relatorio eletroquimica

U NIVE RS ID A DE LU TE R A NA D O B RAS I L C U R S O D E Q U ÍM I CA QU ÍM I CA GE R AL EX P E RIM E NT A L Pr of ª: D io ne Co rr êa RE L A TÓR IO P RÁTICA Nº: 07 NO M E DA P RÁTI CA: El e t r o quí m i ca D AT A D A P R ÁT I CA: 3 0 /1 0/2 01 7 D AT A D A E N T R E GA: 13 / 11/ 2 0 1 7 I N T E G R A N T E S D O GRU P O: 1-O B JE TIVO O Obj eti v o destas p r áticas é est u da r o f e n ôm en o de ox i daçã o -r ed u ção, o bserv a n d o e asso ci an do-os com a co r rosão e f e rr u g em , apre n d er mo n tar pi l h as el e t r oq uím i cas e m edi r a d i f e r e n ça de p ot e n ci al. 2-RE S U MO 4. 3.1 - R e ação d e óxi do e redu ção entre met ais Tu bo de e n sai o 1: C ol ocou -se s u l fat o de co bre 0 , 1 M com p edaço de z i n co . Tu bo de e n sai o 2: Fi o d e co bre em sol u ção de n i t rat o de prat a 5% . Tu bo de e n sai o 3: S ol u çã o de s u l fat o de z i n co 0, 1 M co m pedaço de z i n co. Tu bo de e n sai o 4: S ul fa t o de z i n co 0 , 1 M ape n a s p a r a compar ação. 4.3. 2 - R ea ção d e óxido e redu ção entre um met a l e ác ido Tu bo de e n sai o 1: H C l 3M co m p edaço de magn é si o i mer so . Tu bo de e n sai o 2 : H C l 3 M co m pedaço de z i n co. Tu bo de e n sai o 3: H C l 3M co m p edaço de c hu mbo . Tu bo de e n sai o 4: H C l 3M com pe daço de co bre. 4.3 . 3- P i lha Fo i c ol ocad o em u m b équ er de 50 mL, 4 0 mL d e so l u ção de N aC l 3 %, após adi ci on ou -se 8 go t as d e f en ol ft a l e í n a e 8 gotas d e f err i ci an eto de potáss i o. I mer gi u- se doi s el et rodos m e t á l i cos, u ma p l aca de fer ro e ou t ra d e co bre, l i ga dos entr e si com u m f i o de cobre. C ol o cado e n t ão em repou so pa r a o bser v a r após u m t empo. 4. 3.4- P i l h a de D a niel Em u m béqu e r col ocou - se 3 0 mL de C u SO4 e i mer gi u- se u m el et r od o de cobre. Em o u t r o b équ er com 30 mL de Z n SO4 f o i i mer gi d o u m e l etr od o de z i n co. Foi m ontada a pi l h a de acor d o com a fig u ra : F oi m edi d a a di fer en ça de po t e n ci al ent re o s ele t rodos u t i l i z a n do u m v ol t í met ro . 4. 3.5- I nv esti ga ção so bre a co rr o são Pri m ei ro preparou - se u ma gelat i n a i n co l or n orm a lm e n t e , a pós a di ci on o u- se f e r r i ci an et o de p ot á ssi o e fe n ol ft a l e ín a, e ta m b ém foi a cr esce ntado N a C l . A n t es d e u tili z a r a placa pet r i foi l a v ado com ag u a fe r v ente pa r a es ter i li z ar, so ment e e n tão col o cou-se n a pl a ca u m p r e go co m f i o de co bre e n rol ad o e o ut ro n o r mal . F oi despe j ada n a pl a ca petr i a so l u ção preparada a t é q u e se cobri sse os pregos. A ex p eriên ci a foi gu a rdada par a obser v a r u m a sema n a depoi s. 4. 3.6- C o rr osã o em di f eren t es m e ios Em t rês t u bos d e en si o col ocou - se respecti v am e n t e NaCl 3% C om u m prego l i mpo i mer so; si lica -gel , a lgodão e u m prego e m ci ma; á g u a des t i l ad a f e r v i da com prego l i mpo i m erso; O s do i s ul timos t u bos de e n sai o f ora m t a mpado s. E x pe r i m e n t o gu ardado para ob ser v ar apó s uma sema n a . 4. 3.7- P i l h a e co r r en te elé t ri c a Em u m béqu er foi col oca do 30 m l de H 2 SO 4 . C om uma lâm p ada a n e x ada a u m f i o de cobre e mag n ési o f oi i seri da n a sol u ção , co n for me i m agem abai x o. Ex peri m e n to r eal i z ado n a capel a . 3-I N T R O D U Ç ÃO N os e s t u dos de e l etr oq uí mi ca se tr aba l h a as reações de o x i rr ed u ção qu e se t rat a de u ma reação quím i ca em qu e h á a o corr ê n ci a de ox i da ção e redu ção de át omos de su bs t ân ci as (espéci e quí mi ca) prese n tes n o pr o cesso. \uf0d8 O x i da ção: É a perda de elét r o n s por part e d e u m á t o m o de u ma e spéci e quím i ca. \uf0d8 R ed u çã o : É o ga nh o de elét r o n s po r par t e de u m át omo de u ma espé ci e quím i ca. N a pr o d u çã o de pi l h as h á um si st ema e m q u e a e n ergi a q u í mi ca é tr a n s f orm ad a de m odo espon tâ n eo e m en ergi a el ét rica . E ste r el a t ó ri o dese n v o l v e as prát i ca s de f o r m ação d e du as pi l h as: uma sen do d oi s el e t rodos me t ál i cos (f e rr o e cob r e) i mer gi d os e m u ma sol u ção de NaCl 3 %, ac rescentado d e mai s 5 a 10 go t a s de f e n o lftal e ín a e 5 a 10 go t a s de fer rici a n e to de po t ássi o. E a o u tr a se n do a pi l h a de D an i el q u e é compost a por u m el e tr o do n e gativ o (â n odo) q u e cede e l ét r on s para o el e t rodo p osi t i v o ch amado de cátodo. O ân od o é u ma p l aca de z i n co mer g ul h ada em u ma sol u ção de sul fat o d e z i n co, e n q u ant o qu e o cá t o do é u ma pl aca de cobr e m ergul h a da em um a so l u ção de cob r e e o ele t ról i t o , q u e é ta m bé m c h amado d e pon t e salin a , é a sol u çã o co n d u t ora de ío n s. Jun t o com os est u dos de p i l h as oco r reu a i nv estigaçã o sob r e corr osão on de é adi ci on ado fer ri ci an et o de po t á ssi o e fe n ol ft a l e ín a nu ma s ol u ção de ge l atin a j un t o com d oi s pregos ( liv res de corr osã o) e m br u l h a dos u m co m f i o de cobr e e ou tr o com f i o de z i n co e an ot ado os r esu l tados. N es t a mesm a prát i ca é preparado tr ê s t u bo s de en sai o de fo r mas di fer e ntes: \uf0d8 Tu bo 1: sol u ção co m N a C l 3% e u m pre go l i vr e de cor rosão; \uf0d8 Tu bo 2: s í l i ca gel + a l godã o+ prego e ro l h a ; \uf0d8 Tu bo 3: águ a destil ada r ece nt e m e n t e f er v i da + prego + r o l h a; 4-M A TE R IAIS E M É TO DO 4. 1Mat eri as 1. Bé qu er 10 0 ml 2. Es pá tu la 3. V id ro re l óg io 4. Bé qu er 50 ml 5. Tu bo de e nsai o 6. Pla c a d e Petri 7. Sí li c a Gel 8. A lg o d ão 9. Po nt e d e v i d ro 10. Bastã o de v id ro 11. Pip et a v ol u m ét ric a 1 0 ml 12. Pera s u c ç ão 13. V ol tm etro 14. Bico de Bu ns er 15. Te la de A m ia nto 4. 2-Re age ntes 1. Á c id o clo r í d ric o (H C l ) 3 M 2. Su lf ato d e c ob re (C u SO 4 ) 0 ,1 M 3. Z in c o ( Z n ) 4. N i trato d e Pra ta ( A gN O 3 ) 5% 5. Fi o d e c ob re 6. Su lf ato d e z in c o (Zn SO 4 ) 7. M a gn é s io ( M g) 8. Chu m bo (Pb) 9. Cob re (Cu ) 10. Fe no lft al e ína 11. Clo reto s ód io (N a C l) 3% 12. Fe rric i an et o d e p ot áss io (C 6 N 6 Fe K 3 ) 13. G el at in a 14. Á c id o sul fú ric o (H 2 SO 4 ) 4 . 3-Proced i mento e xpe rimen t al 4. 3.1 - R e ação d e óxi do e redu ção entre met ais Pegou -se qu a tr o tu bos de e n sai o, n umer a n do - os de um a qu a tr o . No p r i meiro t u bo de en sai o colocou-se co m a aj u da d e u ma pi pe t a v o l u m ét ri ca su l fat o de cob r e 0, 1 M e u m pedaço de z i n co met á l i co. N o se g u n do t u bo de en sai o co l ocou -se Ag N O 3 à 5% e fio de cob r e. N o t e r cei r o t u bo de e n sai o coloco u -se Zn S O 4 e u m peda ço de z i n co m e tál i co. N o q u ar t o tu bo de e n sai o coloco u- se C u S O 4 . 4.3. 2 - R ea ção d e óxido e redu ção entre um met a l e ác ido Pe gou -se qu a t ro tu bo s de en sai o, e nu m e ran do - os de u m à qu at r o . Em t o dos os qu atr o t u bos de en sai o co l oco u -se H C l a 3 M, sen do qu e n o primeiro tu bo i mer gi u -se u m peda ço de Magn ési o met á l i co, n o se g un do t u bo co l oco u - se z i n co m etál i co, n o ter cei ro t u bo co l oco u -se u m p edaço de c h u mbo met á lico e n o q u ar to e ú l timo tu bo cobre m et ál i co , v erifican do se h o uv e o u n ão r ea ção. 4. 3 .3 - P i l h a Em um b équ e r de 5 0 m l ad i ci on o u -se 4 0 ml de u m so l u çã o 3% N aC l , ci n co gotas f e n ol ft á l ei n a e cin co go t a s de f err i ci an eto de pot á ssi o. Pe gou -se u m a ch apa de cobre e o u tr a de f err o, pre n de u- se as ch a pas co m um f i o d e cob r e, l i g an do a m b as, e col o can d o n a sol u ção. 4. 3.4- P i l h a de D a niel Pe gou -se u m béqu e r d e 50 m l e co l oco u- se 30 m l C u S O 4 , e co l o can d o u m a ch a pa d e cob r e n ela, peg ou -se o u t ro b équ e r d e 50 m l e co l ocou -se 30 ml Zn S O 4 , e col o can d o u m a bar r a d e z i n co. P ego u - se u ma po n te e coloco u -se H C l e u m peda çi n h o de al g odão n as p on t as , p ara tirar as b ol h as e a r n a ponte. C o l ocou -se a pon t e e n t re os bé q u e r os l i g an dos . Pe gou- se u m v ol timét ro mo nt an do e m edi n do a carga d a p i l h a . 4. 3.5- Investi g ação sob re a co rr os ão E m b équ e r de 100 m l co l ocou - se á g u a destil a da e l e v o u- se a o bi co b un ser para fer v e r . E m béq u e r de 50 ml coloco u -se gel a t i n a e á gu a de st i lada q u e n t e , e m ex e u -se co m u m bas tão de v i dro, at é a so l u bi l i z ação co mpl eta d a so l u çã o, adi ci on an do a gel at i n a N aC l , fe n ol ft ál ei n a e f err i ci an eto de potássi o. Pe gou -se u ma pl a ca pe t ri, l a v ou -se co m águ a dest i lada f er v e n d o . Pego u -se d oi s pregos, en rr ola n do u m com um f i o de cob r e e ou tr o n ão . D ei tou - se os pregos n a pl a ca de p et ri, e t a m pou -se com a gel a tin a , t ampan d o a p laca, r ot u l a n do a placa e g u arda n d o - a. 4. 3.6- C o rr osã o em d i ferentes me i o P eg ou - se t rês t u bos de en sai o, en umer a n do o s t rês t u bos de um a tr ê s. N o primei r o t u b o col o co u -se u ma sol u ção à 3% N aC l e prego. N o se gun do t u bo col o cou-se s í lica gel , a l go dão e prego e tam pou - se o t u bo . N o t e r cei ro t u bo co l oco u- se á gu a destilada f er v i da e u m prego e t ampo u -se o t u bo . I de ntifica n do e g u a rdan do os ex p erime nt o s po r uma se m a n a . 4. 3.7- P i l h a e co r r en te elé t ri c a Pe gou -se u m béq u er de 50 m l adi ci o n a n do 30 m l d e H 2 SO 4 , l e v a n do pa r a capela e l i gan do . Pego u -se u m f i o de cobr e qu e t i nh a n o mei o u m a l â m pada e n u ma ex t r emi dade pr e n deu -se mag n é si o e o u t ra u m a c h ap a cobre, col o ca n d o n a so l u ção. 5- R E SU L TADOS E DISC U SS Õ E S 5. 3.1 - R e ação d e óxi do e redu ção entre met ais Ve r i f i co u -se q u e n o t u bo um, z i n co me tál i co q u e est a v a n o f u n do do t u bo ganh ou uma co l o ração pret a , por ca u sa da o x i dação d o z i n c o , e a so l u çã o C u SO 4 qu e co n ti nh a u ma col oração a zul i n t e n sa, f i co u m a i s f r aca po r q u e o cob r e r ed uz i u. Zn 0 + C u S O 4 Zn S O 4 +Cu 0 Ve r i f i co u -se qu e n o t u bo doi s o f i o d e cobre ficou bran co , por cau sa da depo si ção de prat a n o f i o, cau sado pe l a o x i dação do co bre e r ed u ção da p r a t a . Cu 0 + 2 A gN O 3 2 Ag 0 + C u(N O 3 ) 2 Verificou -se q u e n o ter cei ro e qu a r t o t u bo n ão h o uv e reação. 5.3. 2 - R ea ção d e óxido e redu ção entre um met a l e ác ido Ve r i f i co u -se q u e n o primei r o t u bo h o uv e u ma reação co m gra n d e l i b eração de gás e t u bo a q u e ce u . I s t o ocorr e d e v i do a o x i d ação d o mag n ési o e r ed u ção do h i d r ogên i o. H C l + M g 0 H + MgCl Verificou -se q u e n o seg u n do t u bo t a mbém h o u v e reação com l i b eração d e gás e a qu ecen do o tu bo e mais fr aca qu e a reação do t u bo u m , i sso o corr e de v i do Zn o x i da r e H r e d uz i r. H Cl + Zn 0 H + Zn C l Ve r i f i co u -se q u e n o t ercei ro t u bo n ão h o uv e reação, mas pe l a tabel a de ox i do e redu ção é v erificad o qu e a d i f e r e n ça n a capaci d ade de ox i dação en tr e o chumbo e h i d r ogên i o é peq u e n a , m as e x i ste, l ogo o chu m bo dev e se o x i d ar, só q u e é u ma r eação le n t a . No q u art o tu bo n ão h o uv e reação. 5 . 3.3- Pil ha V eri f i cou -se qu e a sol u ção ga nh ou um t o m escuro, e q u e n a c h apa de f e r ro qu e esta v a em i mersão n a sol u ção ga nh o u uma cor b r o nz e ada, d e v i do a ox i d ação do f err o e red u çã o d o h i drogê n i o, e com a ch apa de cob r e n a da oco r re u . Fe 0 + H 2 O . Fe 2+ +H 2 + OH - 5 . 3 . 4 - P i lha de D ani e l N ão foi p oss í v el m edi r a carga el é t rica d a pi l h a co m v o l t ím e tr o porq u e o m esmo n ão da v a u m v a l or f i x o , pro v a v el me n t e por f a l t a d e cal i bração. P el o cá l c u l o t e órico a v ol tagem seria de 1, 09. C al c u l ado pe l a f ó rm ul a do DD P D D P= redu t o r \u2013 o x i dante D D P= (0, 33)-( -0 , 76)= 1 , 09 V. 5. 3.5- I nv esti ga ção so bre a co rr o são V erificou -se q u e a ge l atin a a n t e s de se r co l ocado n a pl a ca de petr i j un t o ao S pregos p ossu ia co l oração es v e r d eada , e qu e apó s u ma se man a , a gelat i n a h a v i a perdi do su a color a ção, te n do ma n c h as d e co r a zul ao redor do prego qu e esta v a en r o l ad o com fio de co bre . O prego en r o l ad o a o fio d e co bre poss u i a ox i dação, de vI do a di fer e n ça d e ox i d ação e n tr e co bre e f e r r o , j á o prego qu e n ão est a v a e n ro l ado a o cobre n ã o posu i a o x i d ação. 5. 3.6- C o rr osã o em d i ferentes me i o s Ve r i f i co u -se q u e n o t u bo pri m ei ro t u b o de e n sai o , a prese n t a v a o prego mais corr oi d o, i sso ocorr e porqu e N aC l faz o q u e seri a u ma p onte e nt r e fer ro e ox i gê n i o presen te n o ar , assim ace l era n do a r ea ção de o x i do e reação. Já n o segu n do t u bo n ão po ssu i a corr o são, poi s estav a fec h ado e l i v re d e u mi dade . E n o ter ce i r o e u l t i mo t u bo poss u i a cor ro s ão, ca u sada pe l a o x i dação do F e e r edu ção da á gu a . 5. 3.7- P i l h a e co r r en te elé t ri c a V eri f i cou -se u m a reação for te e n tr e o m agn ési o e o áci d o su l f ú rico, e qu e qu a n d o ocorr i a essa reação a l âmpada ace n di a, l o go i sso aco n te n ci a qu a n do o m agn ési o o x i dav a e o h i drogên i o red uz i a, assi m pro v oca v a u ma co r re n te e l ét rica qu e q u a n do passado pel o f i o de cob r e da v a e n ergi a para a ce n d er a l â mpada. H 2 SO 4 + Mg 0 H 2 + MgS O 4 6-CONC L U S ÃO Po de-se o bserv ar os pote n ci ai s de redu çã o e de o x i daçã o dos met ai s, o u sej a, o poten ci al de receber e de doar e l ét r o n s qu a n do doi s met a i s i n te r ag em. A n al i z a n do a t a bel a de pot e n ci al pad r ão d e e let rodo pod e -se e n te n der as reações q u e o co r reram n o s e x pe r i m e n t os , e q u a n d o r ea l i z amos o e x p erime n to d e s ul fa t o d e z i n co co m peda ço de z i n co i merso, n oto u-se qu e n ão h o uv e rea ção po i s o poten ci al d e redu çã o e de o x i d ação er a m os m esmos. T a m bém é po ss í v e l co n c l u i r qu e o mei o e m q u e o m etal se e n co ntr a f aci l i t a ou n ão a cor rosão, o u seja, acel era a o x i dação e red u ção, ou i mpede q u e oco rr a, como n o caso do s t rês t u bos de e n sai o qu e obser v amos após u ma seman a n o ex p erime n to sobre a corr osão em di fer en t e s mei os . Q u a n to m ai or a di fer e n ça d e pote n ci al mai s r ápi do ocorr e a o x i d ação - red u ção e q u a n to m en or a d i f ere n ça mais l e nta a reação. 7- B I B LIO G R A F IA h t t p: // m un do ed u cacao.bol . u ol .co m .br / q u i mica / o x i r redu cao .ht m h t t p: // brasi l esco la. u o l . com . br/ q u i mica / pi l h as. h t m h t t p: // brasi l esco la. u o l . com . br/ q u i mica / pi l h a - d a n i e l l . h t m

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