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Corrosão ou Eletroquímica
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ASSOCIAÇÃO PARANAENSE DE CULTURA
CENTRO DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL IRMÃO MÁRIO CRISTÓVÃO
CURSO TÉCNICO EM QUÍMICA
CRISTIANE SILVA SANTOS
TAMIRES DIAS MAYERS
THAIS C. A. DAMASIO
PILHAS DE DANIELL
CURITIBA
2015
CRISTIANE SILVA SANTOS
TAMIRES DIAS MAYERS
THAIS C. A. DAMASIO
PILHAS DE DANIELL
Relatório apresentado ao curso Técnico em Química do Centro de Educação Profissional Irmão Mário Cristóvão sob a orientação do professor Hebert Sato.
CURITIBA
2015
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ........................................................................................................ 3
2 OBJETIVO .............................................................................................................. 4
3 MATERIAIS E REAGENTES .................................................................................. 5
4 MÉTODOS E PROCEDIMENTOS .......................................................................... 6
4.1 PILHA DE DANIELL SEM PONTE SALINA..........................................................6
4.2 PILHA DE DANIELL COM PONTE SALINA. ...................................................... 6
5 RESULTADOS E DISCUSSÕES ............................................................................ 7
5.1 PILHA DE DANIELL SEM PONTE SALINA..........................................................7
5.2 PILHA DE DANIELL COM PONTE SALINA. ...................................................... 8
6 CONCLUSÃO ....................................................................................................... 10
REFERÊNCIAS ......................................................................................................... 11
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1 INTRODUÇÃO
Comumente ligadas ao nosso cotidiano, as correntes elétricas são
fundamentais para diversas aplicações: lâmpadas, computadores, aparelhos de ar
condicionado, etc. Para a produção de energia elétrica, conhece-se a pelos
geradores elétricos, em que a “fonte” para a obtenção de eletricidade é a energia
mecânica, e a segunda forma é obtida por transformações químicas, através de
pilhas ou baterias (são basicamente um agrupamento de pilhas, ligadas em paralelo
ou em série). As duas últimas citadas produzem energia elétrica através dos
potenciais de óxido-redução envolvidas na reação entre os componentes, gerando
um pólo positivo (cátodo) e outro negativo (ânodo). Os elétrons fluirão para o cátodo,
gerando uma corrente elétrica. Percebe-se que as pilhas possuirão dois eletrodos (o
positivo e o negativo) e um eletrólito (pode ser um sólido, uma solução aquosa ou
pastosa, porém a condição fundamental é que ele deve ser um condutor de íons
para promover a reação dos eletrodos). O ramo que estuda as reações que
produzem corrente elétrica ou são obtidas por uma corrente elétrica é a
eletroquímica (FELTRE, 2004). Em fins de se adquirir conhecimentos mais práticos
nessa área da química, uma das formas de se obter mais facilmente uma pilha é a
Pilha de Daniell, que difere na pilha de Alessandro Volta (inventada em 1800) por
possui dois eletrodos ao invés de um só: essa pilha consiste numa solução aquosa
de sulfato cúprico ( ) com uma lâmina de cobre metálico ( ) em um
recipiente e no outro com sulfato de zinco ( ) , mas junto de uma lâmina de
zinco metálico ( ). Unem-se os dois eletrodos por um fio condutor, e então será
possível o fluxo de elétrons da lâmina de zinco, que é o ânodo (irá oxidar) para a
lâmina de cobre, a qual ocorre um processo de redução. Conforme a reação
acontece, a lâmina de zinco vai se corroendo, aumentando a concentração da
solução a qual o metal está inserido, enquanto que no lado do cobre ocorre
justamente o contrário. Para promover uma duração maior da corrente elétrica
fornecida pela pilha - para manter o equilíbrio de íons na solução-, é recomendado
implementar uma ponte salina entre os dois pólos: ela pode ser constituída por
cloreto de sódio ( ), por exemplo. Como a Pilha de Daniell fornece uma baixa
voltagem (perto de 1,1 ), ela pode ser utilizada para pequenos utensílios, como um
relógio de pulso (BAGGIO, 2000; NISENBAUM, 2013)
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2 OBJETIVO
Este procedimento experimental tem como objetivo verificar as diferenças de
voltagem entre dois sistemas formados segundo a Pilha de Daniell: um com ponte
salina e outro sem o equipamento.
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3 MATERIAIS E REAGENTES
Béquer de 50mL
Béquer de 100mL
Recipiente cerâmico
Tubo em U
Barra de cobre
Barra de Zinco
Fio de Cobre
Multímetro
Condutor elétrico preto e vermelho
Palha de aço
Algodão
Solução sulfato cúprico (CuSO4)
Solução sulfato de Zinco (ZnSO4)
Solução concentrada de nitrato de potássio (KNO3)
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4 MÉTODOS E PROCEDIMENTOS
4.1 PILHA DE DANIELL SEM PONTE SALINA
Pegaram-se dois tubos, sendo um de zinco e outro de cobre. Efetuou-se a
retirada das impurezas das matérias lixando com uma palha de aço. Em seguida
pegou-se um recipiente cerâmico e colocou-se o tubo de cobre em seu interior e o
tubo de zinco em seu exterior, colando o sistema em um béquer. Em seguida
colocou-se a solução de sulfato de zinco ao redor do recipiente de cerâmica,
aproximadamente 30 mL. Colocou-se em seguida a solução de sulfato cúprico no
interior do recipiente cerâmico onde se encontrava o tubo de cobre. Em seguida
mediu-se a corrente elétrica com o multímetro colocando os polos um em cada tubo
de metal em solução.
4.2 PILHA DE DANIELL COM PONTE SALINA
Pegaram-se duas lâminas de metais distintos, sendo uma lâmina de zinco e
outra de cobre. Em seguida pegou-se a solução de sulfato de zinco e colou-se em
um béquer com aproximadamente 20mL e se colocou a lâmina de zinco nesta
solução.Adiante colocou-se aproximadamente 20mL da solução de sulfato cúprico
em outro béquer e se colocou a lâmina de cobre neste. Pegou-se uma mangueira de
polímero de aproximadamente 15 cm para ser feito a ponte salina. Encheu-se a
mangueira com solução de nitrato de potássio concentrada e tampou-se a
extremidades com algodão. Mergulharam-se as extremidades da ponte salina em
cada béquer com solução e seus respectivos metais. Mediu-se com um multímetro a
corrente elétrica formada pela pilha conectando os polos nos eletrodos.
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5 RESULTADOS E DISCUSSÕES
As reações e equações utilizadas na prática experimental foram tomadas as
devidas referências em GENTIL, 1996.
5.1 PILHA DE DANIELL SEM PONTE SALINA
Questões da guia
01. Escrever as semi-equações de redução e oxidação para cada uma das
semipilhas deste experimento e a equação global da reação da pilha.
R:
Como equação geral da pilha, temos:
02. Qual a utilidade do recipiente cerâmico no experimento?
R: Permitir a passagem dos íons entre as soluções, para o equilíbrio.
03. No seu ponto de vista, porque não pode imergir o pino jacaré na solução?
R: Porque a pilha não iria ocorrer, pois os elétrons passariam pela solução e
outros íons iriam capta-los, ou, os pinos iriam corroer e serviriam como pilha.
04. Qual a convecção das cores para indicar o polo positivo e o negativo de uma
pilha?
R: Preto negativo e vermelho positivo.
05. Sabendo-se que os potencias padrão de redução do zinco e do cobre são
respectivamente, -0,76V e +0,34V, calcule o f.e.m. dessa pilha.
R: Usa-se potencial de oxidação do zinco: +0,76V.
f.e.m. = +0,76 +(+0,34)
f.e.m. = +1,10V.
06. Qual é o funcionamento básico de uma pilha?
R: Existem dois metais, um deles sofre oxidação e outra redução, o que sofre
oxidação libera elétrons para o que sofre redução. Essa movimentação de
elétrons é denominada como pilha.
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A pilha feita sem a ponte salina, os íons são equilibrados a partir da placa
porosa, que permite a circulação dos íons através dela. Os íons transferidos para a
meia célula de zinco são os íons e para a meia célula do cobre os íons Zn2+.
Como equação geral da pilha, temos:
Nos resultados obtidos no laboratório, o ddp (1,067V) encontrado foi abaixo
desse valor, porém existem muitos interferentes. A placa porosa poderia estar
contaminada com outros metais, assim reduzindo a troca de íons, como
consequência diminuindo a troca de elétrons e diminuído a corrente continua.
Também a porosidade da placa poderia está muito baixa, impedindo a transferência
dos íons. Os eletrodos poderiam estar impuros, ou até mesmo poderia ter havido
uma contaminação durante a limpeza dos mesmos. Mas o esperado era que essa
pilha tivesse um resultado ainda menor, pois a eficiência da pilha com a placa
porosa na grande maioria é baixa, nesse caso pode-se dizer que a placa utilizada
estava com boa qualidade possibilitando a transferência dos íons. Pode-se dizer que
as soluções estavam com uma concentração abaixo do esperado, mas não
acarretou em perda do potencial químico.
5.2 PILHA DE DANIELL COM PONTE SALINA
Questões da guia:
01. Compare o ddp que você obteve no experimento acima com o valor teórico.
R: Valor teórico: +1,10V
Valor prático: +1,078V
02. Qual a função da ponte salina no experimento?
R: Equilibrar os íons das soluções.
03. Por que deve-se lixar as barras de cobre e zinco?
R: Para retirar as impurezas.
04. De qual eletrodo sai o fluxo de elétrons?
R: Do Zinco pro Cobre.
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05. Dê as semi-reações desta pilha.
R:
06. De a equação global desta pilha.
R:
07. Represente a notação de barras desta pilha.
R: Zn0|Zn2+||Cu2+|Cu0
08. Faça um esquema da montagem deste experimento.
Fonte: quimicasemsegredos.com
Neste procedimento notou-se um potencial maior que na pilha que foi utilizada a
placa porosa. Isso deve pela eficiência da ponte salina em liberar íons para a
solução e elas se equilibrarem. Também pode ser causada pela contaminação
causada pela placa porosa, já que esta foi utilizada várias vezes e não ter efetuado
uma lavagem adequada.
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6 CONCLUSÃO
Para um bom funcionamento da pilha, percebe-se que os eletrodos tendem a
estar bem limpo para um funcionamento ideal, caso contrario haverá impurezas que
atrapalham no funcionamento. Dessa forma admite-se que a pilha com ponto salina
é melhor, pois questão dos poros da placa porosa estarem tampados ou
contaminados deve-se levar em consideração para o bom funcionamento da pilha.
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REFERÊNCIAS
GENTIL, Vicente. Corrosão. 3ª edição. Rio de Janeiro. LTC - Livros Técnicos e
Científicos Editora S.A, 1996. 373 p.
NIZEMBAUM, A. Moisés. Pilhas e Baterias. Disponível em: <web.ccead.puc-
rio.br/.../conteudos/SL_pilhas_e_baterias.pdf>. Acesso em: 02 set.
BAGGIO, R. Sonia et al. Pilhas e Baterias: funcionamento e impacto ambiental.
Química Nova na Escola. São Paulo, n.11, maio. 2000. Disponível em:
<qnesc sbq org br online qnesc v a pdf >. Acesso em: 02 set.
FELTRE, Ricardo. Química: Química Geral. 6ª Edição. São Paulo: Editora Moderna,
2004. 400 p.
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