Na prática de eletroquímica foi montada a pilha de Daniel que envolve os eletrodos de cobre e zinco. Dados:
a) Mostre a reação global da pilha formada e calcule sua força eletromotriz,
.
b) Diga quem é o cátodo e o ânodo na pilha formada.
c) Em qual sentido os elétrons se deslocarão?
d) Em quais eletrodos ocorrerá corrosão e aumento de massa?
e) Quais os fatores que podem atrapalhar a leitura do potencial da pilha durante a prática? Tiveram grupos que não conseguiram ler o potencial da pilha, quais seriam os possíveis erros, considerando que o problema não estava no funcionamento do voltímetro?
a) Mostre a reação global da pilha formada e calcule sua força eletromotriz,
b) Diga quem é o cátodo e o ânodo na pilha formada.
c) Em qual sentido os elétrons se deslocarão?
d) Em quais eletrodos ocorrerá corrosão e aumento de massa?
e) Quais os fatores que podem atrapalhar a leitura do potencial da pilha durante a prática? Tiveram grupos que não conseguiram ler o potencial da pilha, quais seriam os possíveis erros, considerando que o problema não estava no funcionamento do voltímetro?
Passo 1
Então, vamos dar uma olhada no que a gente precisa resolver aqui! A gente tem uma pilha de Daniel, que é um tipo de célula eletroquímica, usando eletrodos de cobre e zinco. A tarefa é responder várias perguntas sobre essa pilha, como qual é a reação global, qual é a força eletromotriz (FEM), identificar o cátodo e o ânodo, saber para onde os elétrons vão, onde ocorre corrosão e quais fatores podem atrapalhar a leitura do potencial da pilha. Para resolver tudo isso, vamos precisar entender um pouco sobre potenciais padrão de eletrodo e como as células eletroquímicas funcionam. Vamos lá!
Passo 2
a) Mostrar a reação global da pilha formada e calcular sua força eletromotriz,
.
Primeiro, precisamos identificar qual metal vai oxidar e qual vai reduzir. Olhando os potenciais padrão:
O metal com menor potencial padrão de redução vai oxidar. Aqui, o zinco tem
, que é menor que o do cobre. Então, o zinco vai perder elétrons (oxidar) e o cobre vai ganhar elétrons (reduzir).
Agora, escrevemos as semi-reações:
Oxidação (ânodo):
Redução (cátodo):
Para obter a reação global, basta somar as duas semi-reações:
Agora, para calcular a força eletromotriz (
) da pilha, usamos a diferença entre os potenciais do cátodo e do ânodo:
Passo 3
b) Dizer quem é o cátodo e o ânodo na pilha formada.
No contexto das células eletroquímicas:
- Ânodo: É o eletrodo onde ocorre a oxidação (perda de elétrons).
- Cátodo: É o eletrodo onde ocorre a redução (ganho de elétrons).
Baseado na reação que fizemos:
- Zinco (Zn) está oxidando, então zinco é o ânodo.
- Cobre (Cu) está reduzindo, então cobre é o cátodo.
Passo 4
c) Em qual sentido os elétrons se deslocarão?
Os elétrons sempre fluem do ânodo para o cátodo na pilha. No nosso caso:
- Ânodo: Zinco (Zn)
- Cátodo: Cobre (Cu)
Então, os elétrons vão do zinco para o cobre através do circuito externo. Isso significa que eles se movem do eletrodo de zinco para o eletrodo de cobre.
Passo 5
d) Em quais eletrodos ocorrerá corrosão e aumento de massa?
A corrosão em células eletroquímicas ocorre no ânodo, onde o metal está oxidando (perdendo elétrons). Quando o zinco está oxidando:
Isso significa que o zinco está se dissolvendo na solução, levando à corrosão do eletrodo de zinco.
No cátodo (cobre), ocorre a redução dos íons de cobre para formar cobre metálico sólido:
Isso resulta no aumento de massa do eletrodo de cobre à medida que o cobre metálico é depositado sobre ele.
Passo 6
e) Quais os fatores que podem atrapalhar a leitura do potencial da pilha durante a prática? Tiveram grupos que não conseguiram ler o potencial da pilha, quais seriam os possíveis erros, considerando que o problema não estava no funcionamento do voltímetro?
Alguns fatores que podem atrapalhar a leitura do potencial da pilha incluem:
-
Má conexão dos fios: Se os fios estiverem conectados de forma incorreta aos eletrodos ou ao voltímetro, pode haver leituras erradas ou nenhuma leitura.
-
Contato ruim nos eletrodos: Se os eletrodos não estiverem fazendo bom contato com as soluções ou com os conectores, a resistência extra pode afetar a leitura.
-
Impurezas nas soluções eletrolíticas: Presença de impurezas pode interferir nas reações eletroquímicas, alterando o potencial real da pilha.
-
Temperatura ambiente: Flutuações de temperatura podem afetar os movimentos dos íons e a atividade eletroquímica, levando a leituras inconsistentes.
-
Tempo de contato: Se o voltímetro não for conectado por tempo suficiente, a estabilização do potencial pode não ocorrer, resultando em leituras imprecisas.
-
Presença de oxigênio: Em alguns casos, reações secundárias com o oxigênio podem ocorrer nos eletrodos, alterando o potencial medido.
Se os grupos não conseguiram ler o potencial mesmo com o voltímetro funcionando, é provável que algum desses fatores tenha ocorrido. Verificar todas as conexões, garantir a pureza das soluções e assegurar um bom contato entre eletrodos e conectores são passos importantes para evitar esses erros.
Resposta
Pronto! A gente desvendou todas as partes do exercício sobre a pilha de Daniel, entendendo a reação global, a força eletromotriz, identificando o cátodo e o ânodo, o fluxo de elétrons, onde ocorre corrosão e aumento de massa, além de possíveis fatores que podem atrapalhar a leitura do potencial da pilha. Se tiver mais dúvidas, é só chamar!
Exercícios relacionados
Faça o que se pede: (b) Quais são os valores dos quatro números quânticos de cada elétron no subnível de maior energia do íon
?
Considere as semirreações com seus potenciais padrão de redução:
a) Mostre a reação global da pilha formada e calcule sua força eletromotriz.
b) Diga quem é o catodo e o anodo na pilha formada.
c) Em qual sentido os elétrons se deslocarão?
d) Em quais eletrodos ocorrerá corrosão e aumento de massa?
e) Qual o E da pilha quando e
?
b) Diga quem é o catodo e o anodo na pilha formada.
c) Em qual sentido os elétrons se deslocarão?
d) Em quais eletrodos ocorrerá corrosão e aumento de massa?
e) Qual o E da pilha quando
Adicionou-se
de
a
de
. No equilíbrio, obteve-se
de
a) Qual a concentração das substâncias no equilíbrio?
b) Calcule Kc.
a) Qual a concentração das substâncias no equilíbrio?
b) Calcule Kc.
Em um laboratório de química, foram misturados 25 g de ácido fosfórico,
, com
de pureza a 35 g de hidróxido de sódio, NaOH .
a) calcule a quantidade de reagente em excesso.
b) Calcule a massa de sal obtida nesta reação. (Dados: massas atômicas: ; O
)
a) calcule a quantidade de reagente em excesso.
b) Calcule a massa de sal obtida nesta reação. (Dados: massas atômicas: