PRÁTICA 7
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PRÁTICA 7

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AULA PRÁTICA 7
PILHA E ELETRÓLISE

PROTOCOLO DE REAGENTES:

Pesquisar e apresentar um breve comentário sobre os aspectos toxicológicos e cuidados no manuseio do KI e CCl4.

OBJETIVO:
Identificar os processos eletroquímicos.

I- INTRODUÇÃO

A eletroquímica permite-nos compreender como as reações químicas podem ser usadas para gerar eletricidade e como a eletricidade pode ser obtida através de reações químicas. Também pode ser usada para estabelecer uma escala de capacidade oxidante e redutora. A obtenção de energia no futuro passa por encontrar maneiras efetivas de gerar eletricidade por meio de reações químicas. Fontes de eletricidade portáteis, eficientes, para computadores de bolso, automóveis elétricos ou habitações espaciais são imprescindíveis para o futuro. Hoje uma das contribuições mais familiares da eletroquímica para o nosso dia a dia é a “bateria” usada no toca-fitas portátil, no CD player ou no computador portátil
A eletroquímica é o ramo da química que estuda as reações que envolvem a produção ou o uso da eletricidade. Reações de oxi-redução tanto podem gerar corrente elétrica, como serem iniciadas por uma corrente elétrica. As reações que produzem eletricidade são aquelas que ocorrem nas pilhas e baterias. As reações que só ocorrem pela passagem da eletricidade através de um líquido são as chamadas reações de eletrólise. 	
Um conhecimento profundo dos princípios do comportamento de todas as reações Redox permitirá entender não só as baterias como todos os dispositivos em que os processos químicos e elétricos funcionam em cadeia.

		
II- PROCEDIMENTO

II. 1- CÉLULAS GALVÂNICAS

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 parede porosa

	Colocando-se um voltímetro ligado aos terminais de diferentes células galvânicas será possível ler os potenciais da pilha no medidor. Essas leituras indicam que o potencial varia de uma pilha para outra. Portanto, aparentemente, a capacidade de diferentes pilhas para fazer um trabalho elétrico é mensuravelmente diferente.

Em todas as células galvânicas existe uma tendência para mover os elétrons do anodo para o catodo, através do circuito elétrico. Esta tendência é medida por um voltímetro (V) em unidades de Volt. O medidor indicará a direção do fluxo de elétrons para o catodo, permitindo a sua identificação na célula galvânica.

	O anodo e o catodo são conhecidos como eletrodos. A ponte salina completa o circuito, permitindo o fluxo de elétrons quando os íons m1r+ são introduzidos no compartimento anódico e os ions m2p+ deixam o compartimento catódico.

	No processo eletroquímico, o anodo m1 perderá massa e no catodo m2 haverá ganho de massa.

	

Monte o esquema abaixo representado.

Zn (s) ( Zn2+ (0,1M) (( Cu2+ (0,1M) ( Cu (s) – Representação da Pilha

a) Colocar 30 mL de uma solução 0,1M de ZnSO4e 30 mL de uma solução 0,1M de CuSO4 em 2 bechers separados, de capacidade de 50 mL;

b) Obter um pedaço de zinco e um pedaço de cobre para serem utilizados como eletrodos. Passar uma lixa fina (ou bombril) na superfície metálica para retirar as impurezas. Lavar bem com água destilada;

c) Construir uma ponte salina enchendo um tubo em U, com uma solução saturada de KCl ou KNO3, fechando as extremidades com um pedaço de algodão. Não deixar bolhas de ar no interior do tubo em U;

d) Colocar a ponte salina unindo os dois bechers e introduzir o eletrodo metálico na solução do cátion correspondente, como mostra o esquema acima.
e) Obter um voltímetro e identificar seus terminais, positivo e negativo. Ligar os terminais nos eletrodos e anotar a voltagem

II. 2 - ELETRÓLISE
As reações que só ocorrem pela passagem da eletricidade através de um líquido são as chamadas reações de eletrólise. Há dois tipos de eletrólise: eletrólise ígnea e eletrólise em soluções aquosas.

A eletrólise é um processo eletroquímico, caracterizado pela ocorrência de reações de oxi-redução em uma solução condutora quando se estabelece uma diferença de potencial elétrico entre dois (ou mais) eletrodos mergulhados nessa solução. Vale lembrar que a denominação solução eletrolítica, empregada para designar qualquer solução aquosa condutora de eletricidade, deriva justamente desse processo.

	Os fenômenos que ocorrem pela passagem da eletricidade através de um líquido podem ser melhor estudados e compreendidos se nós utilizarmos um gerador de corrente elétrica contínua, que pode ser uma pilha, uma bateria ou um retificador de corrente alternada, o qual pode ser até um “carregador” de bateria de automóvel.

Pilha e eletrólise são processos contrários, os sinais do ânodo e cátodo são também invertidos. ÂNODO –na pilha: fornece elétrons , sinal negativo --na eletrólise : recebe elétrons dos ânions do eletrólito e tem sinal positivo. CÁTODO – na pilha: recebe elétrons e tem sinal positivo – na eletrólise : fornece elétrons dos cátions do eletrólito e tem sinal negativo.

Prepare o esquema descrito para promover a eletrólise.

Figura 1
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Pegue uma fonte de corrente contínua e identifique os polos (+) e (-). Qual o polo que fornece elétrons? Qual a tensão fornecida por esta fonte? Prenda a extremidade positiva e negativa da fonte de tensão em eletrodos do mesmo material. Comece utilizando os eletrodos do carbono (grafite) previamente lavados e limpados. Encher os tubos em U até 1 cm das bordas com cada solução disponível. Você agora pode submergir os eletrodos em toda e qualquer solução disponível conforme indicado na Figura 1 deixando a eletrólise se processar durante alguns minutos. Sempre que possível, economize reagente.�

 - Você vai usar uma fonte de corrente contínua e eletrodos de grafita;

- Procure identificar, em cada caso: os produtos da eletrólise em cada eletrodo e as equações balanceadas que representam as equações ocorridas;

II.1a- Eletrólise de solução aquosa de KI
Montar o dispositivo para eletrólise como indica a Figura 1 acima, utilizando um tubo em U, eletrodos de carbono e uma fonte de corrente contínua que deve ter um potencial de aproximadamente 12 V;

Encher o tubo até 1 cm das bordas com solução 0,5Mol/L de iodeto de potássio. Fechar o circuito e deixar a eletrólise se processar durante uns 05 minutos;

Observar e anotar qualquer mudança de cor que se dê, onde está ocorrendo a oxidação (lado do anodo);

Observar e anotar qualquer modificação onde está ocorrendo a redução (lado do catodo);

Observar até que ponto a cor marrom se difunde do anodo para o catodo;

Testar o pH da solução usando papel indicador. Com um conta-gotas, retirar do outro lado (anodo) cerca de 2 mL do líquido marrom. Acrescentar 1 mL de CCl4, e agitar o tubo de ensaio por alguns segundos. Deixar que o tetracloreto de carbono, que é mais denso, assente e observar a cor das duas camadas líquidas.

III- RELATÓRIO

IV- RESPONDA
Qual a função da ponte salina no experimento?

Para o par de meia célula (meia pilha), construir um diagrama com os seguintes dados:

	a) nome dos eletrodos e de que são construídos;

	b) direção do fluxo de elétrons;

	c) reação das meias pilhas;
 d) Qual lâmina possui o maior potencial de oxidação?

 e) indicar a voltagem experimental observada e a calculada pela tabela;

	f) reação global das pilhas;	

 3- 	Pode uma solução de Fe2(SO4)3 1M ser guardada num recipiente de níquel? Explique a sua resposta.

 4- De a reação envolvida na eletrolise do CuSO4 (1M) com eletrodo de grafite. De as reações que estão envolvidas no catodo e no ânodo? Como identificar os produtos formados na eletrólise?

Figura 1 representa uma célula galvânica que produz energia elétrica proveniente de uma reação química:

(1) Anodo (-): oxidação

 m1o ( m1+r + r e-

Zn(s) ( Zn2+ (aq) + 2 e-

(2) Catodo (+):