermos qual metal é o cátodo e qual é o ânodo:

c) Qual metal sofrerá oxidação?

O metal que sofrerá oxidação é o zinco (Zn) porque possui menor valor de potencial de redução. Então possui tendência a sofrer oxidação.

Então:

Reação Espontânea e Não Espontânea

A reação na pilha (ou célula eletrolítica) pode ser espontânea ou não.

Quando o potencial padrão da célula eletrolítica é positivo, a reação é espontânea.