MÉTODO DA FRONTEIRA MÓVEL

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UNIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO 
INSTITUTO DE QUÍMICA 
DEPARTAMENTO DE FÍSICO-QUÍMICA 
 
LABORATÓRIO DE FÍSICO-QUÍMICA EXPERIMENTAL 
 
EXPERIMENTO: MÉTODO DA FRONTEIRA MÓVEL 
 
PROFESSORA: ANGELA ROCHA 
 
DATA DE REALIZAÇÃO DA PRÁTICA: 02/06/2017 
DATA DE ENTREGA DO RELATÓRIO: 14/06/2017 
 
 
COMPONENTES DO GRUPO: 
CAROLINE REIS 
DIOGO DUARTE 
RAFAELA NEPOMUCENO 
VICTOR PONTES 
 
 
SUMÁRIO 
 
I. INTRODUÇÃO TEÓRICA 
II. OBJETIVO 
III. METODOLOGIA 
IV. RESULTADOS E DISCUSSÕES 
V. CONCLUSÕES 
VI. BIBLIOGRAFIA 
 
I. INTRODUÇÃO TEÓRICA: 
 
O método de fronteira móvel é usado para determinar 
experimentalmente tanto a mobilidade iônica quanto o número de transporte. 
Para realizar o experimento é necessário um tubo de vidro graduado, com uma 
seção de pipeta volumétrica inserida, com uma solução de ácido clorídrico 
contida, sendo inserido a esta solução um indicador de pH. O tubo de vidro 
graduado possui um eletrodo em sua parte inferior fechada e um eletrodo em 
sua parte superior, sendo esses dois eletrodos acionados a uma fonte de 
corrente contínua, com o eletrodo inferior no pólo positivo e o eletrodo superior 
no pólo negativo. 
Quando eletrólise da solução ocorre, promove a redução do H+ no 
catodo e a oxidação, nesse caso, do cobre, eletrodo presente na parte inferior, 
no anodo. Desse modo, tem-se no tubo o surgimento de íons cobre em sua 
parte inferior que ocasionam a alteração do pH, apresentando uma coloração 
caraterística do indicador usado. Há também o deslocamento dos íons de 
hidrogênio e de cobre para o catodo, ocasionando a movimentação dessa 
fronteira (composta por duas soluções que apresentam cores diferentes) para 
cima com uma velocidade de deslocamento igual a velocidade de migração dos 
íons de hidrogênio. 
Considerando que a fronteira se desloca com um volume v durante um 
tempo t e que a corrente I está constante durante esse tempo, tem-se a 
passagem de uma quantidade de carga I.t através do circuito. Uma parte dessa 
eletricidade conduzida pelo cátion corresponde ao seu número de transporte nc. 
Se a concentração da solução for c mol/ml, então, o cátion percorrerá no tempo 
t um volume de solução I.t.nc/F ml. Por conseguinte: 
 
v= I.t.nc/(c.F) nc = c.v.F/(I.t) 
 
II. OBJETIVO: 
 O objetivo da prática é determinar o número de transporte do H+ e do Cl- 
 
 
 
III. METODOLOGIA: 
 
Materiais e reagentes utilizados: 
- Suporte universal; 
- Garra; 
- Célula de interface móvel; 
- Fonte de corrente contínua; 
- Cronômetro (celular); 
- HCl 0,1 mol/L; 
- Alaranjado de metila. 
 
 Em uma célula de interface móvel contendo um capilar graduado 
estabelecendo comunicação entre o anodo de cobre e o catodo de cobre 
(sendo este último introduzido em uma pequena “vasilha eletrolítica” unida ao 
capilar de modo que a solução mais densa formada em torno do eletrodo 
superior de cobre não difunda o capilar) foi adicionado solução de HCl com 
alaranjado de metila até preencher todo capilar e de modo a submergir a 
“vasilha eletrolítica” que, contendo o eletrodo de cobre previamente lixado, fora 
unida ao extremo superior do tubo graduado. 
 Com o auxílio da fonte de corrente contínua, conectou-se dois 
“jacarezinhos” aos dois eletrodos de cobre contidos nos extremos do tubo, de 
modo que o pólo negativo fosse gerado no eletrodo superior e o pólo negativo 
no inferior. Feito isso, foi aplicado à célula um potencial de 6 mA e, com o 
passar do tempo, fora possível observar o deslocamento da interface. 
 Quando a interface alaranjada atingiu a marca de 0,5 mL, disparou-se o 
cronômetro e marcou-se o tempo que a interface levou para percorrer uma 
distância equivalente 0,1 mL no tubo graduado. O tempo foi marcado, com a 
interface percorrendo a mesma distância, até que a mesma atingisse a marca 
de 1 mL. 
 
 
 
 
 
 
IV. RESULTADOS E DISCUSSÕES: 
 
 Ao fim do experimento foi possível tabelar o tempo necessário para que 
a fronteira percorresse o volume de 0,5 mL a 0,1 mL, de 0,1 em 0,1 mL, no 
tubo graduada. 
 
Volume percorrido (mL) Tempo (s) 
0,1 233 
0,1 248 
0,1 262 
0,1 277 
Tempo médio (s) 255 
 
 A partir dos dados tabelados e sabendo-se que o número de transporte 
do H+ é dado por nc = c.v.F/I.t, foi possível calcular o número de transporte do 
referido, bem como do íon Cl-, dado pela relação ncH+ + ncCl- = 1. 
 
ncH+ = 
0,1.10−3.0,1.96500
6.10−3.255
 ∴ ncH+ = 0,63 
 
0,63 + ncCl- = 1 ∴ ncCl- = 0,37 
 
 
 
V. CONCLUSÕES 
 
Portanto, inicialmente havia em toda pipeta solução de HCl 0,1M + 
indicador alaranjado de metila, cuja coloração era avermelhada devido ao pH 
ácido. Ao aplicar uma diferença de potencial à solução, foi observada a 
migração dos cátions, H+, para o catodo (polo negativo), onde foram reduzidos 
a gás hidrogênio. Simultaneamente, foi verificada a migração dos ânions, Cl-, 
para o anodo (polo positivo), onde se formou uma segunda solução, CuCl2, 
devido à oxidação do cobre metálico. Esta, pobre em íons H+, detinha coloração 
alaranjada, uma vez que seu pH era menos ácido. 
Desse modo, a pipeta passou a ter uma coloração avermelhada na parte 
superior e na inferior alaranjada e, com o decorrer do tempo, houve o 
deslocamento dessa interface. 
 Este tempo foi medido, sendo detectado que, ao passo de 0,1 em 0,1 
mL, este aumentava, não sendo constante. Isso se deve à diferença de 
viscosidade entre a solução inferior e a superior. 
Assim, utilizando o método de fronteira móvel, foi possível determinar a 
fração da corrente conduzida pelos íons H+ e Cl-, ou seja, seus números de 
transporte, com base na observação do volume percorrido, sabendo a 
intensidade e o tempo no qual a corrente, 6 mA, foi aplicada. 
Possíveis erros podem estar relacionados ao fato da ponta da pipeta 
utilizada estar quebrada, havendo algumas perdas durante o procedimento, às 
falhas na precisão do cronômetro, à concentração da solução e às variações 
da intensidade da corrente aplicada. 
 
 
2H+(aq) + 2e-  H2(g) E0red = 0,0V (Reação que ocorre no catodo) 
Cu2+(aq) + 2e-  Cu(s) E0red = +0,34V (Reação que ocorre no anodo) 
Cl2(g) + 2e-  2Cl-(aq) E0red = +1,36V (Não ocorre, pois o potencial 
de oxidação do cobre é maior, sendo mais facilmente atingido que o do cloreto) 
 
 
 
BILBLIOGRAFIA: 
 
➢ Roteiro “Práticas de Físico-Química Experimental II”, Rio de Janeiro, 
pág 9-10. 
➢ Fundamentos de Eletroquimica- A. R. Denaro. Editora EDGARD 
BLUCHER, 1974.