Relatório de Lab. de Química- Espontaneidade de uma reação de óxido-redução

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
Espontaneidade de uma reação de óxido-redução
Isabela da Silva RA: *****
Engenharia de Produção
Maringá-2024
INTRODUÇÃO
No presente relatório serão abordadas as reações de oxirredução, por meio do experimento de
espontaneidade o qual demonstrará a situação dos metais em uma determinada solução e, a Pilha de Daniell,
onde, é um dispositivo formado por duas placas metálicas (eletrodos) imersas em solução aquosa dos
respectivos íons capaz de gerar energia elétrica por meio de uma reação química. Tendo em vista que a
espontaneidade está diretamente na eletroquímica, onde é impulsionada pela entalpia, entropia e temperatura.
A eletroquímica estuda a tendência de uma substância em perda ou ganho de elétrons, visando o equilíbrio.
Quando o equilíbrio é alcançado por meio de reações de oxirredução, mudanças acontecem na substância x
podendo gerar principalmente corrente elétrica, sendo essa responsável por pilhas e baterias.
Assim, o principal objetivo é verificar a espontaneidade de reações de deslocamento de metais e montar a
pilha de daniell para entender e aplicar os conceitos envolvidos na reação de redução e oxidação.
MATERIAIS
Neste experimento utilizamos alguns materiais para a sua realização, sendo:
● Pipeta Graduada; • Tubo de ensaio; • Prego;
● Cobre; • Sulfato de cobre • Solução de nitrato de prata;
● Béquer; • Água destilada; • Sulfato de ferro;
● Sulfato de zinco; • Algodão; • Multímetro;
● Tubo em no formato U.
PROCEDIMENTOS
O experimento foi realizado em duas etapas, sendo:
Experimento 1- Espontaneidade de uma reação de oxirredução
- Separar 1 prego e 2 fios de cobre;
Observação: verificar se estão limpos, caso não estejam, fazer limpeza com bombril.
- Numerar 3 tubos de ensaio;
- Colocar cerca de 5mL de solução de sulfato de cobre (II) no tubo 1 e mergulhar na solução o prego;
- Preparar a solução de sulfato de ferro colocando uma ponta de espátula de e 5 mL de água;𝐹𝑒𝑆𝑂
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- Colocar no tubo 2 cerca de 5mL de solução de sulfato de ferro e mergulhar um pedaço de fio de cobre;
- Colocar no tubo 3 cerca de 5mL de solução de nitrato de prata e mergulhar um pedaço de fio de cobre limpo.
Experimento 2- Pilha de Daniell
- Colocar em um béquer cerca de 25 mL de solução de sulfato de cobre (II);
- Em outro béquer colocar 25 mL de solução de sulfato de zinco;
Para preparar a ponte salina é importante seguir os seguintes passos:
- Encher um tubo em U com solução de KCl, 3 mol/L e em seguida colocar um chumaço de algodão nas
extremidades do tubo;
Observação: não deixar bolhas.
- Separar uma placa de prata e outra de cobre;
- Preparar o voltímetro, sendo fio preto positivo e fio vermelho negativo;
- Deixar em 20 Volts.
DADOS E RESULTADOS - ESPONTANEIDADE DE UMA REAÇÃO DE OXIRREDUÇÃO (EXP 1.)
Imagem 1. Prego + Sulfato de cobre (início) Imagem 2. Prego + Sulfato de cobre (final)
FONTE: FOTOS TIRADAS PELOS AUTORES.
Observações:
● A mudança de coloração do líquido não foi alterado inicialmente;
● Mudança de coloração no prego;
● Na imagem 2 é possível perceber levemente uma placa de oxidação.
● Mudança de coloração na solução, saindo de azul para azul esverdeado;
● Houve deposição de cobre sobre o ferro.
● Reação espontânea;
● Reação de Oxirredução:
C (aq) → Cu(s)𝑢2+
Fe(s) → F (aq) + 2𝑒2+ 𝑒−
Imagem 3. Fio de cobre + Sulfato de ferro (início) Imagem 4. Fio de cobre + Sulfato de ferro (final)
FONTE: FOTOS TIRADAS PELOS AUTORES.
Observações:
● A mudança de coloração do líquido não foi alterado, ou seja, se manteve incolor em todo o experimento;
● Não houve mudança de coloração no cobre;
● Não espontânea.
Imagem 5. Fio de cobre + Nitrato de prata (início) Imagem 6. Fio de cobre + Nitrato de prata (final)
Durante
FONTE: FOTOS TIRADAS PELOS AUTORES.
Observações:
● A mudança de coloração do líquido não foi alterado inicialmente;
● Houve mudança de coloração no cobre assim que entrou em contato com o nitrato de prata (camada prata sobre
o cobre);
● Formou uma capa de oxidação;
● Reação espontânea;
● Coloração mudou para levemente azul no final devido a migração do cobre para a solução.
● Semi- Reação:
Cu0(s) Cu2+(aq) + 2e-→
● Reação global:
2Ag+(aq) + Cu02 Ag0(s) + Cu2+(aq)→
● Reação de Oxirredução:
Ag++ NO3-+ Cu0 Ag0 + Cu-+ NO3-→
Imagem 7. Resultado final dos 3 tubos de ensaio juntos.
FONTE: FOTO TIRADA PELOS AUTORES.
DADOS E RESULTADOS - PILHA DE DANIELL (EXP.2)
Imagem 8 e 9. Pilha de Daniell montado.
FONTE: FOTOS TIRADAS PELOS AUTORES.
Imagem 10 e 11. Voltímetro após inicialização do experimento.
FONTE: FOTOS TIRADAS PELOS AUTORES.
Após a montagem da pilha, foi realizada a medição da voltagem por meio do multímetro, tendo como valor
esperado +1,10V e o valor obtido foi de +1,10V.
CONCLUSÃO
Com este experimento é possível concluir que o resultado foi satisfatório e por meio do mesmo observou-se a
natureza elétrica de algumas reações, deixando claro que a energia química pode se transformar em elétrica como
mostrado nos resultados. Nesse contexto, foi possível observar a previsibilidade de uma reação de oxirredução,
dado a objetividade em determinar a espontaneidade da reação.
BIBLIOGRAFIA
Referências Bibliográficas Apostila Laboratório de Química Geral e Inorgânica
http://www.dqi.uem.br/apostilas/laboratorio-de-quimica-geral-e-inorganica-curso-engenhariaquimica-e-engenha
ria-eletrica.pdf
Material de apoio: apostila da professora disponibilizado em sala de aula.