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UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP CAMPUS MARQUÊS CURSO DE ENGENHRIA CICLO BÁSICO QUIMICA APLICADA “PILHAS - 1” João Pedro de Souza Cardoso RA: N4748H1 Turma: EP5P13 São Paulo 2021 OBJETIVO Comprovar, por intermédio de experimentos de laboratório, a existência de diferença de potencial e de corrente elétrica de uma pilha. SUMÁRIO 1 CORROSÃO ELETROQUÍMICA ............................................................ 4 2 MATERIAIS ............................................................................................ 5 3 PROCEDIMENTOS ................................................................................ 6 4 RESULTADO E ANALISES ................................................................... 7 4.1 Metal ligado no polo positivo do voltímetro...................................7 4.2 Metal ligado no polo negativo do voltímetro..................................7 4.3 DDP Lida............................................................................................7 4.4 Metal Ânodo......................................................................................7 4.5 Metal Cátodo.....................................................................................7 4.6 Teste da Lampada.............................................................................7 5. OBJETIVOS EXERCICIO 2.....................................................................8 5.1 Materiais Utilizados..........................................................................8 5.1.1 Procedimentos.............................................................................8 5.2 RESULTADOS E ANÁLISES (EXP 2)................................................9 5.2.1 Ordenação dos metais (com dpp) de acordo com a série 1......9 5.2.1.1 Ordenação dos metais (com dpp) de acordo com a série 2.......9 5.2.1.1.1 Ordenação dos metais (com dpp) de acordo com a série 3....10 CONCLUSÃO............................................................................................11 1. CORROSÃO ELETROQUIMICA A corrosão eletroquímica está ligada diretamente ao processo químico de oxirredução, à oxidação de um componente, que sede elétrons para outro componente, que faz a redução. Existem 3 tipos de componentes essenciais, o cátodo, ânodo e o eletrólito, o catodo faz a redução, o anodo a oxidação e o eletrólito faz a corrente fluir do cátodo para o ânodo. Na existência dos elementos (ânodo, cátodo e eletrólito), se dá a existência de produtos como sais, óxidos e hidróxidos, materiais cujo podem contribuir para o desgaste de estruturas metálicas. A corrosão eletroquímica pode causar problemas como; perda de resistência, paradas de produção, pois com os danos causados pela corrosão é necessário zerar a produção para substituição do equipamento; outro problema é o custo de manutenção. Para evitar a corrosão eletroquímica e a proteção do equipamento, pode- se utilizar dois métodos, proteção catódica, o zinco serve para o revestimento, coma aplicação por aspersão térmica, tendo o ânodo de sacrifício1 e a proteção por barreira, utilizando o alumínio para o revestimento, também aplicado para aspersão térmica, formando uma camada de óxido de alumínio (AL2O3), impedindo o eletrólito encontrar o contato com o material e formar uma pilha. 1 É qualquer metal utilizado em estruturas submetidas a ambientes oxidantes, com o objetivo de ser oxidado em seu lugar 2. MATERIAIS Placas de cobre; Fitas de magnésio; Lâmpada de 1,5V ligada a um soquete com fios condutores; multímetro; Solução 2mol/L de ácido sulfúrico (H2SO4); 2 Béqueres de 50mL; Ponte salina ou de grafite. 3. PROCEDIMENTOS Montagem da pilha Mg/H2SO4//H2SO4/Cu conforme o desenho. Ligar o polo positivo do voltímetro (fio vermelho) a um determinado polo da pilha. Ligar o polo negativo do voltímetro (fio preto) ao outro polo da pilha. Anotar a ddp lida no voltímetro. Sem retirar os conectores dos polos da pilha, retirar os conectores do voltímetro e conectá-los no soquete da lâmpada; Verificar se a lâmpada acende. 4. RESULTADOS E ANÁLISES 4.1. Metal ligado no polo positivo do voltímetro. O metal Cu2 é ligado no fio positivo do voltímetro 4.2. Metal ligado no polo negativo do voltímetro. O metal Mg3 é ligado no fio negativo do voltímetro. 4.3. DDP Lida. Mg/Mg2+//Cu2+/Cu Mg E°= 2,36 Cu E°= - 0,34 ∆𝐸 = 2,36 − (−0,34) = 2,02 𝑉 4.4. Metal Ânodo O metal ânodo é o Mg cujo tem o ganho de 2 elétrons, ele oxida 4.5. Metal Cátodo. O metal cátodo é o Cu cujo tem a perda de 2 elétrons, ele reduz. 4.6. Teste da Lâmpada. O valor de energia na ddp no Mg e Cu é de 2,02 volts, portanto, utilizando a lâmpada de 1,5 V conectada a pilha, sendo assim, com o valor da pilha sendo maior que o necessário, a lâmpada acende. 2 Cobre 3 Magnésio 5. OBJETIVO EXERCICIO 2. Montar a tabela de potenciais práticos para a ordenação dos metais da tabela por ordem crescente de potencial de redução. 4METAIS: Cobre (Cu) Alumínio (Al) Zinco (Zn) Ferro (Fe) Série 01 Referência: Cobre (Cu) Série 02Referência:Alumínio (Al) Série 03 Referência: Zinco (Zn) 5.1. Materiais Utilizados. Placas de cobre ferro, zinco e alumínio; Solução saturada de cloreto de sódio (NaCl); 2 Béqueres de 50mL; Ponte salina ou de grafite. 5.1.1. Procedimentos. a) Preencher, pela metade, dois béqueres de 50mL com solução saturada de NaCl b) Unir os béqueres com a ponte salina/grafite; c) Ligar o polo positivo do voltímetro na placa de cobre (Cu) e mergulhá-la em um dos béqueres de 50mL; d) Ligar o polo negativo do voltímetro na placa de alumínio (Al). Mergulhar a placa de alumínio no béquer vazio e anotar a ddp lida no voltímetro na coluna SÉRIE 1 da tabela; e) Retirar a placa de alumínio do béquer f) Repetir os passos D e E com os metais Zinco (Zn) e Ferro (Fe); g) Para a a coluna SÉRIE2 ligar o alumínio no polo positivo do voltímetro e mergulhá-lo em um dos béqueres de 50mL. Repetir os passos D e E com os metais cobre, zinco e ferro h) Paraa a coluna SÉRIE3 ligar o zinco no polo positivo do voltímetro e mergulhá-lo em um dos béqueres de 50mL. Repetir os passos D e E com os metais cobre, alumínio e ferro 5.2. RESULTADOS E ANÁLISES (EXP 2) 5.2.1. Ordenação dos metais (com dpp) de acordo com a série 1 Referência: Cobre (Cu) 5.2.1.1. Ordenação dos metais (com dpp) de acordo com a série 2. SERIE 02 EAl - EZn = 1,069V EAl - EFe = 0,702 V EAl - Ecu = 0,524 V SERIE 01 Ecu - Ezn = 1,258V Ecu - Efe = 0,965V Ecu - Eal = 0,433V 0,293V 0,532V 0,433V Zn Fe Al Cu 1,261 V 0,367V 0,702V 0,524V Zn Fe Al Cu 1,593V 5.2.1.1.1. Ordenação dos metais (com dpp) de acordo com a série 3. 0,396V 0,871V 0,128V Zn Fe Al Cu 1,395V SERIE 03 EZn - ECu = - 0,395V EZn - EAl = - 1,267V EZn - EFe = - 0,396V CONCLUSÃO De acordo com o tema abordado, conclui-se que a corrosão ocorre no ânodo, ele sofre a oxidação no eletroquímica, já o cátodo sofre a redução, tendo sua superfície protegida não sofrendo a corrosão, ambos juntos formam o eletrólito que conduz a energia potencial de ambos. A corrosão eletroquímica pode gerar problemas para determinado equipamento, problemas como perda de resistência, as paradas de produção para troca de equipamentos danificados e custo de manutenção. Sendo assim, é necessário que haja um tipo de proteção, seja ela catódica ou por barreira.A partir do experimento com a pilha, foi interpretado que a ddp resultante em 2,02 V foi capaz de ligar a lâmpada de 1,5 volts. E para o exercício 2 é possível expressar de que a ordenação dos metais não depende do metal utilizado como referência, depende somente dos metais envolvidos e do meio considerado. REFERENCIAS “Corrosão Eletroquímica: você sabe o que é?” Disponível: < https://rijeza.com.br/blog/corrosao-eletroquimica-voce-sabe-o-que-e/ > Acesso em: 10/05 as 15:08 “Por que os metais sofrem corrosão?” Disponível: < https://engenheirodemateriais.com.br/tag/corrosao- eletroquimica/#:~:text=Este%20tipo%20de%20corros%C3%A3o%20desencade ia,ocorrem%20as%20rea%C3%A7%C3%B5es%20de%20redu%C3%A7%C3% A3o.> Acesso em 10/05 as 15:40
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