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domingo, 14 de março de 2010

Conclusões da Experiência de construção da Pilha de Concentração





A diferença de potencial verificada experimentalmente foi superior à prevista (0,03V, aproximadamente), o que pode ser explicado pela margem de erro dos aparelhos ou pelo erro de medição da parte do grupo, pois a escala de valores é muito pequena, o que aumenta consideravelmente a taxa de erro.


Depois de termos construído a pilha de concentração, o nosso grupo chegou à conclusão que os valores da pilha, em termos da sua energia, são pouco significativos. Então, conclui-se que a concentração cria uma pequena diferença entre potenciais de eléctrodo, não sendo um dos principais factores a influenciar o valor dos potenciais.

O grupo registou valores idênticos quer seja na pilha de concentração de magnésio quer na pilha de concentração de cobre, ambas à temperatura ambiente. Pode-se aferir (apesar dos dados não serem suficientes para fazer uma dedução cientificamente válida) que a concentração influencia de igual modo tanto a pilha de magnésio como a pilha de cobre.

Na tensão eléctrica, obtivemos 0,05 Volts, e na intensidade, verificamos um valor aproximado de 0,0 Amperes (ou seja, a quantidade de carga eléctrica que passa no sistema, por unidade de tempo, é tão pequena que o amperímetro mal a distinguia). Com estes dados, calculamos que a resistência foi muito elevada (R = V / I ), ou seja o percurso dos electrões teve muitos obstáculos, que praticamente anularam a sua velocidade.





sexta-feira, 5 de março de 2010

Materiais e Procedimento da Pilha de Concentração

Materiais:
• 4 copos de precipitação de 25mL;
• Fios eléctricos (dois deles com crocodilos das extremidades);
• Voltímetro;
• Amperímetro.


Reagentes:
• Fita de magnésio;
• Placa de cobre;
• Sulfato de Cobre (0,1 mol/dm3 e 1 mol/dm3);
• Sulfato de Magnésio (0,1 mol/dm3 e 1 mol/dm3);
• Ponte salina.



Procedimento:
1. Colocar cerca de 25 mL de solução de sulfato de cobre num copo de precipitação a 0,1 mol/dm3;
2. Colocar cerca de 25 mL de solução de sulfato de cobre num copo de precipitação  a 1 mol/dm3;
3. Utilizando um fio eléctrico com crocodilos nas extremidades unir o voltímetro aos eléctrodos de cobre;
4. Colocar a ponte salina;
5. Medir a diferença de potencial da corrente eléctrica;
6. Trocar o voltímetro por um amperímetro e medir a intensidade da corrente;
7. Repetir o procedimento para a pilha de magnésio.

Principios Teóricos da Pilha de Concentração

Numa pilha de concentração os eléctrodos e os electrólitos são iguais no cátodo e no ânodo, só muda a concentração das soluções aquosas dos electrólitos.


A solução que estiver mais concentrada tem mais tendência para sofrer redução:

Cu2+ (aq) + 2e- =) Cu (s)

Segundo o princípio de Le Châtelier a reacção vai ter mais tendência para ocorrer no eléctrodo que tiver mais concentração de Cu2+, pois a reacção ocorre mais extensamente no sentido directo.

Logo, o eléctrodo mergulhado na solução mais concentrada funciona como cátodo, pois ocorre a reacção de redução, e portanto absorção de electrões, e o eléctrodo mergulhado na solução menos concentrada funciona com ânodo.

Como os metais utilizados são iguais, a sua tendência para sofrerem redução ou oxidação é semelhante, pelo que a energia eléctrica produzida irá ser muito pequena, não chegando à ordem de grandeza dos Volts.

Vamos realizar duas pilhas de concentração, de cobre a 1 mol/dm3 e a 0,1 mol/dm3 e de magnésio com as mesmas concentrações.



Reacção na Pilha de Cobre:

Ânodo: Cu (s) =) Cu2+ (aq) (0,1 mol/dm3) + 2e-

Cátodo: Cu2+ (aq) (1 mol/dm3) + 2e- =) Cu (s)

Reacção Global: Cu2+ (aq) (1 mol/dm-) =) Cu2+ (aq) (0,1 mol/dm3)


Diferença de Potencial esperada:


Reacção na Pilha de Magnésio:

Ânodo: Mg (s) =)  Mg2+ (aq) (0,1 mol/dm3) + 2e-

Cátodo: Mg2+ (aq) (1 mol/dm3) + 2e- =) Mg (s)

Reacção Global: Mg2+ (aq) (1 mol/dm3) =) Mg2+ (aq) (0,1 mol/dm3)



Difernça de Potencial Esperada:


Fontes:
Silva, V. Pilha de Concentração. (2003). Consultado em 20 de Janeiro de 2010 em http://cienciaemcasa.cienciaviva.pt/pilha_concentracao.html


Pilha de Concentração, Célula de Concentração. Consultado em 20 de Janeiro de 2010 em http://www.instituto-camoes.pt/lextec/por/domain_5/text/20055.html


Dantas, M. C. e Ramalho, M. D. (2009). Jogo de Partículas. Química 12ºAno. 1ª edição. Texto Editores. Lisboa