Kit Química 6 - Eletroquímica

Descrição: O kit conta com uma experiência sobre eletroquímica dividida em três etapas. Onde os objetivos são estudar a fila de reatividade de metais e seu poder oxidante ou redutor, montar uma pilha e entender seu funcionamento e utilizar a técnica de revestimento em peças metálicas como alternativa para evitar a corrosão.
Os alunos deverão responder a questão prévia individualmente e por escrito antes de iniciar a atividade. No final, o professor deverá discutir novamente a questão com os alunos.
*OBS: São duas caixas: Eletroquímica 6A (Reatividade de metais) e Eletroquímica 6B (Pilha de Daniell e Galvanização). Orienta-se fazer o empréstimo das duas caixas juntas.
Materiais:
1- Reatividade de metais
• placas de teste
• colherinha
• 9 tabelas plastificada de reatividade dos metais
• marcador permanente (caneta de CD) (professor deve providenciar)
• raspas de cobre (Cu), ferro (Fe), zinco (Zn), magnésio (Mg) e alumínio (Al)
• solução de ácido clorídrico (HCl) 6 mol/L*
• frascos conta-gotas com soluções 1 mol/L de:
- cloreto de magnésio (MgCl2)
- sulfato de alumínio (Al2(SO4)3)
- sulfato de zinco (ZnSO4)
- sulfato de cobre (CuSO4)
- cloreto ferroso (FeCl2)
*Cuidado com a solução de ácido clorídrico (HCl). Sugerimos que o professor realize o manuseio desta solução ou que o experimento seja realizado de maneira demonstrativa.
2 -Pilha de Daniell
• Lâmpada pingo d’agua com soquete
• 10 béqueres de 100 mL
• 10 recipientes cerâmicos (frasco conta-gotas)
• 6 béqueres de 50 mL
• 2 calculadoras
• 5 condutores elétricos preto (fio)
• 5 condutores elétricos vermelho (fio)
• lâmina de zinco
• lâmina de cobre
• solução de sulfato de zinco (ZnSO4)1 mol/L
• solução de sulfato de cobre (CuSO4)1 mol/L
3 - Galvanização
• 2 potinhos
• 1 tampa
• 2 potinhos dosadores
• esponja de aço
• papel absorvente
• bateria de 9V
• lâmina de zinco (eletrodo de zinco)
• prego (eletrodo de ferro)
• solução de sulfato de cobre (CuSO4) 0,5 mol/L
• solução de sulfato de zinco (ZnSO4) 0,01 mol/L
• 2 fios jacaré/jacaré
Questão prévia:
2 - Pilha de Daniell: Qual é o funcionamento básico de uma pilha?
3 - Galvanização: A galvanização é uma das técnicas de revestimento de superfícies metálicas, como se dá este processo?
Roteiro para laboratório:
1- Reatividade de metais
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Colocar 1⁄4 de espátula de raspas de magnésio em cada cavidade da primeira coluna da placa de teste.
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Repetir o procedimento colocando raspas de alumínio na segunda coluna e assim sucessivamente, como indicado na tabela.(imagem 1)
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Colocar 4 gotas de solução de cloreto de magnésio nas cavidades da primeira linha da placa teste como mostra a tabela ao lado.
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Observar e anotar na tabela a seguir o símbolo (X) caso tenha ocorrido a reação.
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Repetir o procedimento colocando solução de sulfato de alumínio na segunda linha. Observar a ocorrência da reação e anotar.
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Completar a tabela repetindo o procedimento com as soluções restantes.
2 -Pilha de Daniell
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Montar a pilha de Daniell da seguinte maneira: Colocar a lâmina de zinco no interior do béquer de 100 mL. A seguir, o recipiente cerâmico no interior da lâmina de zinco e finalmente a lâmina de cobre dentro do recipiente cerâmico. O sistema obtido deve estar de acordo com a imagem 2
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Com o auxílio de um béquer, colocar 30 mL de solução de sulfato de cobre (CuSO4) no interior do recipiente cerâmico.
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Utilizando o outro béquer, colocar 30 mL de solução de sulfato de zinco (ZnSO4) entre a lâmina de zinco e o béquer.
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Conectar o fio vermelho na lâmina de cobre e o fio preto na lâmina de zinco, tomando o cuidado de não deixar os pinos jacaré em contato com as soluções.
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Conectar as outras extremidades na lâmpada e observar.
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Substituir a lâmpada pela calculadora, conectando o fio vermelho ao pólo positivo e o fio preto ao pólo negativo da calculadora.
3 - Galvanização
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Com o potinho dosador, colocar a solução de sulfato de cobre até a metade do volume do potinho.
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Limpar as superfícies do prego e da lâmina de zinco (eletrodos) com esponja de aço e finalmente com papel absorvente.
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Encaixar os eletrodos na tampa do potinho e deixar por aproximadamente 15 segundos.
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Após este tempo, retirar a tampa com os eletrodos, observar e anotar.
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Lavar os eletrodos com água e secar cuidadosamente com papel absorvente.
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Colocar solução de sulfato de cobre no outro potinho, encaixar a tampa com eletrodos do experimento anterior e deixar aproximadamente 30 segundos.
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A seguir, retirar a tampa com os eletrodos, observar e anotar.
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Recolocar a tampa com eletrodos, conectando por meio dos fios o pólo positivo da pilha ao eletrodo de zinco e o pólo negativo ao eletrodo de ferro e deixar por aproximadamente 30 segundos.
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Desconectar a bateria, retirar a tampa com eletrodos da solução de sulfato de zinco, observar e anotar.
Perguntas sobre o experimento para os alunos responderem:
1- Reatividade de metais
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Que evidência você utilizou para avaliar a ocorrência ou não de reação?
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Qual dos metais reagiu com todas as soluções?
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Escrever a equação química para cada reação que ocorreu no experimento, indicando os agentes redutor e oxidante.
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Escrever, em ordem crescente de reatividade, os metais testados no experimento.
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Consultar a tabela de reatividade dos metais e comparar com seus resultados.
2 -Pilha de Daniell
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Escrever as semi-equações de redução e oxidação para cada uma das semipilhas deste experimento e a equação global da reação da pilha.
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Qual a utilidade do recipiente cerâmico no experimento?
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No seu ponto de vista, por que não se deve imergir o pino jacaré na solução?
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Qual a convenção de cores para indicar o pólo positivo de uma pilha? E o pólo negativo?
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Sabendo-se que os potenciais padrão de redução do zinco e ferro são respectivamente, -0,76V e +0,34V, calcular a f.e.m. dessa pilha.
3 - Galvanização
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Escrever as equações correspondentes a essas reações.
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As reações são espontâneas? Justifique?
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Você poderia prever o ocorrido ao imergir o prego na solução de sulfato de cobre? Justifique.
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Por quê ocorreu a deposição do cobre sobre o prego (ferro) sem auxilio de corrente elétrica ao passo que, para o zinco não ocorreu?
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Você espera que ocorra deposição de zinco sobre o prego (ferro) sem o depósito prévio de cobre? Por quê?
Materiais complementares:
Horário de funcionamento:
de segunda à sexta das 9h às 12h e das 14h às 17h, sala 28 (Bloco 18)
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