RELATORIO QUIMICA eletroquimica

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ENGENHARIA ELÉTRICA
DISCIPLINA: QUIMICA GERAL
2017.1
ANDERSON ALEXANDRE CARVALHO DE ARAÚJO
PRÁTICA 4: PROCESSO DE TRANSFERENCIA DE ELETRONS
SOBRAL
21/06/2017
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1 INTRODUÇÃO
Nesta prática 4, mostra que as leis da química podem auxiliar na obtenção de formas para gerar eletricidade. Nesta pratica, é mostrado o experimento da pilha de Daniell, onde está demonstra uma área da química chamada eletroquímica.
A eletroquímica consiste na produção de uma corrente elétrica, através de reações químicas, envolvendo principalmente sulfatos de cobre e zinco, que são substancias usadas nesta pratica. Além das substancias, é necessário a utilização de placas metálicas para conduzirem a corrente, que neste experimento foram usadas placas de cobre e zinco.
Pondo em pratica alguns conceitos básicos de circuitos elétricos como, associação em serie e em paralelo, pode-se provar que realmente existe uma diferença de potencial entre os polos (placa de zinco e placa de cobre), com um auxílio de um voltímetro.
A parte A, consiste em montar 4 pilhas de Daniell e a parte B consiste na associação destas pilhas para a montagem de um circuito e para a observação de propriedades elétricas.
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2 OBJETIVOS
Apresentar a relação entre o curso de engenharia elétrica, com a química, através da eletroquímica, onde consiste na produção de energia elétrica, através de reações química. Através da construção da pilha de Daniell, verificar exatamente o processo de produção de energia elétrica através das reações químicas. E por último, mostrar que essas pilhas, dependendo do tipo de associação, são capazes de aumentar a diferença de potencial ou da corrente entre os terminais.
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3 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
3.1 MATERIAIS
Água destilada;
Balança;
Béquer (250ml);
Bastão de vidro; 
Colher pequena;
Funil de vidro;
Placa de zinco;
Placa de cobre;
Proveta (250ml);
Sulfato de cobre (CuSO4),(vetec),(25%em massa);
Sulfato de zinco (ZnSO4),(vetec),(35%em massa);
Vela de filtro;
Voltímetro.
3.2 Parte A
Pesou-se primeiramente o apenas o béquer, para adotar a tora da balança, e não interferir na pesagem dos compostos. Posteriormente, pesou-se o sulfato de cobre e o sulfato de zinco.
Com dois béqueres adicionou-se 100ml de agua de destalada em cada um, e posteriormente dissolveu-se o sulfato de cobre e o sulfato de zinco em cada béquer. Para que tivesse resultado neste processo, foi necessário um bastão de vidro para melhor dissolver as substancias.
Depois dissolver tais substancias, colocou-se a vela de filtro dentro do béquer que armazenava a solução de cobre. Posteriormente colocou-se a solução de zinco dentro da vela, com um auxílio de um funil de vidro. Logo depois, colocou-se a placa de zinco dentro da solução de zinco e a placa de cobre na solução de cobre.
Posteriormente, coloca-se fios em cada polo (ponta da placa de zinco e ponta da placa de cobre), e conecta ao voltímetro, para calcular a tensão elétrica, da pilha.
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3.3 PARTE B
Na parte B, o procedimento principal, foi a criação de um circuito de quatro pilhas para que acendesse uma lâmpada LED pequena. Para isso necessitou-se que um conhecimento prévio de associação em serie e em paralelo.
Para que houvesse melhor eficiência no circuito as soluções foram ajustadas da seguinte forma: agrupadas de dois a dois, cada um dos grupos de soluções foi ligado em série, para que aumentasse a tensão, e posteriormente os grupos de dois foram ligados em paralelo, para que aumentasse a corrente.
A intenção desse procedimento é exatamente fazer a luz brilhar o mais forte possível.
 
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4 RESULTADO E DISCURSSÃO 
4.1 PARTE A
Na primeira parte do experimento (parte A), teve como objetivo mostrar que é possível a geração de energia elétrica através de reações químicas. Para que fosse realizado o experimento, foi-se necessário calcular a massa do sulfato de cobre e de sulfato de zinco, para preparar uma solução com 100ml das soluções.
Através de cálculos estequiométricos, foram descobertos os valores de 16,145g para o sulfato de zinco e de 15,900 para o sulfato de cobre. Posteriormente a este processo de pesagem dos sulfatos, foi feita a dissolução destes em cada béquer.
Foi colocado a vela de filtro dentro da solução de cobre e posteriormente a solução de zinco dentro do filtro. É importante salientar a importância da vela de filtro para o experimento, onde está é capaz de equilibrar as soluções em termos de íons.
Após o adicionamento da placa de zinco na solução de zinco e da placa de cobre na solução de cobre, ocorre uma transferência de elétrons da solução de zinco para a solução de cobre. Logo, a placa de zinco é o polo negativo (ânodo) e a placa de cobre é o polo positivo (cátodo), assim concluísse que os elétrons migram do polo negativo para o positivo, formando diferença de potencial.
Porém, caso não houvesse a vela de filtro, as soluções estariam em desequilíbrio iônico, não deixando eficiente a produção de corrente. Isso acontece por causa da acumulação de íons positivos na solução de zinco e a acumulação de íons negativos na solução de cobre, provocando um desequilíbrio no sistema de soluções.
A vela então com sua característica porosa, faz-se controlar estas migrações de íons, deixando as soluções em equilíbrio elétrico, oferecendo mais tempo de funcionalidade a pilha.
Após esses procedimentos, foi acoplado fios a cada polo, para que pudesse medir a tensão da pilha, com o auxílio do voltímetro. Foram feitas 4 pilhas, onde seus valores de tensões se encontram na tabela 1.
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Tabela 1: Tensões das pilhas.
	PILHAS
	VOLTAGEM (V)
	1
	1,02
	2
	1,01
	3
	1,03
	4
	1,02
Fonte: Próprio autor.
É importante salientar que ao decorrer do tempo com a pilha ligada ao voltímetro, que ela vai perdendo sua capacidade produzir energia. Isso ocorre por causa que não haverá mais elétrons sendo transferidos da solução de zinco (ânodo), para a solução de cobre (cátodo).
Outra observação importante, é que a corrente se propaga continuamente, pois o seu sentido se mantém constante, onde está se propaga sempre da solução de zinco para a solução de cobre.
As figuras 1 e 2 mostram os resultados obtidos da parte A, do experimento da pratica 4.
Figura 1: Pilha de Daniell.
Fonte: Próprio autor
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Figura 2: Voltagem da primeira pilha.
Fonte: Próprio autor
4.2 PARTE B
Na parte B, foram realizados testes, para saber qual o modo de associar as pilhas para que elas fossem mais eficientes, onde estas gerassem em um circuito a maior quantidade de tensão e corrente. Para que o procedimento pudesse ser efetuado, foi necessário o conhecimento básico de circuitos elétricos, dentre estes conhecimentos alguns serão citados aqui nesta parte.
São três tipos de associação que existem nos arranjos dos circuitos: associação em série, associação em paralelo e associação mista. A associação em série, permite somar todas as tensões das pilhas, mantendo constante a corrente. A associação em paralelo, permite deixar a tensão constante e somar as correntes geradas pelas pilhas. E por último a associação mista, que foi a usada no experimento, que consiste na junção das associações em serie e em paralelo. A figura 3, mostrará a associação em paralelo, usada no experimento.
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Figura 3: Associação em paralelo.
Fonte: Próprio autor.
Nesta figura, mostra uma associação em paralelo, onde o polo positivo (barra de cobre) de uma pilha está ligado ao mesmo polo na outra, e o polo negativo (barra de zinco) de uma pilha está ligada ao mesmo polo na outra. Assim a corrente do circuito, é o somatório das correntes das duas pilhas, e a tensão se mantem constante, com um valor de 1,02V.
Mas também para uma maior eficiência do circuito, foi feita também associações em série, onde na tabela 2, irá mostrar os resultados com a associação de grupos de pilhas.
Tabela 2: Voltagem da associação em série de grupos de pilhas.
	Associação em seriede um grupo de pilhas
	Voltagem
(Volts)
	1 e 2
	2,04
	3 e 4
	2,06
Fonte: Próprio autor.
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Posteriormente, ao ajuste dos grupos de pilhas em série, foi feito uma associação em paralelo, juntando os dois grupos, com o intuito de aumentar a corrente. A figura 4, mostrará a associação mista, onde está consiste, na junção dos dois outros tipos de associação.
Figura 4: Associação mista entre as pilhas.
Fonte: Próprio autor.
A associação mista, no circuito feito no procedimento, produziu uma tensão de 2,06V, que permitiu ligar uma lâmpada LED, de 2,20V, porém com uma luminosidade bem baixa.
Foi observado após o experimento, que as placas de cobre e zinco ficaram com uma coloração diferente. Este fato ocorreu na placa de cobre, por causa da acumulação de elétrons, provenientes da placa de zinco, onde a placa de cobre, terá um aumento bem pouco perceptível de massa.
Já na placa de zinco, ocorreu uma deterioração da placa, proveniente da transferência de elétrons para o cobre. Onde está teve um pouco de sua massa diminuída, já que o sentido dos elétrons se dá do ânodo (placa de zinco) para o cátodo (placa de cobre).
LISTA DE TABELAS
Tabela 1.................................................................................... 09
Tabela 2.................................................................................... 11
 
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5 CONCLUSÃO
Então a parir da prática 4, pode-se perceber que a química está muito relacionada com a engenharia elétrica, permitindo as duas áreas uma abrangência de atuação. A atuação maior destas duas áreas se dá na geração de energia elétrica e na explicação de conceitos de eletricidade. 
Não apenas a eletroquímica no caso da pratica 4, que se relaciona com a engenharia elétrica. Os efeitos termoelétricos, como o efeito Joule, Thomson, Peltier, Seebeck, também são explicados através da química. 
Com o experimento da pratica 4, que consistiu no estudo da eletroquímica, permitiu observar o principal fenômeno que explica a geração de energia elétrica, que é a diferença de potencial e o sentido dos elétrons.
A eletroquímica, como visto no relatório é a capacidade das reação químicas gerarem eletricidade, no caso desta pratica foram usados os sulfatos de cobre e de zinco e as placas de cobre e de zinco. Com o decorrer do experimento, pode-se perceber que a placa de cobre era o polo positivo (cátodo) e que a placa de zinco era o polo negativo (ânodo).
Foi constatado também que os elétrons são transferidos do polo negativo, para o polo positivo, formando uma diferença de potencial, e permitindo a condução de eletricidade pelas placas metálicas. Foi notado também o desgaste da placa de zinco, decorrente a transferência de elétrons e o aumento da massa da placa de cobre, perceptível através da mudança de coloração.
E concluiu-se que a associação das pilhas em série, mantem constante a corrente, aumentando a tensão elétrica, e em paralelo, se mantem a tensão constante, aumentando a corrente elétrica no circuito. Com esse conhecimento foi possível a obtenção de uma associação mista com uma voltagem de 2.06V, capaz de acender uma lâmpada LED de 2.20V.
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REFERÊNCIAS
• Cardoso, P. S., Colinvaux, D. (2000). Explorando a motivação para estudar química. Química Nova, 23 (3), 401-405
• Marconato, J. C., & Bidóia, E. D. (2003). Potencial de eletrodo: uma medida arbitrária e relativa. Química Nova na Escol, 17, 46-49.
• Brady, J. E.; Humiston, G. E. Química Geral. 2. ed. Rio de Janeiro: LTC, 1996. V. 1,2. 
• Russell, J. B. Química geral.2. ed. São Paulo: Makron Books, 1994. V. 1,2. 
LISTA DE FIGURAS
Figura 1........................................................................................ 09
Figura 2........................................................................................ 10
Figura 2........................................................................................ 11
Figura 2........................................................................................ 12
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SÚMARIO
 INTRODUÇÃO...............................................................................................04
 OBJETIVOS...................................................................................................05
 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL.............................................................06
 MATERIAIS....................................................................................................06
 PARTE A........................................................................................................06
 PARTE B........................................................................................................07
 RESULTADO E DISCUSSÃO........................................................................08
 PARTE A........................................................................................................08
 PARTE B........................................................................................................10
 CONCLUSÃO.................................................................................................13
REFERÊCIAS.......................................................................................................14