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Descripción
Mapa Mental por Rita Barbosa, actualizado hace más de 1 año
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Creado por Rita Barbosa
hace alrededor de 6 años
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A.L.2.0. Construção de uma pilha com
diferença de potencial determinada
- Introdução
- Uma pilha electroquímica, vulgarmente conhecida por pilha de Daniell, é um sistema que converte energia química,
produzida numa reacção de oxidação-redução espontânea, em energia eléctrica. As reacções de oxidação-redução são
reacções em que há total ou parcial transferência de electrões, de uma espécie química para outra, englobando duas
semi-reacções: semi-reacção de oxidação e semi-reacção de redução. A oxidação corresponde a uma perda de
electrões, ou seja, um aumento do número de oxidação. Já a redução corresponde a um ganho de electrões, ou seja,
uma diminuição do número de oxidação. A espécie química reduzida, tem o menor poder redutor, e o maior potencial
padrão de redução, enquanto a espécie oxidada tem o maior poder redutor e o menor potencial padrão de redução.
- Uma pilha electroquímica é constituída por dois eléctrodos: o ânodo (eléctrodo onde ocorre oxidação), pólo negativo
da pilha, e o cátodo (eléctrodo onde ocorre a redução), pólo positivo da pilha. Nestas células galvânicas em que os
reagentes são iões ou moléculas, é necessário utilizar eléctrodos sólidos e condutores, muitas das vezes os eléctrodos
funcionam apenas como condutores e superfície de contacto com a solução, designados por eléctrodos inertes. Estes
eléctrodos proporcionam uma superfície de contacto para a ocorrência de uma reacção de oxidação-redução. Para
além disso, uma pilha é constituída por um electrólito (solução condutora), uma ponte salina que é um tubo em U que
contém uma solução condutora que tem como função manter a eletrouneutralidade dos eletrólitos e fechar o circuito,
sendo que a primeira é alterada durante o período de funcionamento da pilha. E sabe-se que quando se fecha o
circuito, os electrões deslocam-se, através do fio condutor, do ânodo para o cátodo.
- Para escolhermos os metais é necessário recorre a uma tabela de potenciais-padrão de eléctrodo para
calcularmos o potencial-padrão de um par conjugado de oxidação-redução, sendo que quanto maior este for,
mais facilidade apresentará a redução e oxidação das duas espécies químicas Escolhendo como eléctrodos o
zinco e o cobre, e sendo o potencial normal de redução deste superior, o cobre irá ser a espécie reduzida, pelo
que se verificará: Semi-reacção de redução: Cu2+ (aq) + 2e- -> Cu (s); Semi-reacção de oxidação: Zn (s) -> Zn2+ (aq)
+ 2e- Reacção de oxidação-redução: Cu2+ (aq) + Zn (s) -> Zn2+ (aq) + Cu (s)
- A força eletromotriz é a responsável pelo movimento dos eletrões, sendo medida em Volt (V). Através da equação de
Nernst: f.e.m. = E0 cátodo- E0 ânodo –(0.059/2) x log(Q). A equação de Nernst relaciona a diferença de potencial
debitada por uma pilha, quando esta não se encontra nas condições padrão (temperatura de 0ºC, a uma pressão
atmosfera de 1 atm e uma concentração dos eletrólitos de 1M). Sendo assim a diferença de potencial de uma pilha
depende da diferença de potencial-padrão do elétrodos, do número de moles de eletrões envolvidas na reação, da
concentração de iões, e da temperatura (A elevação da temperatura aumenta a velocidade das reações, provocando
variações na ddp da pilha). Para a escolha das soluções é necessário ter em conta possíveis reacções paralelas que
possam ocorrer entre os reagentes, bem como reacções com a luz ou outros factores do meio.Previu-se um valor de V
para a pilha eletroquímica a construir. A sua representação esquemática é então:
- Zn (s) | Zn2+ (aq, 4x10-5 ) | NaCl (aq) sat. | Cu2+ (aq, 0,1 moldm-3 ) | Cu (s)
- Zn (s) | Zn2+ (aq, 4x10-5 ) | NaCl (aq) sat. | Cu2+ (aq, 0,1 moldm-3 ) | Cu (s)
- A força eletromotriz é a responsável pelo movimento dos eletrões, sendo medida em Volt (V). Através da equação de
Nernst: f.e.m. = E0 cátodo- E0 ânodo –(0.059/2) x log(Q). A equação de Nernst relaciona a diferença de potencial
debitada por uma pilha, quando esta não se encontra nas condições padrão (temperatura de 0ºC, a uma pressão
atmosfera de 1 atm e uma concentração dos eletrólitos de 1M). Sendo assim a diferença de potencial de uma pilha
depende da diferença de potencial-padrão do elétrodos, do número de moles de eletrões envolvidas na reação, da
concentração de iões, e da temperatura (A elevação da temperatura aumenta a velocidade das reações, provocando
variações na ddp da pilha). Para a escolha das soluções é necessário ter em conta possíveis reacções paralelas que
possam ocorrer entre os reagentes, bem como reacções com a luz ou outros factores do meio.Previu-se um valor de V
para a pilha eletroquímica a construir. A sua representação esquemática é então:
- Para escolhermos os metais é necessário recorre a uma tabela de potenciais-padrão de eléctrodo para
calcularmos o potencial-padrão de um par conjugado de oxidação-redução, sendo que quanto maior este for,
mais facilidade apresentará a redução e oxidação das duas espécies químicas Escolhendo como eléctrodos o
zinco e o cobre, e sendo o potencial normal de redução deste superior, o cobre irá ser a espécie reduzida, pelo
que se verificará: Semi-reacção de redução: Cu2+ (aq) + 2e- -> Cu (s); Semi-reacção de oxidação: Zn (s) -> Zn2+ (aq)
+ 2e- Reacção de oxidação-redução: Cu2+ (aq) + Zn (s) -> Zn2+ (aq) + Cu (s)
- Uma pilha electroquímica é constituída por dois eléctrodos: o ânodo (eléctrodo onde ocorre oxidação), pólo negativo
da pilha, e o cátodo (eléctrodo onde ocorre a redução), pólo positivo da pilha. Nestas células galvânicas em que os
reagentes são iões ou moléculas, é necessário utilizar eléctrodos sólidos e condutores, muitas das vezes os eléctrodos
funcionam apenas como condutores e superfície de contacto com a solução, designados por eléctrodos inertes. Estes
eléctrodos proporcionam uma superfície de contacto para a ocorrência de uma reacção de oxidação-redução. Para
além disso, uma pilha é constituída por um electrólito (solução condutora), uma ponte salina que é um tubo em U que
contém uma solução condutora que tem como função manter a eletrouneutralidade dos eletrólitos e fechar o circuito,
sendo que a primeira é alterada durante o período de funcionamento da pilha. E sabe-se que quando se fecha o
circuito, os electrões deslocam-se, através do fio condutor, do ânodo para o cátodo.
- Uma pilha electroquímica, vulgarmente conhecida por pilha de Daniell, é um sistema que converte energia química,
produzida numa reacção de oxidação-redução espontânea, em energia eléctrica. As reacções de oxidação-redução são
reacções em que há total ou parcial transferência de electrões, de uma espécie química para outra, englobando duas
semi-reacções: semi-reacção de oxidação e semi-reacção de redução. A oxidação corresponde a uma perda de
electrões, ou seja, um aumento do número de oxidação. Já a redução corresponde a um ganho de electrões, ou seja,
uma diminuição do número de oxidação. A espécie química reduzida, tem o menor poder redutor, e o maior potencial
padrão de redução, enquanto a espécie oxidada tem o maior poder redutor e o menor potencial padrão de redução.
- Objetivos
- -Identificar os constituintes de uma pilha electroquímica.
- -Compreender a função da ponte salina
- -Identificar a relação entre a concentração das soluções (quociente de
reacção) e a diferença de potencial da pilha, bem como prever a diferença de
potencial de uma pilha eletroquímica conhecendo os elétrodos (nas
condições padrão).
- -Concluir acerca da necessidade da utilização de dois metais distintos, a
partir das observações realizadas, ou do mesmo metal mergulhado em
soluções de concentrações diferentes
- -Concluir acerca da necessidade da utilização de dois metais distintos, a
partir das observações realizadas, ou do mesmo metal mergulhado em
soluções de concentrações diferentes
- -Demonstrar, experimentalmente, a equação de Nernst
- -Identificar a relação entre a concentração das soluções (quociente de
reacção) e a diferença de potencial da pilha, bem como prever a diferença de
potencial de uma pilha eletroquímica conhecendo os elétrodos (nas
condições padrão).
- -Compreender a função da ponte salina
- -Identificar os constituintes de uma pilha electroquímica.
- Material
- Procedimento
- Cálculos
- Conclusão
- Trabalho realizado por:
- Mariana Rebelo; nº14
- Miguel Ledo; nº16
- Rita Barbosa; nº19
- Turma: 12ºA
- Disciplina: Química
- Professora: Isabel Allen
- Escola Secundária da Maia
- Escola Secundária da Maia
- Professora: Isabel Allen
- Disciplina: Química
- Turma: 12ºA
- Rita Barbosa; nº19
- Miguel Ledo; nº16
- Mariana Rebelo; nº14
- Webgrafia
- https://cloud.fciencias.com/construcao-de-uma-pilha-2/
- https://cloud.fciencias.com/construcao-de-uma-pilha-2/
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