OBJETIVO
Observar a transferência de elétrons na pilha de Daniell e confirmar os valores
encontrados o voltímetro; constatar que a reações espontâneas acontecem
quando seu potencial é positivo.
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reaçoes de oxirredução - pratica, Notas de estudo de Engenharia Química
Observar a transferência de elétrons na pilha de Daniell e confirmar os valores encontrados o voltímetro; constatar que a reações espontâneas acontecem quando seu potencial é positivo.
Tipologia: Notas de estudo
2010
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OBJETIVO
Observar a transferência de elétrons na pilha de Daniell e confirmar os valores encontrados o voltímetro; constatar que a reações espontâneas acontecem quando seu potencial é positivo.
INTRODUÇÂO
CÉLULAS GALVÂNICAS- PILHAS DE DANIELL
Células Galvânicas
Uma célula galvânica consiste de dois eletrodos, ou condutores metálicos, que fazem contato elétrico com o conteúdo da célula, e um eletrólito, um meio condutor iônico, dentro da célula. O eletrólito é tipicamente uma solução aquosa de um composto iônico, embora as células mais avançadas façam uso de uma variedade de materiais exóticos.
Pilhas de Daniell
A oxidação ocorre em um dos eletrodos, e os elétrons viajam através de um circuito externo ate o outro eletrodo, onde eles provocam a redução. O local da oxidação é chamado ânodo e o da redução é chamado de cátodo. Na célula de Daniel, as soluções de sulfato de zinco e de sulfato de cobre se encontram dentro da barreira porosa para completar o circuito. Entretanto, quando íons diferentes misturam-se afeta a voltagem. Para prevenir a mistura das soluções, usa-se ponte salina para unir os dois compartimentos de eletrodo e completam o circuito elétrico. Uma ponte salina típica consiste de um gel contendo uma solução salina aquosa concentrada num tubo em forma de ponte. A ponte permite o fluxo de íons, e assim completa o circuito elétrico, mas são íons que não afetam a reação da célula (KCL).
Pilhas de Concentração
Utiliza-se dois eletrodos de um mesmo metal, imersos em soluções de concentrações C 1 e C 2 diferentes de seus íons. O gerador construído segundo esse princípio chama-se pilha de concentração; a disposição de seus componentes obedece, a força eletromotriz ΔE de uma pilha de concentração é dada pela diferença entre os potenciais U 1 e U 2 de seus dois eletrodos.
Pilhas de Combustível
Os geradores nos quais transformam a energia química direta em elétrica denominam-se pilhas de combustível; neles, os combustíveis atuam como redutores e o oxigênio gasoso (ou o ar), como oxidante. Numa pilha de combustível, à semelhança de que sucede num gerador galvânico comum, os eletrodos são separados por um condutor eletrolítico, em solução ou fundido. Enquanto o agente redutor (o combustível) é continuamente suprido a um dos eletrodos, o outro eletrodo é, continuamente também, alimentado com o agente oxidante.
FORÇA DO REDUTOR E DO OXIDANTE
Acetato de Chumbo Pb(CH 3 COO)2 0,
M Zn Pb Cu Iodeto de potássio (KI) 0,1 M Acido sulfúrico (H 2 SO 4 ) Permaganato de potássio (KMnO 4 ) 0,
M Dicromato de potássio (K 2 Cr 2 O 7 ) 0,1 M Cloreto férrico (FeCl 3 ) 0,1 M
Brometo de potássio (KBr) Cloreto de sódio (NaCl) 0,1 M Carvão Mineral Palha de aço Hidróxido de sódio (NaOH) 1 M Coreto de sódio (NaCl) 1 M
MÉTODOS
Células Galvânicas – Pilha de Daniell
Em dois béqueres de 500 mL colocou-se respectivamente, 250 mL de solução 0,5 M de ZnSO 4 e 250 mL de CuSO 4. Introduziu-se no béquer com solução de sulfato de zinco um eletrodo de zinco, no béquer de sulfato de cobre introduziu- se um eletrodo de cobre. Ligou-se as duas soluções por meio de uma ponte salina com solução saturada de K 2 SO 4. Em seguida, ligou-se o eletrodo a um
voltímetro.
Força do redutor e do oxidante
2.1 Colocou-se, em dois tubos de ensaio, 1 mL de solução 0,1 M de sulfato de cobre. Em um tubo acrescentou-se uma pitada de zinco, e em outro um grão de chumbo.
2.2 Colocou-se em dois tubos de ensaio, 1 mL de solução 0,1 M de acetato de chumbo. Em um dos tubos adicionou-se uma pitada se zinco e no outro, pedaços de cobre.
2.3 Colocou-se, em dois tubos de ensaio 1 mL de solução 0,1 M de sulfato de zinco. Em um dos tubos jogou-se um grão de chumbo e no outro um grão de cobre.
2.4 Colocou-se em três tubos de ensaio, 1 ml de solução 0,1 M de KI, e 5 gotas de H 2 SO 4 concentrado. Adicionou-se ao primeiro tubo, 5 gotas de KMnO 4 0, M, ao segundo tubo adicionou-se 5 gotas de K 2 Cr 2 O 7 0,1 M e ao terceiro
adicionou-se 5 gotas de FeCl 3 0,1 M.
2.5 Repetiu-se o mesmo procedimento utilizando 1 mL de solução KBr no lugar de KI.
Segundo as reações de oxirredução do experimento temos que:
2..I Cu2+^ aq + Zn (^) s F 0E 0 Cu (^) s + Zn 2+^ aq 2..II Cu2+^ aq + Pb (^) s F 0E 0 Cu (^) s + Pb 2+^ aq 2..III Pb2+^ aq + Zn (^) s F 0E 0 Pb (^) s + Zn2+^ aq 2..IV Pb2+^ aq + Cu (^) s F 0E 0 Pb (^) s + Cu2+^ aq 2..V Zn 2+^ aq + Cu (^) s F 0E 0 Zn (^) s + Cu 2+^ aq 2..VI Zn 2+^ aq + Pb (^) s F 0E 0 Zn (^) s + Pb 2+^ aq
Segundo a fórmula abaixo se calcula o ΔE° para cada reação acima representada:
ΔE° = E (^) oxidação – E (^) redução
Para a reação I
ΔE° = E (^) oxidação – E (^) redução ΔE° = 0,34 – (- 0,76) ΔE° = 1,10 v
Para a reação II ΔE° = E (^) oxidação – E (^) redução ΔE° = 0,34 – 0, ΔE° = 0,21 v
Para a reação III ΔE° = E (^) oxidação – E (^) redução ΔE° = 0,76 – 0, ΔE° = 0,63 v
Para a reação IV ΔE° = E (^) oxidação – E (^) redução ΔE° = - 0,34 – 0, ΔE° = - 0,47 v
Para a reação V ΔE° = E (^) oxidação – E (^) redução ΔE° = - 0,34 – 0, ΔE° = - 1,10 v
Para a reação VI ΔE° = E (^) oxidação – E (^) redução ΔE° = 0,13 – 0, ΔE° = - 0,63 v
Sabendo que para que a reação aconteça o seu potencia padrão, ΔE°, deve ser maior que zero. Logo as reações IV, V e VI não ocorrem.
Para as demais reações observou – se:
Em I.
A solução aquosa deixou de ser azulada e passou a ser incolor o que significa que houve reação entre o Cobre aquoso e o Zinco sólido.
Em II.
A solução ficou turva e foi possível observar a formação de um sólido alaranjado ao fundo, sendo esse sólido o cobre. Logo, constata-se a ocorrência da reação entre a solução aquosa de Cobre e o Chumbo metálico.
Em III.
A solução aquosa de Chumbo apresentou-se incolor e observou-se a deposição do chumbo ao fundo do tubo de ensaio.
FALTAM RESULTADOS DOS EXPERIMENTOS 2.4 2.5 2.
FEITOS POR JAMILE LAYARA E SAMARA
- Eletrólise de soluções aquosas
FALTAM RESULTADOS..
- VOGEL, A. Química Analítica Qualitativa, São Paulo: Mestre Jou, 5ª Edição, 1981.