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UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS Departamento de Química Química Geral Prática Nomes: João Paulo Magalhães João Pedro de Carvalho Eduardo Ansaloni Soares Turma: U2C Professora: Elene Cristina Pereira Maia Data de realização da prática: 27/05/2010 Introdução De acordo com a página 45 da apostila de práticas de laboratório. Objetivo A eletroquímica estuda os fenômenos químicos e elétricos presentes nas reações de oxi-redução, na qual há transferência de elétrons do agente redutor para o oxidante. Quando a reação é espontânea, dizemos que se trata de uma pilha, quando é necessário fornecer uma corrente elétrica ao sistema para que a reação ocorra, denominamos eletrólise. Foi preciso determinar os potenciais relativos de oxidação e redução, e assim prever a espontaneidade de reações de oxi-redução. Para isso, padronizou-se que o potencial do hidrogênio seria de 0,0 volts. Aos elementos que tem uma tendência maior que o hidrogênio de ganhar elétrons atribui-se potenciais de redução positiva, e aos que têm menor tendência de ganhar elétrons foram atribuídos potenciais negativo de redução. Na equação global, se o ∆E (potencial) for maior que zero, significa que ela é espontânea, logo é uma pilha. Já se o ∆E for menor que zero, significa que ela é não espontânea, caracterizando uma eletrólise. Assim, nesses experimentos iremos observar o funcionamento da pilha de Daniell e a montagem de uma eletrólise Procedimento De acordo com as páginas 46, 47 e 48 da apostila de práticas de laboratório. Resultados e Discussões Verificação qualitativa da tabela de potencial de oxidação No primeiro tubo percebemos que ocorreu deposição de cobre no prego, que foi evidenciado pela coloração avermelhada de cobre que recobriu o prego. Isso está representado na equação abaixo: Fe(s) ( Fe+2(aq) + 2 e- εo = +0,44 V Cu+2 + 2 e- ( Cu(s) εo = +0,34 V Fe(s) + Cu+2 ( Fe+2(aq) + Cu(s) Δε = +0,78 V Assim, podemos comprovar que a reação é espontânea, pois possui o Δε >0. No segundo tubo, não percebemos nenhuma transformação, o que já era esperado para a reação: Cu(s) ( Cu+2(aq) + 2 e- εo = -0,34 V Zn+2 + 2 e- ( Zn(s) εo = -0,76 V Cu(s) + Zn+2 ( Cu+2(aq) + Zn(s) Δε = -1,10 V Pois ela possuí Δε <0 ou seja, então não ocorre espontaneamente. Montagem da pilha de cobre e zinco (Pilha de Daniell) De acordo com a reação: Zn(s) ( Zn+2(aq) + 2 e- εo = +0,76 V Cu+2 + 2 e- ( Cu(s) εo = +0,34 V Zn(s) + Cu+2 ( Zn+2(aq) + Cu(s) Δεo = +1,10 V A leitura no voltímetro deveria ser de 1,10 V, mas registramos uma leitura de 1,06 V, essa diferença, possivelmente , foi graças a presença de impurezas nos frascos de sulfato de zinco e de cobre, uma vez que após realizarmos a experiência devolvemos as soluções para seus antigos frascos, assim é grande a probabilidade de haver impurezas provenientes de experimentos anteriores. Eletrólise No pólo positivo, poderiam ocorrer duas reações: 2I- ( I2 + 2 e- εo = -0,54V ou H2O ( O2 + 4H+ + 4 e- εo = -1,23V Como o potencial de oxidação do I- é maior, ele tem preferência ao oxidar. E isso foi comprovado no experimento pela aparição de uma coloração amarelada, devido à presença do iodo (I2). E ainda colocamos amido nesse ânodo, o que resultou numa coloração azul escura, graças a presença do iodo. No pólo negativo poderiam ocorrer outras duas reações: K+ + e- ( K εo = -2,92 V ou 2H2O + 2 e- ( H2 + 2OH- εo = -0,83 V Nesse pólo podemos ver que o maior potencial de redução é da água. Assim ela reduz, ao invés do K+. Observamos que é realmente a água que reduz, pois no cátodo houve desprendimento de gás (H2(g) ), além de termos adicionado fenolftaleína e isso, ter tornado a solução próxima do cátodo rosa, o que indica caráter básico, graças ao OH- liberado pela redução da água. Conclusão Percebemos com tal prática os fenômenos químicos e elétricos envolvidos em algumas reações. Observamos que a espontaneidade de uma reação está diretamente relacionada com a variação de potencial da reação, e com base na tabela dos potenciais de alguns elementos, podemos então prever se uma reação pode se processar espontaneamente ou não. Realizamos também a eletrólise de uma solução de KI, o que nos ajudou a entender como funciona tal transformação e, ao analisarmos o resultado, percebermos que a água é fundamental na experiência, sendo que seu papel é comumente esquecido. Referências Bibliográficas Demichelli, C.P.;Souza A.L.A.B.;Santos E.N.;Reis G.F.A.;Carvalho M.E.M.D.;Fabiano R.L.;Borges R.H.U.;Carvalho S.; ‘Práticas de Química Geral’ 1º Semestre 2010 ; Ed. UFMG
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