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ATIVIDADE PRÁTICA REALIZADA COM SIMULADOR VIRTUAL Responda as questões abaixo (valor: 95 ptos) 1) O que é uma pilha? R. Trata-se de um dispositivo eletroquímico no qual reações de oxidação e redução promovem a produção de corrente elétrica a partir de energia química, ou seja, um dispositivo capaz de transformar energia química em energia elétrica, promovendo um fluxo de elétrons entre os eletrodos presentes. 2) Qual a diferença da pilha de Daniell e da pilha de Alessandro Volta? R. A pilha de Daniell, era constituída por duas semicelas ligadas por um fio condutor e uma ponte salina, tubo em forma de U que continha uma solução formada por água e cloreto de potássio (KCl), o qual conectava as duas semicelas: Semicela 1 (ânodo) polo negativo da pilha, composta por uma placa de zinco submersa em uma solução formada por água e Sulfato de Zinco (ZnSO4). A semicela 2 (cátodo) polo positivo da pilha, composta por uma placa de cobre, sendo que uma parte dessa placa ficava submersa em uma solução formada por água e sulfato de cobre (CuSO 4 ). Já a pilha de Volta, que foi a primeira pilha elétrica (1800), era formada por discos de zinco e de prata intercalados e conectados por um fio condutor, sendo separados por um algodão embebido em salmoura (solução composta por água e sal). 12/11/2022 1 3) O que ocorre nos cátodos de uma pilha? Apresente as semi-reações que ocorrem no cátodo das pilhas testadas. R. Ocorre a reação de redução. Semi-reação do cátodo: 4) O que ocorre nos ânodos de uma pilha? Apresente as semi-reações que ocorrem no ânodo das pilhas testadas. R. Ocorre a reação de oxidação. Semi-reação do ânodo: 5) Apresente as equações globais das pilhas, sua carga e qual apresenta maior tensão. R. Exemplos da representação de equações globais de uma pilha → Pilha formada por ferro e estanho Equação Global Carga: Tensão: O ferro sofre redução (por ter o maior potencial de redução) e que o estanho oxida-se (por ter o menor potencial de redução). → Pilha formada por prata e cobre Equação Global Carga: Tensão: A prata sofre redução (por ter o maior potencial de redução) e que o cobre oxida-se (por ter o menor potencial de redução). 12/11/2022 2 6) Ao utilizar o multímetro para determinar a tensão da pilha, o que significa se aparecer o sinal negativo? R. Se o multímetro indicar qualquer leitura negativa, significa que as pontas estão invertidas. 7) Nas pilhas eletroquímicas obtém-se corrente elétrica devido à reação de oxirredução. Quem é o agente redutor e quem é o agente oxidante? Justifique sua resposta baseado nas semi-reações que ocorreram nas pilhas montadas. R. - Ânodo é o polo negativo, sofre oxidação tendo em vista a perda de elétrons, ou seja é o agente redutor. - Cátodo é o polo positivo, sofre redução, pois, ganha elétrons, ou seja, é o agente oxidante. 8) Por que o fluxo dos elétrons na pilha de Daniell se dá do ânodo para o cátodo? R. Esse processo ocorre devido à reação de oxirredução entre os dois eletrodutos, pois o eletrodo negativo, que é o ânodo, perde elétrons, e o cátodo, que é positivo, ganha elétrons, ou seja, os elétrons circulam do eletrodo de maior potencial de oxidação para o de menor potencial de oxidação. No caso da pilha de Daniell, os elétrons vão do zinco para o cobre. 9) Durante o experimento nota-se o aumento da massa da placa de cobre. O que está ocorrendo, explique este fenômeno. R. O cobre aquoso (Cu+2) se transforma em cobre metálico (Cu) o que é denominado deposição, que é o contrário de corrosão, ou seja, aumento da massa do eletroduto, dessa forma, está diminuindo a concentração da solução, neste caso do elementro Cobre. Fotos (valor: 5 pts) Coloque aqui as fotos tiradas durante a realização do experimento utilizando o Laboratório Virtual de Química. 12/11/2022 3 Pilha Zinco e Cobre 12/11/2022 4 Pilha Zinco e Ferro 12/11/2022 5 AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS 1. Por que se faz necessário lixar as placas antes de irem para os béqueres? R. As placas devem ser lixadas a fim de retirar as impurezas e os óxidos presentes nelas que dificultam a reação. 2. Qual o papel da ponte salina e por que é necessário molhar a ponte salina? R. A ponte salina estabiliza as soluções de uma pilha, pois nela existem íons (cátions e ânions) que são deslocados para o cátodo e o ânodo. É necessário molhar a ponte salina, tendo em vista que se trata de um tubo em formato de “U” preenchido com uma solução aquosa concentrada de um sal solúvel, assim ela possibilita a migração de íons entre as soluções dos eletrodos. 3. Com base nos seus conhecimentos, a pilha funcionaria sem a ponte salina? Justifique. R. A ponte salina é essencial para o funcionamento da pilha, uma vez retirada ambos eletrodos perdem a neutralidade, a reação acabaria e a pilha não funcionaria mais. 4. Identifique, na pilha, qual o eletrodo que corresponde ao cátodo e ânodo da pilha. R. Na pilha de Daniell, o cátodo, que reduz o nox, seria o eletrodo de cobre; já o ânodo, que oxida, seria o eletrodo de zinco. 5. O que aconteceria com a tensão, caso as ponteiras do multímetro fossem trocadas e colocasse nos eletrodos errados? Caso seja necessário, realize o teste para embasar a respostas, logo após retorne ao arranjo original. R. Ao conectar as ponteiras de forma trocada aparecerá um sinal de negativo no visor, indicando que está invertido. 12/11/2022 6 6. Utilizando as semirreações de oxidação e redução da pilha de Daniell, encontre a equação global da pilha. R. Semirreações: Cu+2+ 2e Cu= +0,34V ⇆ Zn Zn⇆ +2+2e= +0,76V Equação Global da Pilha: Cu+2+Zn Cu+Zn⇆ +2 7. Qual o efeito notado nas placas? R. A placa de zinco sofreu corrosão, ou seja, passou do estado sólido para o aquoso, teve um aumento da concentração da solução, já a placa de cobre sofreu deposição, quer dizer que passou do estado aquoso para o sólido, teve redução da concentração de solução. 8. A tensão permaneceu constante ou teve alguma variação? R. A tensão registrada variou durante o experimento entre 1,06V e 1,13V sendo que 1,13V foi verificado logo no começo e à medida que o experimento continuou a tensão teve a tendência de se manter entre 1,06V e 1,09V. 9. Com base nos seus conhecimentos, qual dos eletrodos utilizados conseguiriam substituir o zinco na pilha e gerar uma D.D.P positiva? R. O eletrodo de ferro poderia substituir o eletrodo de zinco mantendo o eletrodo de cobre no bequer 2. A tensão seria menor, nos testes ela variou entre 0,82V e 1,03V. 12/11/2022 7
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