RELATÓRIO 7

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RELATÓRIO
QUÍMICA GERAL EXPERIMENTAL II
Eletroquímica – Pilha e Eletrólise 
Curso: Engenharia Química (Noturno)
Professora: Eliane Pedrozo
Data: 31/10/2013
Introdução
A eletroquímica é a parte da química que lida com os fenômenos associados à interação da eletricidade com a matéria. De uma forma mais específica, é a área da química voltada para o estudo das propriedades de eletrólitos (substâncias que podem ser dissociadas ou ionizadas, originando cátions e ânions, pela adição de solvente ou aquecimento) e dos processos que ocorrem em eletrodos. Dentre esses processos, encontram-se as reações de oxi-redução, que produzem energia elétrica espontaneamente, e as reações de oxi-redução não espontâneas, que são promovidas a partir de energia elétrica. 
Os dispositivos que permitem a interconversão de energia química e elétrica são denominados de células eletroquímicas. Tais dispositivos são constituídos essencialmente por um par de eletrodos imersos em soluções eletrolíticas. O cátodo é o eletrodo onde uma espécie recebe elétrons, reduzindo-se. Já no ânodo, uma espécie transfere elétrons para o eletrodo, oxidando-se. 
Células voltaicas ou galvânicas (pilhas)
Pilhas eletroquímicas são sistemas que produzem corrente contínua e baseiam-se nas diferentes tendências para ceder e receber elétrons das espécies químicas. No cátodo há ganho de elétrons e, portanto, pode-se, por convenção, considerá-lo como eletrodo positivo, onde ocorre a redução. Já no ânodo, há fornecimento de elétrons e, portanto, pode-se, por convenção, considerá-lo como eletrodo negativo da pilha, onde ocorre a oxidação.
Uma pilha pode ser representada da seguinte forma:
Ânodo/Solução do ânodo // Solução do cátodo/Cátodo
A diferença máxima de potencial entre os eletrodos de uma célula voltaica é referida como potencial da pilha (Epilha) medida em Volts (V), e é a responsável pela passagem de corrente elétrica no condutor externo que conecta os eletrodos. O potencial da pilha depende da natureza das reações químicas que estão ocorrendo, das concentrações (ou pressões parciais, no caso de gases), das espécies sofrendo oxidação e redução e da temperatura da pilha. Para concentrações iguais a 1 molL-1 (ou pressões parciais iguais a 1 atm), a 25 °C, tem-se potencial padrão de pilha (Eºpilha). 
Pilha de Daniell
A pilha de Daniell é constituída de uma placa de Zinco (Zn) em uma solução de ZnSO4 e uma placa de Cobre (Cu) em uma solução de CuSO4. As duas soluções são ligadas por uma ponte salina (ou por uma barreira porosa de cerâmica). 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. 
Zn/Zn2+//Cu2+/Cu
A ponte salina tem a função de manter constante a concentração de íons positivos e negativos, durante o funcionamento da pilha. Ela permite a passagem de cátions em excesso em direção ao cátodo e também a passagem dos ânions em constante migração estabelecem o circuito interno da pilha. Deve-se prestar atenção para que não formem bolhas na ponte de salina, pois elas impedem que os elétrons passem pelos pólos.
Variação de massa nas placas: 
Placa de maior potencial de oxidação – diminui – Zn
Placa de menor potencial de oxidação – aumenta – Cu.
Equação global da pilha:
Cátodo: Cu2+ + 2é → Cu0
Ânodo: Zn0 → Zn2+ + 2é 
Zn(s) + Cu(aq)+2 → Zn(aq)+2 + Cu
A pilha é uma reação espontânea, ou seja, ocorre sem o uso de corrente elétrica. Com uso do voltímetro constatamos uma voltagem de 1,08V. 
Esquema do experimento da pilha de Daniell:
Eletrólise
	A eletrólise é considerada um processo inverso ao da pilha, pois neste caso é necessário a presença de uma fonte que gere energia para a solução. A seguir observamos um processo de eletrólise, neste caso temos NaOH dissolvido em solução, e as placas de cobre estão dentro das provetas afim de que as reações de oxidação e redução ocorram quando houver passagem de corrente elétrica. 
Esquema do experimento da eletrólise: 
Devido a formação do gás hidrogênio no cátodo (pólo positivo), conclui se que a água sofre redução, enquanto o íon Na+ fica dissolvido na solução. Já a formação do gás oxigênio no ânodo (pólo negativo), indica que a água sofreu oxidação
Equação global da eletrólise:
NaOH Na+ + OH-
	H2O H+ + OH-
		___________________
	NaOH(s) + H2O Na+ + H2(g) + O2(g)
Reações de oxidação e redução:
Redução da água (cátodo):
A redução da água pode ser explicada com a utilização do seguinte mecanismo:
Oxidação da água (ânodo):
A oxidação da água pode ser explicada com a utilização do seguinte mecanismo: