Relatório qui exp 4

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA 
FACULDADE DE ENGENHARIA CIVIL 
CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL 
 
 
 
 
 
ANA JULIA BATISTA DE OLIVEIRA - 12221ECV043 
 
 
 
 
QUÍMICA EXPERIMENTAL 
IQUIFU39033 
 
 
 
 
 
EXPERIMENTO 4: ELETROQUÍMICA: PILHAS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Uberlândia – Minas Gerais 
Junho, 2023 
 
 
2 
 
 
ÍNDICE 
 
1 RESUMO E OBJETIVOS .................................................................................................... 3 
2 INTRODUÇÃO ..................................................................................................................... 4 
3 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL .............................................................................. 5 
3.1 PILHAS DE ELETRODOS METÁLICOS .................................................................. 5 
3.2 VERIFICAÇÃO DO SENTIDO ESPONTÂNEO DA REAÇÃO .............................. 6 
4 RESULTADOS E DISCUSSÕES ........................................................................................ 6 
4.1 PILHAS DE ELETRODOS METÁLICOS .................................................................. 6 
4.2 VERIFICAÇÃO DO SENTIDO ESPONTÂNEO DA REAÇÃO .............................. 8 
5 CONCLUSÃO ........................................................................................................................ 8 
6 BIBLIOGRAFIA ................................................................................................................... 8 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3 
 
 
1 RESUMO E OBJETIVOS 
 
 Relatório sobre o experimento de pilha1 cujo objetivo demonstrar a ação da corrosão 
eletroquímica sobre 6 pregos sob a ação de um gel e comparar as condições ambientais que 
favorecem ou retardam o processo de oxidação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1 Disponível em <https://www.youtube.com/watch?v=W2nJZ2wzzY0> 
 
 
4 
 
 
2 INTRODUÇÃO 
 
 Uma pilha eletroquímica é um dispositivo capaz de produzir trabalho elétrico nas 
vizinhanças. Por exemplo, a pilha seca comercial é um cilindro selado contendo dois terminais de 
um material condutor. Um dos terminais é marcado com sinal positivo e o outro com sinal negativo. 
Trabalho elétrico é realizado pela reação química e os elétrons “atravessam” a pilha do polo 
negativo para o positivo. 
 A reação química que ocorre no interior da pilha é de oxirredução. Nestas reações sempre 
há perda, transferência e ganho de elétrons pelas substâncias que compõem a pilha. Quanto mais 
favorável for à transferência de elétrons, maior é o potencial obtido nos terminais da pilha. 
 Uma pilha é constituída por duas meias-pilhas ligadas entre si dentro de uma célula 
eletroquímica. A ligação é feita colocando as soluções das meias-pilhas em contato, de modo que 
os íons possam passar pelas mesmas. Se as duas soluções forem às mesmas, não há junção líquida 
e temos uma célula sem transferência. Se as duas soluções forem diferentes as duas células 
eletroquímicas podem ser unidas por ponte salina, que é um tubo contendo uma solução 
concentrada de eletrólito (quase sempre cloreto de potássio ou ágar). 
 Em cada semi-célula eletroquímica ocorre o processo de oxidação (perda de elétrons) ou o 
processo de redução (ganho de elétrons), representadas no esquema abaixo. As espécies reduzidas 
e oxidadas representam um par redox. 
 Os eletrodos fazem o contato físico entre a solução e a substância a ser oxidada/reduzida 
para a passagem da corrente elétrica. Existem vários tipos de eletrodos, entre eles o de gás-íon, 
metal-íon metálico, metal-sal insolúvel-ânion, de oxirredução. Quando uma reação espontânea 
ocorre em uma pilha, os elétrons saem do eletrodo onde há oxidação (ânodo) e vão para o eletrodo 
de redução (cátodo). 
 Como qualquer trabalho realizado depende de um referencial, o trabalho elétrico não seria 
diferente. O trabalho elétrico que envolve o ganho de elétrons por um par redox é dado pelos 
potenciais padrão (de redução que são fornecidos em relação ao eletrodo de hidrogênio, ou em 
alguns livros, em relação ao potencial do calomelano. As condições padrão são: temperatura de 
298 K, atividade e fugacidade unitárias. Grande parte das substâncias tem seus potenciais de 
oxirredução tabeladas e são encontradas na maioria dos livros. Nestas tabelas são encontrados 
valores positivos e negativos de redução, e para compreendê-los é necessário o conceito de 
 
 
5 
 
 
espontaneidade de reação. Em qualquer curso introdutório de Físico-Química, é provado que, para 
uma reação ocorrer espontaneamente à variação da energia de Gibbs deve ser negativa. O estado 
final do sistema deve ter uma energia menor que o estado inicial. 
 
3 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
3.1 PILHAS DE ELETRODOS METÁLICOS 
 
 
 Pilha 1 – Cobre X Ferro 
 
 Materiais usados: 
 
• 1 béquer de 150 ml; 
• Solução aquosa de NaCl a 3%; 
• Fenolftaleína; 
• Solução aquosa de FeCN; 
• 1 fio condutor; 
• 1 lâmina de Fe; 
• 1 lâmina de Cu; 
 
 Primeiramente foi adicionado no béquer 100 ml de solução aquosa de NaCl a 3%. Após 
isso, 2 ml de solução aquosa de FeCN, 2 ml de fenolftaleína. Os eletrodos foram ligados por meio 
do fio condutor e colocado na solução. Decorridos alguns minutos foram observados os resultados 
(item 4.1). 
 
 Pilha 2 – Ferro X Zinco 
 
Materiais usados: 
 
• 1 béquer de 150 ml; 
• Solução aquosa de NaCl a 3%; 
• Fenolftaleína; 
• Solução aquosa de FeCN; 
• 1 fio condutor; 
 
 
6 
 
 
• 1 lâmina de Fe; 
• 1 lâmina de Zn; 
 
 Mesmo processo da pilha 1, trocando o eletrodo de Cu pelo de Zn. Os eletrodos foram 
ligados por meio do fio condutor e colocado na solução. Decorridos alguns minutos foram 
observados os resultados (item 4.1). 
 
3.2 VERIFICAÇÃO DO SENTIDO ESPONTÂNEO DA REAÇÃO 
 
Materiais usados: 
 
• 2 béqueres de 150 ml; 
• Solução molar de 𝐶𝑢𝑆𝑂4; 
• Solução molar de 𝐹𝑒𝑆𝑂4; 
• 1 lâmina de Fe; 
• 1 lâmina de Cu; 
 
 Primeiramente foi adicionado 80 ml de 𝐹𝑒𝑆𝑂4 em um béquer. Foi feito o mesmo para a 
solução de 𝐶𝑢𝑆𝑂4. Em seguida, foi mergulhado parcialmente a lâmina de cobre na solução de 
𝐹𝑒𝑆𝑂4 e a lâmina de ferro na solução de 𝐶𝑢𝑆𝑂4. Segundos depois foi possível observar os 
resultados (item 4.2). 
 
4 RESULTADOS E DISCUSSÕES 
4.1 PILHAS DE ELETRODOS METÁLICOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
7 
 
 
 Pilha 1 – Cobre X Ferro 
 
 Figura 1: Resultado do experimento. Figura 1: Resultado do experimento. 
 
 Fonte: Youtube2 Fonte: Youtube 
 
 Pilha 2 – Ferro X Zinco 
 
 Figura 3: Resultado do experimento. Figura 4: Resultado do experimento. 
 
 Fonte: Youtube Fonte: Youtube 
 
 
2 Disponível em <https://www.youtube.com/watch?v=W2nJZ2wzzY0> 
 
 
8 
 
 
4.2 VERIFICAÇÃO DO SENTIDO ESPONTÂNEO DA REAÇÃO 
 
Figura 3: Resultado do experimento. 
 
Fonte: Youtube3 
 
 
5 CONCLUSÃO 
 
 Foi possível concluir através desta prática, que uma célula galvânica (pilha) é uma reação 
espontânea, pois transforma energia química em energia elétrica, pela passagem de elétrons com a 
oxidação do zinco e redução do cobre. Por outro lado, a célula eletrolítica transforma energia 
elétrica em energia química utilizando de uma força externa como a bateria por ser uma reação 
não-espontânea, assim os ânions da solução são oxidados no polo positivo (ânodo) e transferem os 
elétrons para o polo negativo (cátodo) onde os cátions em solução são atraídos, e recebem esseselétrons, sofrendo redução e gerando assim a energia química. Além disso, verificou-se que os 
potenciais da pilha são positivos e da eletrólise negativos. 
 
6 BIBLIOGRAFIA 
 
FERRARI. Jefferson. Apostila Química Experimental. 2022/2. 
 
3 Disponível em <https://www.youtube.com/watch?v=W2nJZ2wzzY0>