QUÍMICA- LIÇÃO 1

    Hoje o assunto será... PILHAS (ou celas galvânicas)- parte 1!!! Raramente cai, mas por ser um assunto meio complexo, é bom ser estudado durante as férias- período em que a cabeça esta MENOS sobrecarregada que o normal...

Pilha = um dispositivo que, mediante uma reação espontânea de oxirredução, permite estabelecer corrente elétrica em um circuito.

                  INTRODUÇÃO

 Reações espontâneas de oxirredução ocorrem em celas ( ou células ) galvânicas ou voltaicas (também chamadas de PILHAS) e permitem a geração de corrente elétrica. O termo bateria, por sua vez, é reservado para a associação de duas ou mais pilhas. Na linguagem corriqueira, contudo, os termos bateria e pilha são empregados indistintamente.
  Uma reação não espontânea de oxirredução que ocorre de modo forçado é denominada ELETRÓLISE. E o dispositivo em que esse processo acontece é chamado de cela eletrolítica.

UTILIDADES PRÁTICAS (ENEM...)
*as pilhas comuns, usadas em brinquedos, são exemplos cotidianos de celas galvânicas.
*bijuterias podem ser revestidas por uma fina camada de ouro por meio de eletrólise, processo que ocorre em uma cela eletrolítica

             ESTUDO DAS CELAS GALVÂNICAS (PILHAS)
   

   Se a lâmpada acendeu é porque o conjunto de eletrodos, fios metálicos e ponte salina forneceu as condições para a movimentação ordenada de cargas elétricas, originando uma corrente elétrica!
   O fato de a lâmpada acender também revela que há uma diferença de potencial elétrico entre as placas metálicas de cobre e zinco.
   Substituindo a lâmpada por um voltímetro, verifica-se que:
- a diferença de potencial elétrico é de 1,10V
- o potencial do eletrodo de cobre é MAIOR que o do eletrodo de zinco.-----> POLO POSITIVO (é aquele que apresenta o maior potencial elétrico)

CONSIDERAÇÕES:
*A diferença de potencial elétrico nos terminais (polos) de uma pilha ou bateria, medida quando ela NÃO esteja em uso para produzir corrente elétrica, é denominada FORÇA ELETROMOTRIZ (FEM) dessa pilha ou bateria.
*O fluxo de elétrons que se estabelece num fio metálico sempre vai do ponto de menor potencial elétrico (POLO NEGATIVO) para o ponto de maior potencial elétrico (POLO POSITIVO). NUNCA SE ESQUEÇA!!!!!!!!!

OUTRAS CONCLUSÕES QUE SE PODE TIRAR DA EXPERIÊNCIA FEITA:

                                  

O PAPEL DA PONTE SALINA

  Cada átomo de Zn° que manda dois e- para o circuito externo sai da placa e passa para a solução na forma de Zn2+, fazendo a solução ficar mais concentrada de íons zinco. Isso tende a fazer com que essa solução fique com excesso de cargas positivas (lembre-se: os íons sulfato NÃO participam da reação).Simultaneamente, a outra solução fica menos concentrada em íons Cu2+ e tende a ter acúmulo de cargas negativas (dos íons sulfato).
  Se isso ocorresse, o funcionamento da pilha rapidamente iria cessar, pois o acúmulo de carga positiva na solução da esquerda iria atrair os e- do fio metálico para a placa de zinco (cargas de sinais opostos se atraem), e o acúmulo de carga negativa ma solução da direita iria repelir os e- do fio metálico (cargas de mesmo sinal se repelem), impedindo-os de chegar à placa de cobre.
  O acúmulo de cargas elétricas nas soluções é evitado pela ponte salina, um tubo de vidro recurvado preenchido com material gelatinoso e contendo alta concentração de um sal que não interfira no processo; KCl, por exemplo.
  O excesso de cátions (portadores de cargas positivas) no frasco da esquerda é compensado pela migração de íons Cl- provenientes da ponte salina em direção ao frasco da esquerda.
  E o excesso de ânions (portadores de cargas negativas) no frasco da direita é compensado pela migração de íons K+ provenientes da ponte salina em direção ao frasco da direita. Assim, a presença da ponte salina permite que a pilha continue funcionando.
  De fato, caso a ponte salina seja retirada, verifica-se que a lâmpada apaga imediatamente. Isso porque o excesso de íons acumulados nas soluções rapidamente impede o fluxo de e- através da parte metálica do circuito.
 
  É importante lembrarmos que nessa experiência, além do fio metálico, as soluções aquosas também fazem o papel de condutor elétrico. As soluções de ambos os frascos e também a solução presente na ponte salina permitem que o circuito esteja fechado. Lembre-se de que corrente elétrica é um fluxo ordenado de cargas elétricas. No fio metálico, são os elétrons (portadores de carga elétrica negativa) que se movimentam. Nas soluções, não são e- que se movimentam, mas sim cátions e ânions.

CONCLUSÃO: a experiência de acender uma lâmpada com uma pilha de Daniell envolve um circuito elétrico fechado que consiste basicamente em duas partes: 
-uma parte externa à pilha, formada por fios metálicos
-uma parte interna à pilha, na qual a corrente elétrica que atravessa as soluções aquosas é um fluxo ordenado de cátions e ânions.

E aqui vai um resumo da essência desta aula:

Em breve, disponibilizarei os exercícios!

Uma musiquinha pra acordar...

Aqui estão os exercícios.

 

2-g) Os elétrons se movimentam da placa de cobre (POLO NEGATIVO) para a placa de chumbo (POLO POSITIVO).

    h) O excesso de cátions Cu2+ no frasco da esquerda é compensado pela migração de ânions (íons negativos) provenientes da ponte salina. E o excesso de ânions no frasco da direita é compensado pela migração de cátions (íons positivos) provenientes da ponte salina.

                                    

Como apenas o metal A é corroído pelo HCl, ele é o metal mais reativo dos três. Numa pilha, o metal mais reativo é sempre corroído, pois sofre oxidação, sendo o polo negativo (ânodo). Desse modo, o metal A será corroído nas duas pilhas, o metal B será o polo positivo na pilha 1 e o metal C o polo + na pilha 2.

Resolução:   Alternativa B

Este outro exercício envolve muito mais FÍSICA do que química e nem está muito dentro do assunto desta aula. Mas não custa nada tentarmos resolver... 

  

1º=> o que é NIQUELAÇÃO???

O níquel é um metal duro, de cor cinza claro, bastante resistente ao ataque químico de vários ácidos, bases e da água. É atacado pelo ácido nítrico, clorídrico e amoníaco.

O níquel depositado eletroliticamente pode ser fosco ou brilhante, dependendo do banho utilizado. Em contato com o ar o níquel sofre embaçamento rápido.

Geralmente após a niquelação é feita uma cromagem, o que evita o embaçamento e aumenta a resistência à corrosão. 
Aplicado por eletrodeposição sobre superfícies metálicas de alumínio, latão, bronze, ferro, aço, cobre, proteje estas à corrosão e aumenta a resistência ao desgaste.

A niquelação tem finalidade decorativa, anti-corrosiva e anti-oxidante deixando as peças com brilho e ótimo acabamento.