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RESPOSTA DE ALUNO. NÃO É GABARITO OFICIAL. NOTA OBTIDA 10 Relatório da Segunda Aula Prática de Elementos de Química Geral Título da Aula: Reações de oxidação e redução Data: 10/10/2015 Objetivos gerais Aplicar os conhecimentos adquiridos ao longo do conteúdo teórico para representar equações de oxi-redução, identificando seus agentes através da observação prática. Identificar reações químicas por transferência de elétrons em diferentes processos químicos, com ou sem geração de energia. Objetivo específico (Parte III) Observar a transferência de elétrons entre o cobre e o zinco através da montagem de uma pilha. Introdução As reações de oxidação ocorrem com perda de elétrons. Ora, se uma espécie química perde elétrons é porque outra espécie está recebendo elétrons (reação de redução). É uma troca, por isso as reações em que há ganho e perda de elétrons são denominadas reações de oxi- redução , pois nelas, oxidação e redução ocorrem simultaneamente. O número de elétrons ganhos é igual ao número de elétrons perdidos. Os efeitos deste tipo de reação são comuns e estão presentes em nosso cotidiano: a lataria do carro que enferrujou, as bijouterias de prata que escurecem com o passar do tempo, o processo de fotossíntese e o processo de respiração dos animais. Nesse tipo de reação ocorre transferência de elétrons entre os reagentes. É importante ressaltar que o reagente que doa elétrons é chamado agente redutor (aquele que causa a redução), enquanto o reagente que recebe elétrons é chamado de agente oxidante (aquele que causa a oxidação). “As reações químicas que envolvem transferência de elétrons são muito importantes e estão presentes em praticamente todos os segmentos da sociedade.” Materiais Parte I ● 1 Placa de aquecimento ● 4 Becheres pequenos (50ml) ● 1 pinça ● Papel toalha Parte II ● 1 Placa de aquecimento ● 1 Becher de 50 mL ● 1 pinça ● Papel toalha Parte III ● 1 Becher de 100 mL ● Um eletrodo de cobre, pode ser uma haste ou uma moeda de cobre (da experiência do procedimento 1). ● Um eletrodo de zinco (clips novo). ● Dois pedaços de fio de cobre (cerca de 15 a 20 cm cada). ● um medidor de corrente (voltímetro) ou um led – (opcional). Reagentes Parte I ● ácido acético diluido a 4% (vinagre) ● Cloreto de sódio - cerca de 2 g (sal de cozinha) ● Álcool ● 4 Moedas de cobre (1 ou 5 centavos – Preferência para as mais escuras e tonalidades parecidas) Parte II ● pedaço de papel de alumínio ● objeto pequeno de prata já oxidado (escurecido) ● pedacinho de sabão de côco Parte III ● ácido acético a 4% ● sal de cozinha Procedimentos Parte I Limpeza de objeto de cobre Em um bécher pequeno contendo álcool imergir as moedas de cobre e deixar em repouso por alguns minutos (para remover gorduras e sujeiras em geral). Secar as moedas com papel toalha. Separar 3 delas e colocar cada uma em um bécher contendo 10 ml de ácido acético. Seguir as orientações abaixo: Becher 1: acrescentar uma pitada de cloreto de sódio, homogeneizar e deixar em repouso por 2 min Becher 2: Aquecer por 2 min Becher 3: Deixar em repouso por 2 min 3.2.4 Na quarta moeda colocar ketchup na metade dela e aguardar 2 min. Após os dois minutos lavar as moedas em água corrente e observar o aspecto de cada uma delas, anotando suas observações. (compare a coloração de cada uma delas) Parte II Limpeza de objeto de prata (aliança) Coloque num becher lavado e limpo (use um dos becher já utilizados acima) um pouco de água (cerca de 30 mL), o pedaço de sabão, o papel alumínio e o objeto de prata. Aqueça até a fervura durante alguns minutos e observe o que acontece com o objeto de prata. Parte III Construindo uma pilha Pegue os fios de cobre com as extremidades descascadas. Num dos fios prenda o eletrodo de Zn e no outro o eletrodo de cobre. Coloque no becher 30 mL de ácido acético e uma ponta de espátula de sal. Insira os fios com os eletrodos na solução do becher, afastados um do outro e observe os aspectos dos eletrodos.Se houver um medidor de voltagem ligue as outras duas pontas dos fios ao medidor e observe a voltagem registrada, pode-se também usar um led em substituição ao medidor de voltagem, observe a luz acender. Observação: Esse último item apresenta a montagem de uma pilha galvânica. É um exemplo de aplicação de reações de oxi-redução produzindo trabalho útil – a força eletromotriz (fem) ou diferença de potencial (ddp) de umapilha. Resultados e Cálculos Questões do Relatório a) As moedas de cobre, com o tempo e manuseio, formam uma camada escura sobre a sua superfície, responda qual o nome do produto formado e sua fórmula química. As moedas de cobre são fabricadas com a base de aço e revestimento de cobre, com o tempo elas formam uma camada escura , devido a reação de oxidação que ocorre quando em contato com o O2. Os produtos formados são o óxido de cobre, cuja fórmula é:CuO , ou também o óxido cuproso, Cu2 O. b) Qual o objetivo da adição de sal ao ácido acético para a limpeza da moeda? O NaCl potencializa o processo de limpeza, pois o Cl- reage com o Cu+, gerando CuCl (cloreto de cobre). c) Pesquise de que forma o ketchup age sobre a superfície da moeda deixando-a limpa. O ketchup é composto por vinagre e sal, o ácido acético do vinagre e o cloro do sal reagem com o óxido de cobre fazendo a limpeza da moeda. d) Compare o aspecto das moedas em cada experimento e o tempo para a remoção da camada escura. Expresse aqui os seus resultados. No primeiro becher com vinagre e sal, a limpeza da moeda foi total e rápida. O segundo becher com vinagre e aquecimento por 2 minutos , a limpeza da moeda foi parcial e mais demorada. O terceiro becher , submersão da moeda no vinagre sem aquecimento e sem a adição de sal, a limpeza da moeda foi mínima e muito demorada. e) O que você observou sobre o objeto de prata? Observei que a prata ficou ‘limpa’, ocorreu o clareamento do material de prata (aliança). f) Qual a função do papel alumínio na limpeza do objeto de prata? O alumínio é o agente redutor que reage com o Ag2S (sullfeto de prata) produzindo Al2S (sulfeto de alumínio) e Ag0 (zero) novamente. g) Para cada experimento que você realizou, escreva as reações químicas que ocorreram, identificando quais elementos estão oxidando e quais estão reduzindo . Reações do experimento I (Objeto de Cobre) Cu + O2 → Cu O (óxido de cobre) ou Cu2O (óxido cuproso) Agente redutor Cu Agente oxidante O2 Cu2O + H2CCOO-+ H+→ CuAc- + H2O NaCl + H2O→ Na+ + Cl- Cu2O→ Cu+ + Cl- → CuCl (Cloreto de Cobre) Reações do experimento II ( Objeto de Prata) Ag0 + O2 + H2S → Ag2S + H2O (reação de escurecimento da prata) Ag2S +Al → Ag +Al2S (reação de clareamento da prata) Agente redutor Ag (prata) Agente oxidante H2S (enxofre) Reações do experimento III ( Construindo a pilha) Cu2+ + 2e- → Cu ( eletrodo de Cobre (Catodo). Zn2+ + 2e- → Zn ( eletrodo de Zinco (Anodo). Agente oxidante Cu2+ Cobre Agente redutor Zn2+ Zinco 1 e- + 1 H+ →H 2 e- + 2H+ → H2 h) Quais as reações que ocorrem ao colocarem os eletrodos de Zn e Cu dentro da solução de ácido acético e NaCl? Cu2+ + 2e- → Cu ( eletrodo de Cobre (Catodo). Zn2+ + 2e- → Zn ( eletrodo de Zinco (Anodo). 1 e- + 1 H+ →H 2 e- + 2H+ → H2 h) Como é produzida a força eletromotriz de uma pilha? Através da diferença de potencialde uma pilha é produzida a força eletromotriz, ela pode ser medida por meio de um voltímetro. Existe um potencial de redução e um potencial de oxidação em ambos os eletrodos que compõem a pilha. Estes possuem valores iguais, e sinais diferentes. A força eletromotriz pode ser expressa em termos de potencial de redução ou de oxidação. Esses potenciais têm o mesmo valor, porém possuem sinais contrários. Conclusão Através desta aula prática foi possível compreender os conteúdos das aulas teóricas do módulo de Elementos de Química Geral, de maneira prática e correlacionando com o cotidiano. Percebi que as reações de oxi- redução são importantes em diversos segmentos da sociedade. Referências Bibliográficas ATKINS, P, e JONES, L. Princípios de Química: Questionando a vida moderna e o meio ambiente, 1a Ed., Porto Alegre: Bookman, 2001. KOTZ, J.C. e TREICHEL Jr., P. Química e Reações Químicas, 4a Ed., RJ: LTC Editora, Vol. 1, 2002. Anexos ( Construindo a pilha)
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