254818586 Pratica Livre

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UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA - UNESP 
FACULDADE DE CIÊNCAIS E TECNOLOGIA – FCT 
Deparamento de Física, Química e Biologia – DFQB 
 
 
 
 
 
 
 
FÍSICO-QUÍMICA EXPERIMENTAL III 
PRÁTICA LIVRE - ELETROQUÍMICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Profa. Dra. Silvania Lanfredi Nobre 
 
Grupo: 
Mailde da Silva Ozório 
Nayara Alves de Araújo 
Patrícia Kauzyo Hashimoto 
 
Presidente Prudente, 07 de Outubro de 2014. 
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OBJEITVOS 
 
Observar o funcionamento de uma pilha, medir a diferença de potencial (ddp) 
obtida através dela e analisar o processo desta. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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INTRODUÇÃO 
 
A tendência de perder ou doar elétrons das substâncias, visando o equilíbrio, gera 
um tema de estudo na química, conhecido como Eletroquímica. Reações de oxi-redução 
tanto podem gerar corrente elétrica, como serem iniciadas por uma corrente elétrica. 
Esta última recebe o nome especial de eletrólise, e a primeira é responsável pelos 
dispositivos conhecidos como pilhas, baterias e acumuladores. 
Em 1836, John Frederic Daniell criou um tipo de pilha usando zinco e cobre 
metálicos e soluções de sulfato de cobre e de zinco. Esta pilha foi rapidamente 
incorporada pelos Ingleses e Americanos em seus sistemas telegráficos. A Pilha de 
Daniell, como é conhecida, é um experimento clássico e fácil de se realizar, e que 
ilustra com propriedade os fenômenos elétricos de uma reação de oxi-redução com 
formação de íons. 
A pilha de Daniell é construída usando-se um eletrodo de zinco metálico, que é 
embebido em uma solução de sulfato de zinco, e um eletrodo de cobre metálico, que é 
então embebido numa solução de sulfato cúprico. As duas soluções são postas em 
contato através de uma superfície porosa, de modo que não se misturem, mas íons 
possam atravessá-la. Alternativamente, uma ponte salina, que pode ser um tubo 
contendo em seu interior uma solução salina, tipo NaCl, fechado por material poroso, 
interligando as soluções de sulfato cúprico e de zinco. Ver as Figura 1 e Figura 2. 
 
 Figura 1. Pilha de Daniell, versão vaso poroso. 
 
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 Figura 2. Pilha de Daniell, versão ponte salina. 
 
 
Figura 3. Foto da Pilha de Daniell (Fonte: http://www.pontociencia.org.br/experimentos-
interna.php?experimento=1085&PILHA+DE+DANIELL) 
 
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Figura 4. Ponte salina: Agar-agar com adição de KNO3. 
 
Os dois eletrodos são ligados através de fios a um voltímetro ou outro 
equipamento, que fará a detecção ou uso da corrente elétrica gerada pela pilha. A reação 
envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equações: 
 
Zn + CuSO4 à ZnSO4 + Cu (1) 
 Zn
0
 é Zn
2+
 + 2e
-
 
Cu
2+
 + 2e
-
 é Cu
0
 (2) 
Zn + Cu
2+ 
 à Zn
2+
 + Cu (3) 
 
A equação (1) representa de maneira global o que está acontecendo com as 
soluções e metais. O zinco metálico reage com o sulfato cúprico, produzindo sulfato de 
zinco e cobre metálico. 
A equação (2) mostra que isso decorre da oxidação do zinco, que perde 2 elétrons 
e transforma-se num íon. Estes elétrons são transferidos pelo fio por atração até o 
eletrodo de cobre, que está apto a receber estes elétrons. Íons livres Cu
2+
 na solução são 
então atraídos para o eletrodo de cobre carregado. Estes íons são reduzidos, 
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transformando-se em Cu
0
 e depositando-se por sobre a superfície do eletrodo, 
equilibrando as cargas. Os íons positivos Zn
2+
 criados pelo eletrodo de zinco passam 
para a solução de sulfato de zinco. Para cada átomo de cobre que se deposita sobre o 
eletrodo de cobre, um átomo de zinco passa para a solução, doando dois elétrons para o 
eletrodo de zinco. 
A equação (3) representa o resultado, a dissolução de átomos de zinco para sua 
forma iônica, o que corresponde ao depósito de íons de cobre em sua forma metálica. 
Os elétrons fornecidos pelos átomos de zinco passam pelo fio de interligação, 
fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado. Se não houvesse contato entre as 
duas soluções (chamadas de eletrólitos), através do vaso poroso ou da ponte salina, os 
elétrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber elétrons do zinco) e, 
ao se concentrarem na placa de cobre, as forças de repulsão interromperiam o fluxo de 
elétrons. O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e não há como 
aproveitar a geração de energia elétrica. Banhando-se os eletrodos em eletrólitos, que 
são soluções condutoras geralmente salinas ou ácidas, e permitindo que essas duas 
soluções troquem íons, haverá fluxo de cargas em ambas direções, permitindo que o 
efeito de geração de corrente elétrica perdure até que o eletrodo de zinco se consuma 
(pois o eletrodo de zinco corrói-se no processo), ou que o eletrodo de cobre sofra grande 
acúmulo de Cu
0
 que impeça o contato com a solução. Ainda, pode haver formação de 
hidrogênio no eletrodo de cobre e haverá depósito de óxidos no eletrodo de zinco, o que 
servirá de barreira entre o metal e o eletrólito. Este fenômeno é conhecido como 
polarização dos eletrodos. 
Com o tempo, íons Zn
2+ 
vindos do eletrodo de zinco, combinados com cargas que 
passam através da ponte salina, aumentarão a concentração de sulfato de zinco em um 
recipiente ou meia-célula, enquanto que paralelamente haverá redução de concentração 
na solução de sulfato de cobre, por perda de íons Cu
2+
. Isso provocará diminuição 
gradual da corrente elétrica, até que a reação cesse e pilha é considerada esgotada. Os 
íons Zn
2+
 acabarão por finalmente alcançar o eletrodo de cobre, envolvendo-o e 
bloqueando qualquer movimento de íons Cu
2+
, polarizando este eletrodo. 
Em suma, a pilha ou célula eletroquímica é um dispositivo que transforma energia 
química em energia elétrica. Uma reação de oxi-redução é estabelecida, estando o 
oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes, de modo que o redutor seja 
obrigado a ceder seus elétrons através de um fio ou circuito externo. 
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Procedamos agora à montagem da pilha de Daniell no experimento proposto, na 
versão com ponte salina. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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METODOLOGIA 
Materiais Reagentes 
 Lixa 
 Espátula; 
 Multímetro; 
 Tubo em U; 
 Bastão de vidro; 
 Proveta de 500 mL; 
 Suporte para tubo; 
 Aquecedor magnético; 
 2 Béqueres de 100mL; 
 1 Béquer de 25 mL; 
 1 Placa de Cobre; 
 1 Placa de Zinco; 
 
 0,56g de Agar-Agar; 
 2,02g de KNO3; 
 20 mL de água destilada; 
 50 mL de solução de CuSO4 0,5 
mol/L; 
 50 mL de solução ZnSO4 a 0,5 
mol/L; 
 
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
 Preparação Ponte salina 
Para preparar a ponte salina, dissolve-se a gelatina 0,56g de agar-agar em um 
béquer com 20mL de água quente até a dissolução completa. Em seguida saturar essa 
gelatina com nitrato de potássio, KNO3 (pode ser substituído por outro sal, tal como o 
cloreto de potássio, KCl. Transferir a solução para o tubo em U, preenchedo-o 
totalmente. O tubo é seguro pelo suporte universal. Aguardar o resfriamento e 
endurecimento da gelatina. 
A ponte salina tem por função 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 direção ao ânodo. 
Os íons em constante migração estabelecem o circuito interno da pilha. 
 Preparação doexperimento 
Lixar as placas de Cobre (Cu) e de Zinco (Zn) para retirar toda sujidade, lava-las 
com água e álcool (etanol), secá-las e reservá-las. Colocar em um béquer 50 mL da 
solução de CuSO4 0,5 mol/L e em outro béquer 50 mL da solução de ZnSO4 0,5 mol/L. 
Com a ponte salina pronta, imergir as placas de Cu e de Zn em suas respectivas 
soluções. Colocar o tubo em U com as extremidades imersas, uma em cada solução. 
Conectar ao multímetro. Fazer a leitura da diferença de potencial. 
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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
I. http://www.pontociencia.org.br/experimentos-
interna.php?experimento=1085&PILHA+DE+DANIELL#top 
 
II. Feltre, Ricardo. (1990). Fundamentos da Química; vol. Único, 1. Edição; Ed. 
Moderna Ltda., São Paulo; p. 342 a 345