RELATÓRIO: EXPERIMENTOS SOBRE ELETROQUÍMICA ENTREGA EM
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- Nina Canela
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1 RELATÓRIO: EXPERIMENTOS SOBRE ELETROQUÍMICA ENTREGA EM IMPORTANTE Esse documento apresenta o roteiro que você deve seguir para elaborar o relatório sobre os experimentos de eletroquímica. Organize o conteúdo do relatório seguindo a estrutura apresentada para que você compreenda melhor os conceitos envolvidos nessa aula de laboratório. Os itens numerados devem ser utilizados porque eles ajudam a identificar a sequência dos experimentos e os passos a serem seguidos para elaborar o relatório. Cada equipe de trabalho deve apresentar um único relatório consolidando os dados experimentais obtidos, os cálculos e as interpretações. Identifique o nome dos integrantes da equipe de trabalho na capa do relatório. A entrega do relatório deve ser feita até o dia por meio do Moodle da USP. O atraso na entrega será penalizado com desconto na nota final do relatório. IDENTIFICAÇÃO DA EQUIPE DE TRABALHO Nome do aluno N. USP PARTE 1: Corrosão de metais Objetivo do experimento Explicar a ocorrência da corrosão de metais por ácidos a partir dos potenciais de redução padrão. Resultados 1) Organize as observações experimentais feitas pelo seu grupo na Tabela 1, considerando os testes realizados no laboratório. Na coluna Houve reação? inclua somente Sim ou Não, de acordo com o que foi observado. Na coluna Evidências observadas descreva quais fatos indicaram a ocorrência de reação química. Atenção: O conteúdo que está em azul não precisa ser alterado. Tabela 1. Testes de corrosão envolvendo Cu 0 (s), Zn 0 (s), HCl (aq) e HNO 3(aq). Teste Reagentes utilizados Houve Evidências observadas Metal Ácido reação? 1 Zn 0 (s) HCl (aq) 2 Cu 0 (s) HCl (aq) 3 Cu 0 (s) HNO 3(aq) Lab. Eletroquímica I Roteiro para relatório 1
2 2) Escreva as semi-reações de oxidação e redução esperadas durante o teste 1, supondo a corrosão do metal em questão. Escreva a equação global do processo químico e calcule o valor de potencial elétrico nas condições padrão. Por fim, calcule o valor de G e responda se ele está de acordo com as suas observações experimentais. Justifique brevemente sua resposta (máximo de 5 linhas ou 150 palavras). (Usar até o final dessa página para isso) Lab. Eletroquímica I Roteiro para relatório 2
3 3) Escreva as semi-reações de oxidação e redução esperadas durante o teste 2, supondo a corrosão do metal em questão. Escreva a equação global do processo químico e calcule o valor de potencial elétrico nas condições padrão. Por fim, calcule o valor de G e responda se ele está de acordo com as suas observações experimentais. Justifique brevemente sua resposta (máximo de 5 linhas ou 150 palavras). (Usar até o final dessa página para isso) Lab. Eletroquímica I Roteiro para relatório 3
4 4) Escreva as semi-reações de oxidação e redução esperadas durante o teste 3, supondo a corrosão do metal em questão. Escreva a equação global do processo químico e calcule o valor de potencial elétrico nas condições padrão. Por fim, calcule o valor de G e responda se ele está de acordo com as suas observações experimentais. Justifique brevemente sua resposta (máximo de 5 linhas ou 150 palavras). (Usar até o final dessa página para isso) Observação: Considere que uma das semi-reações é descrita por: + NO 3(aq) + 2H (aq) NO 2(g) + H 2 O (l) E 0 = + 0,80 V Lab. Eletroquímica I Roteiro para relatório 4
5 PARTE 2: Montagem de uma pilha Objetivo do experimento Identificar os componentes de uma pilha e explicar a função deles. Resultados 5) Identifique na Figura 1 os seguintes componentes da pilha que foi montada no laboratório: anodo, catodo, fio condutor, polo negativo, polo positivo e ponte salina. Atenção: Utilize as letras A-F para indentificar o que se pede nesse item. As letras E e F representam, respectivamente, a água e o cloreto de sódio que estão dentro da lata de alumínio. Figura 1. Aparato experimental utilizado para montagem da pilha com lata de alumínio no laboratório. Componente Identificação A B C D E F (Usar até o final dessa página para isso) Lab. Eletroquímica I Roteiro para relatório 5
6 6) Escreva as semi-reações que ocorrem na pilha construída no laboratório. Escreva a equação global do processo químico e calcule o valor de potencial elétrico nas condições padrão. Por fim, calcule o valor de G e responda se ele está de acordo com as suas observações experimentais. Justifique brevemente sua resposta (máximo de 5 linhas ou 150 palavras). (Usar até o final dessa página para isso) Lab. Eletroquímica I Roteiro para relatório 6
7 7) Por que o Cu 0 (s) não participa das reações de oxidorredução? Justifique brevemente sua resposta (máximo de 5 linhas ou 150 palavras). (Usar até o final dessa página para isso) Lab. Eletroquímica I Roteiro para relatório 7
8 8) Qual foi o valor de potencial elétrico obtido experimentalmente pelo seu grupo com a pilha construída no laboratório? Identifique três fatores que poderiam aproximar o valor obtido no laboratório do valor calculado nas condições padrão. (Usar até o final dessa página para isso) Lab. Eletroquímica I Roteiro para relatório 8
9 PARTE 3: Eletrólise Objetivo do experimento Compreender que alguns processos de oxidorredução somente ocorrem mediante fornecimento de energia. Avaliar a decomposição da água em substâncias simples e estimar os potenciais associados a esse processo. Resultados 9) Identifique na Figura 2 os seguintes componentes da célula eletrolítica que foi montada no laboratório: anodo, catodo, fio condutor, polo negativo, polo positivo e ponte salina. Atenção: Utilize as letras A-F para indentificar o que se pede nesse item. A letra F representa o conteúdo que está dentro do recipiente. Figura 2. Aparato experimental utilizado para montagem da célula eletrolítica no laboratório. Componente Identificação A B C D E F (Usar até o final dessa página para isso) Lab. Eletroquímica I Roteiro para relatório 9
10 10) Utilizando a Tabela de Potenciais de Redução Padrão identifique as semi-reações que ocorrem na eletrólise da água, estimando o potencial padrão envolvido na reação global. Observação: Considere que reações em equilíbrio químico apresenta potencial elétrico nulo, como: + H 2 O (l) H (aq) + OH (aq) E 0 = 0,00 V (Usar até o final dessa página para isso) Lab. Eletroquímica I Roteiro para relatório 10
11 11) Considere que um professor de química deseja demonstrar o processo de eletrólise da água em sala de aula. Entretanto ele não dispõe de uma bateria de 9,0 V como a utilizada no laboratório (Figura 2), mas dispõe das seguintes fontes de energia: a) uma pilha palito de 1,5 V, b) duas pilhas palito de 1,5 V, c) uma bateria de carro de 12,0 V e d) um bico de Bunsen. Explique em quais casos será possível fazer a substituição. Justifique sua resposta a partir dos valores obtidos no item 11. Sua justificativa deve conter no máximo de 10 linhas ou 300 palavras. (Usar até o final dessa página para isso) Lab. Eletroquímica I Roteiro para relatório 11
12 PARTE 4: Galvanização Objetivo do experimento Encontrar a correspondência entre número de mols e a carga envolvida em um processo de galvanização. Resultados 12) A Figura 3 apresenta o arranjo experimental para a realização da galvanização. Explique o que ocorre com cada um dos componentes após algumas horas de funcionamento: a moeda (C), a barra de cobre (D), a solução de CuSO 4 (E) e a bateria conectada ao sistema. Explique como ocorre o fluxo de cargas no sistema e indique onde ocorre a redução e a oxidação. (Usar até o final dessa página para isso) Figura 3. Aparato experimental utilizado para galvanização no laboratório. Lab. Eletroquímica I Roteiro para relatório 12
13 13) Utilize os valores da sua turma (veja as tabelas a seguir) para construir um gráfico relacionando o tempo de galvanização (s) e o número de mols de Cu 0 (s) depositado (mol). Tabela 2. Dados da cobreação da moeda obtidos pelos alunos da sua turma. Massa inicial (g) Massa final (g) Tempo (min) (Usar até o final dessa página para isso) (Inclua quantas linhas forem necessárias) Lab. Eletroquímica I Roteiro para relatório 13
14 (Essa página destina-se ao gráfico produzido pelo seu grupo) Lab. Eletroquímica I Roteiro para relatório 14
15 14) Existe uma equação na eletroquímica que permite prever a quantidade de material depositado caso seja conhecida a corrente elétrica que passa no material, tal que: n = it, em que i é a corrente elétrica em Amperes, t é o tempo em segundos F e F é a constante de Faraday que equivale a C mol 1 Considerando que a corrente elétrica em nossa galvanização era de 250 ma, calcule a massa teórica de Cu 0 (s) que deveria ter se depositado sobre a moeda após 10 min. Compare o valor teórico com o obtido experimentalmente e explique a diferença entre os dois valores. Observação: 1 C = 1 A/s Sua explicação deve conter no máximo de 10 linhas ou 300 palavras. (Usar até o final dessa página para isso) Lab. Eletroquímica I Roteiro para relatório 15
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