Eletrólise e Galvanoplastia

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Eletrólise II
2a SÉRIE
Aula 9 – 3o Bimestre
Química
Etapa Ensino Médio
Eletrólise.
Avaliar processos físico-químicos que utilizam energia elétrica para a ocorrência de uma reação química;
Analisar a técnica de galvanoplastia e suas aplicações.
Conteúdo
Objetivos
(EM13CNT107) Realizar previsões qualitativas e quantitativas sobre o funcionamento de geradores, motores elétricos e seus componentes, bobinas, transformadores, pilhas, baterias e dispositivos eletrônicos, com base na análise dos processos de transformação e condução de energia envolvidos – com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais –, para propor ações que visem à sustentabilidade. 
(EM13CNT308) Investigar e analisar o funcionamento de equipamentos elétricos e/ou eletrônicos e sistemas de automação para compreender as tecnologias contemporâneas e avaliar seus impactos sociais, culturais e ambientais. 
Analise a imagem abaixo e retome as questões investigadas na aula anterior:
O que é uma semijoia? 
O que você entende por uma peça folheada ou banhada a ouro?
Pode-se cobrir um metal com outro?
Qual é a importância da eletrólise na indústria para a obtenção de substâncias fundamentais para diversos processos produtivos?
Para começar
Em grupos:
Avaliem e comparem as respostas individuais. Observem as similaridades e as divergências.
Vire e converse.
(4 minutos)
Registre seu processo de aprendizagem.
Para começar
Na aula anterior, estudamos sobre o processo não espontâneo, em que ocorre a passagem de uma corrente elétrica através de um sistema líquido, no qual existem íons, e que produz reações químicas, a eletrólise. Além disso, investigamos como esse processo é importante para a obtenção de substâncias fundamentais para diversas cadeias produtivas. Durante sua investigação, você pode ter observado, por exemplo, que o alumínio pode ser obtido por meio da eletrólise ígnea, utilizando o mineral bauxita (principal minério de alumínio, encontrado de forma natural).
Retomando e prosseguindo 
Foco no conteúdo
O oxigênio formado reage com o carbono do ânodo e forma dióxido de carbono:
Reação global:
Retomando e prosseguindo 
Foco no conteúdo
Nesta aula, estudaremos sobre um processo denominado “galvanoplastia”. 
A galvanoplastia é um processo que envolve a deposição de um metal sobre uma superfície condutora através da eletrólise. O objetivo da galvanoplastia é melhorar as propriedades físicas e estéticas de um objeto, adicionando uma camada de metal sobre sua superfície.
Foco no conteúdo
Existem vários tipos de galvanoplastia. Ela será caracterizada e reconhecida de acordo com o metal utilizado para recobrir determinada peça. Por exemplo:
Cromagem: recobrimento com crômio (Cr);
Prateação: recobrimento com prata (Ag);
Douração: recobrimento com ouro (Au);
Niquelagem: recobrimento com níquel (Ni);
Zincagem: recobrimento com zinco (Zn);
Estanhagem: recobrimento com estanho (Sn);
Cadmeação: recobrimento com cádmio (Cd).
Foco no conteúdo
O processo de galvanoplastia geralmente envolve três componentes principais: um ânodo (fonte de metal), um cátodo (objeto a ser revestido) e um eletrólito (solução que contém íons metálicos). 
O ânodo consiste em uma barra ou placa do metal que será oxidado, enquanto o cátodo é o objeto a ser revestido, o qual é conectado ao polo negativo de uma fonte de alimentação. 
O eletrólito é uma solução contendo íons metálicos do metal que será depositado e é conectado ao polo positivo da fonte de alimentação. Quando a corrente elétrica passa através do circuito, ocorre a transferência de íons metálicos do ânodo para o cátodo, formando uma camada metálica na superfície do cátodo.
Foco no conteúdo
Representação esquemática da célula eletrolítica do sistema de galvanização com zinco. 
Peça sendo galvanizada. No cátodo, percebe-se a mudança de cor do aço e a formação de bolhas de gás hidrogênio. No ânodo, ocorre a mudança de cor devido à oxidação.
Foco no conteúdo
(UNI-RIO) "A ferrugem" apresentada pelos automóveis, na nossa cidade, é um processo denominado corrosão. Na presença de ar seco (ausência de umidade), o automóvel praticamente não enferruja. Numa cidade praiana, como o Rio de Janeiro, torna-se necessária a adoção de medidas que minimizem a corrosão. Uma delas é a galvanização, que significa revestir o ferro presente no automóvel com um metal redutor mais forte do que ele. Assinale a opção que apresenta o metal redutor que permite a galvanização do ferro. (Dado: Fe2+/Fe = -0,44V)  
Cd2+(aq) + 2e-­ → Cd(s) E0 (V) = -0,40  
Co2+(aq) + 2e-­­ → Co(s) E0 (V) = -0,28  
Cu2+(aq) + 2e-­­ → Cu(s) E0 (V) =  0,34  
Ni2+(aq) + 2e-­­ → Ni(s)  E0 (V) = -0,25  
Zn2+(aq) + 2e-­­ → Zn(s) E0 (V) = -0,76
Na prática
Correção
(UNI-RIO) "A ferrugem" apresentada pelos automóveis, na nossa cidade, é um processo denominado corrosão. Na presença de ar seco (ausência de umidade), o automóvel praticamente não enferruja. Numa cidade praiana, como o Rio de Janeiro, torna-se necessária a adoção de medidas que minimizem a corrosão. Uma delas é a galvanização, que significa revestir o ferro presente no automóvel com um metal redutor mais forte do que ele. Assinale a opção que apresenta o metal redutor que permite a galvanização do ferro. (Dado: Fe2+/Fe = -0,44V)  
Cd2+(aq) + 2e-­ → Cd(s) E0 (V) = -0,40  
Co2+(aq) + 2e-­­ → Co(s) E0 (V) = -0,28  
Cu2+(aq) + 2e-­­ → Cu(s) E0 (V) =  0,34  
Ni2+(aq) + 2e-­­ → Ni(s)  E0 (V) = -0,25  
Zn2+(aq) + 2e-­­ → Zn(s) E0 (V) = -0,76
Dentre os metais apresentados, apenas o zinco possui menor potencial de redução em comparação ao ferro. Assim, apenas este oxidaria no lugar do ferro, agindo como um metal de sacrifício, e, por isso, a zincagem é o processo indicado.
Na prática
Para sistematizar seu conhecimento sobre a eletrólise e a galvanoplastia, faremos uma experiência sobre um dos questionamentos iniciais: Pode-se cobrir um metal com outro? 
Aplicando
Uma placa de cobre (pode-se substituir por fios de cobre);
Uma moeda, ou uma chave de zinco;
Frasco transparente (pode ser um copo de vidro ou um béquer); 
Palha de aço;
Uma fonte de corrente contínua, que pode ser carregador de celular ou bateria de 9 volts com fios;
40 mL de solução aquosa de sulfato de cobre (CuSO4) na concentração de 0,5 mol/L;
Banho desengraxante de água e detergente;
Papel-toalha;
Pinça;
Avental;
Equipamentos de segurança e proteção. 
Materiais e reagentes:
Aplicando
Procedimentos: 
Limpe bem a placa de cobre, a moeda ou a chave com uma palha de aço;
Com uma pinça, dê um banho desengraxante nos metais que farão parte do experimento. Enxague-os com água destilada e seque-os com papel-toalha;
Utilizando o carregador de celular, pilha, bateria ou outra fonte de corrente contínua, conecte o polo positivo (fio vermelho) à placa de cobre, e o polo negativo (fio preto) à moeda ou à chave;
Cuidado! Não manuseie os reagentes e a fonte de energia sem a autorização do professor. 
Siga rigorosamente todas as orientações.
Aplicando
Insira 40 ml de solução de sulfato de cobre (CuSO4);
Insira a placa e a moeda na solução, tomando o cuidado de mantê-las separadas entre si;
Observe o sistema por dois minutos e anote se houve alguma alteração;
Na sequência, ligue o carregador na tomada e observe por dois minutos.
Faça suas anotações, registrando as possíveis reações que estão acontecendo.
Aplicando
Caso não seja possível realizar o experimento, observe-o por meio do vídeo: 
Caso já tenha feito o experimento, você pode observar e comparar os procedimentos e os resultados.
Faça suas anotações, registrandoas possíveis reações que estão 
acontecendo.
https://youtu.be/jdM78LVN1i8 
 Galvanização eletrolítica (cobreação)
Aplicando
Avaliamos a eletrólise nos processos de galvanoplastia; 
Analisamos aplicações para galvanoplastia.
O que aprendemos hoje?
Tarefa SP
Localizador: 98740
Professor, para visualizar a tarefa da aula, acesse com seu login: tarefas.cmsp.educacao.sp.gov.br
Clique em “Atividades” e, em seguida, em “Modelos”.
Em “Buscarpor”, selecione a opção “Localizador”.
Copie o localizador acima e cole no campo de busca.
Clique em “Procurar”. 
Videotutorial: http://tarefasp.educacao.sp.gov.br/
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LEMOV, Doug. Aula Nota 10 3.0: 63 técnicas para melhorar a gestão da sala de aula. Porto Alegre: Penso, 2023. 
SÃO PAULO (Estado). Currículo em Ação: Caderno do Professor – Química – Ensino Médio – 2a série – Volume 3. 3o Bimestre. São Paulo: Seduc-SP. Disponível em: https://efape.educacao.sp.gov.br/curriculopaulista/wp-content/uploads/2022/07/2serie-3Bim-Prof-CNT.pdf. Acesso em: 8 maio 2023.
USBERCO, J.; SALVADOR, E. Conecte Química geral. 2a edição. São Paulo: Editora Saraiva, vol. 2, 2014. 
Referências
Lista de imagens e vídeos
Slide 3 – https://br.freepik.com/vetores-gratis/conjunto-de-correntes-de-ouro-e-prata-link-metalico-elemento-brilhante-objeto-de-ferro-forte_10600701.htm#query=corrente%20ouro&position=2&from_view=search&track=ais;  https://pixabay.com/pt/photos/figura-banhado-a-ouro-est%C3%A1tua-2795793/ 
Slide 4 – https://pixabay.com/pt/vectors/conversa%c3%a7%c3%a3o-conversa-falar-7726087 
Slide 10 – http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc43_3/10-EEQ-23-20.pdf
Slide 17 – https://youtu.be/jdM78LVN1i8   
Referências
Material 
Digital