10 Relatório Fq Exp 1 - eletrólise da agua (1)

Prévia do material em texto

DISCIPLINA: FÍSICO-QUÍMICA EXPERIMENTAL
Aula 10:
Eletrólise Quantitativa da água
Anápolis, 15 de junho de 2018
1. Introdução
A célula eletrolítica é a célula eletroquímica que ocorre a eletrólise, o arranjo das células eletrolíticas é diferente do arranjo da célula galvânica, em geral, dois eletrodos ficam no mesmo compartimento, onde só existe um tipo de eletrólito e as concentrações e pressões estão longe das condições padrão (ATKINS E JONES, 2012).
Como todas as células eletroquímicas, na eletrólise, a corrente passa pelo eletrólito, carregada pelos íons presentes. Por exemplo, quando o metal cobre é refinado eletroliticamente o anodo é o cobre impuro, o cátodo é o cobre puro e o eletrólito é o CuSO4. Quando os íons Cu2+ migram para o cátodo, eles são reduzidos e se depositam na forma de átomos de cobre. Outros íons de cobre são produzidos por oxidação do metal cobre no anodo (BALL, 2016).
Na eletrólise, a velocidade de desprendimento de gás ou de deposição de um metal, pode ser estimada pela equação de Butler-Volmer e por tabelas de densidades de correntes de troca. A densidade de corrente de troca depende da natureza da superfície do eletrodo e se altera durante a eletrodeposição de um metal sobre outro. Uma regra aproximada afirma que desprendimento de gás ou deposição de metal significativos dó ocorrem se a sobretensão for maior que cerca de 0,6 V (ATKINS E PAULA, 2012).
Ao conduzir uma eletrólise em solução, é preciso saber se outras espécies presentes podem ser oxidadas ou reduzidas pela corrente elétrica. Por exemplo, ao usar a eletrólise da água para produzir hidrogênio e oxigênio, a água pura não transmite corrente, pois sua concentração de íons é muito baixa. Desse modo, é necessário utilizar solutos iônicos cujos seus íons sejam menos facilmente oxidados ou reduzidos do que a água:
Para inverter essa meia-reação e provocar a oxidação da água, precisa-se de uma diferença de potencial aplicada igual a pelo menos 0,82 V. suponha que o sal adicionado tenha sido de cloreto de sódio, o seu potencial padrão é de +1,36 V, ou seja, para inverter sua reação e oxidar os íons cloretos seria necessário fornecer pelo menos 1,36 V e, como somente 0,82 V é necessário para forçar a oxidação da água, o oxigênio deveria ser o produto no cátodo. Entretanto, o sobrepotencial de produção de oxigênio pode ser muito alto e, na prática, também ocorre a produção do cloro (ATKINS E JONES, 2012).
2. Objetivos
Observar o fenômeno da eletrólise da água, que é utilizado para demonstrar a decomposição da molécula de água em hidrogênio e oxigênio gasosos.
3. Materiais
3.1. Equipamentos
· Cronômetro;
· Equipamento de corrente elétrica
· Proveta;
· Tubos.
3.2. Reagentes
· Água;
· Eletrodos;
· Solução de sulfato de sódio.
4. Procedimento Experimental
Para a montagem da aparelhagem seguiu as seguintes precauções:
a) Adicionou-se em béqueres de volume de solução de sulfato de sódio.
b) Ao introduzir os tubos de ensaio recolhedores de gás na cuba, encheu-os totalmente com a solução de sulfato de sódio. Tampou a boca dos mesmos com a mão, virou-se de cabeça para baixo e introduziu-os no outro recipiente sem deixar bolhas no seu interior.
c) Os eletrodos ficaram em contato com o líquido somente dentro dos tubos de ensaio onde houve o desprendimento do gás. Não pode ocorrer eletrólise fora destes recipientes.
d) Lavou-se as mãos depois do contato com a solução.
e) Ligou-se a corrente elétrica e regulou para cerca de 80 mA.
f) Prosseguiu a eletrólise por 30 a 40 minutos, considerando que os volumes dos gases desprendidos não poderiam ultrapassar a parte calibrada do recipiente onde estava sendo recolhido.
g) Desligou-se a corrente elétrica.
h) Mediu-se os volumes dos gases recolhidos nos tubos coletores de gás. Para isto, colocou os tubos no mesmo nível do líquido no seu interior que coincidiu com o nível do líquido na cuba (béquer).
i) Mediu-se e anotou a temperatura da solução.
Referências Bibliográficas
ATKINS, P.W.; JONES, L. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. 5 ed. Porto Alegre: Bookman, 2012. 
ATKINS, P.W.; PAULA, J. Físico-química. v.1, 9 ed. Rio de Janeiro: LTC, 2012. 
BALL, D.W. Físico-química. v.1, 1 ed. São Paulo: Cengage Learning, 2016.