Ciências da Natureza e suas

Apresentação em tema: "Ciências da Natureza e suas"— Transcrição da apresentação:

1 Ciências da Natureza e suas
Tecnologias - Química Ensino Médio, 3ª Série Potencial das pilhas

2 No nosso cotidiano usamos ...
QUÍMICA, 3º Ano Potencial das Pilhas No nosso cotidiano usamos ... Imagens : (A) Arpingstone/Domínio público / (B) M.Minderhoud/ GNU Free Documentation License / (C) Christian Rasmussen/ Creative Commons - Atribuição - Partilha nos Mesmos Termos 3.0 Não Adaptada / (D) Valter Campanato/ABr / Creative Commons Atribuição 3.0 Brasil / (E) Matias.Reccius/Domínio Público / (F) CHG/Domínio público

3 O que é ENERGIA ELÉTRICA?
QUÍMICA, 3º Ano Potencial das Pilhas Para que isto seja possível necessitamos de ENERGIA ELÉTRICA O que é ENERGIA ELÉTRICA? ENERGIA ELÉTRICA é uma forma de energia baseada na geração de diferença de potencial elétrico entre dois pontos que permitem estabelecer uma corrente elétrica entre ambos.

4 A energia elétrica é obtida principalmente através de ...
QUÍMICA, 3º Ano Potencial das Pilhas A energia elétrica é obtida principalmente através de ... Imagens : (A) Angeloleithold 2005/Disponibilizada por Massimiliano W/ Creative Commons - Atribuição - Partilha nos Mesmos Termos 3.0 Não Adaptada / (B) Fernando Tomás de Zaragoza, Spain / Disponibilizada por FlickrLickr/ Creative Commons - Atribuição 2.0 Genérica / (C) Wagner Christian/ Creative Commons - Atribuição - Partilha nos Mesmos Termos 2.5 Genérica; (D) Marcus Wong Wongm/ GNU Free Documentation License (E) Cyberpunk/Creative Commons - CC0 1.0 Universal (CC0 1.0) Dedicação ao Domínio Público

5 A Química contribui com alguns fenômenos
QUÍMICA, 3º Ano Potencial das Pilhas A Química contribui com alguns fenômenos relacionados com a energia elétrica... REAÇÕES QUÍMICAS PRODUZINDO CORRENTE ELÉTRICA CORRENTE ELÉTRICA PRODUZINDO REAÇÃO QUÍMICA Imagens : (A) Aney/GNU Free Documentation License / (B) Shaddack/Public Domain / (C) Mbarousse/Public Domain

6 QUÍMICA, 3º Ano Potencial das Pilhas Um pouco de História
Imagem : Autor desconhecido/Disponibilizada por Tomisti/Domínio Público Tales de Mileto, ao esfregar âmbar na pele de carneiro, observou que pedaços de palha eram atraídos pelo âmbar. 

7 publicou pesquisa onde concluía
QUÍMICA, 3º Ano Potencial das Pilhas Luigi Aloisio Galvani publicou pesquisa onde concluía que os músculos armazenavam eletricidade e os nervos conduziam essa eletricidade. Imagem : Autor desconhecido/ Disponibilizada por Kelson/Domínio Público

8 produziu a primeira pilha elétrica do mundo.
QUÍMICA, 3º Ano Potencial das Pilhas Alessandro Volta produziu a primeira pilha elétrica do mundo. Ela era composta de uma série de discos de prata e zinco, colocados em pares e intercalados com folhas de papelão saturadas em água e sal. Imagens :(A) Bcrowell/United States Public Domain / (B) GuidoB/GNU Free Documentation License

9 Quando uma corrente elétrica provoca uma
QUÍMICA, 3º Ano Potencial das Pilhas A relação entre as reações químicas e a corrente elétrica é estudada por um ramo da química chamado ELETROQUÍMICA Quando uma corrente elétrica provoca uma reação química teremos uma ELETRÓLISE Imagem : Lukas A, CZE / Public Domain

10 PILHA DE DANIELL Zn + Cu CuSO4 ZnSO4 Zn + Cu2+ Cu + Zn2+
QUÍMICA, 3º Ano Potencial das Pilhas PILHA DE DANIELL Esta pilha baseia-se na seguinte reação: Zn + Cu CuSO4 ZnSO4 ou, na forma iônica Zn + Cu2+ ** Cu + Zn2+ ELÉTRONS DANIELL percebeu que estes elétrons poderiam ser transferidos do Zn para os íons Cu2+ por um fio condutor externo e que este movimento produzia uma CORRENTE ELÉTRICA Imagem : Mbarousse/Public Domain

11 QUÍMICA, 3º Ano Potencial das Pilhas Voltímetro Zn Cu
E isto seria possível montando um esquema do tipo representado a seguir: Zn Cu Voltímetro Zn2+ Cu2+ CÁTIONS ÂNIONS ELÉTRONS PONTE SALINA

12 – + QUÍMICA, 3º Ano Potencial das Pilhas Com o tempo teremos ...
O eletrodo de COBRE tem sua massa aumentada A solução de sulfato de cobre fica mais diluída A solução de sulfato de zinco fica mais concentrada O eletrodo de ZINCO sofre corrosão O eletrodo aonde chega os elétrons é o POLO POSITIVO DA PILHA ELÉTRONS ELÉTRONS Voltímetro ÂNIONS CÁTIONS Zn PONTE SALINA Cu – + Zn2+ Zn2+ Cu2+ Zn2+ Cu2+ Cu2+ Cu2+ Zn2+ Zn2+ Zn2+ Cu2+ Cu2+ Zn2+ Cu2+ Cu2+ Zn2+ Cu2+ Zn2+ Zn2+ Cu2+ Cu2+ Zn2+ Cu2+ Cu2+ Zn2+ Zn2+ Cu2+ Zn2+ Cu2+ Cu2+

13 REPRESENTAÇÃO DE UMA PILHA
QUÍMICA, 3º Ano Potencial das Pilhas REPRESENTAÇÃO DE UMA PILHA Uma pilha, segundo a IUPAC, deve ser representada da seguinte forma: Para a pilha de DANIELL POLO NEGATIVO OXIDAÇÃO ÂNODO POLO POSITIVO REDUÇÃO CÁTODO Zn0 Cu2+ Zn2+ Cu0 M1 M2 x+ y+ POLO NEGATIVO OXIDAÇÃO ÂNODO POLO POSITIVO REDUÇÃO CÁTODO

14 d) no equilíbrio químico. e) na ebuliometria.
QUÍMICA, 3º Ano Potencial das Pilhas 01) As relações existentes entre os fenômenos elétricos e as reações químicas são estudadas: a) na termoquímica. b) na eletroquímica. c) na cinética química. d) no equilíbrio químico. e) na ebuliometria.

15 02) Observando a pilha abaixo, responda:
QUÍMICA, 3º Ano Potencial das Pilhas 02) Observando a pilha abaixo, responda: Co Co2+ Au3+ Au Quais as semirreações? - Co – 2 e Co2+ semirreação de oxidação - Au3+ + 3 e Au semirreação de redução b) Qual a reação global? 3 Co – e 6 2 - 3 Co2+ 2 Au3+ + e 3 6 - 2 Au 3 Co + 2 Au3+ 3 Co2+ + 2 Au (reação global)

16 Co Co2+ Au3+ Au c) Quem sofre oxidação? Co d) Quem sofre redução? Au3+
QUÍMICA, 3º Ano Potencial das Pilhas Co Co2+ Au3+ Au c) Quem sofre oxidação? Co d) Quem sofre redução? Au3+ e) Qual o eletrodo positivo ou cátodo? Au f) Qual o eletrodo negativo ou ânodo? Co g) Que eletrodo será gasto? Co h) Qual dos eletrodos terá a sua massa aumentada? Au

17 QUÍMICA, 3º Ano Potencial das Pilhas Voltímetro Zn Ni
03) O esquema abaixo ilustra uma cela galvânica (pilha), ressaltando o sentido de movimentação dos elétrons. Zn Ni Voltímetro Zn2+ Ni2+ ELÉTRONS PONTE SALINA Sobre essa pilha, responda às questões: h) Equacione a reação global da pilha c) Qual é a espécie química que sofre oxidação? E a que sofre redução? g) Equacione a semi-reação catódica e) Qual a placa em que se deposita sólido? d) Qual a placa que sofre corrosão? b) Qual dos eletrodos é o polo negativo? E o positivo? a) Qual dos eletrodos é o ânodo? Qual é o cátodo? f) Equacione a semi-reação anódica Zn – e –  Zn2+ Oxidação: Zn0 Redução: Ni2+ Zn – e –  Zn2+ Placa de Zn Polo negativo: Zn0 Polo positivo: Ni0 Ânodo: Zn0 Cátodo: Ni0 Ni e –  Ni0 Placa de Ni Ni e –  Ni0 Zn Ni2+  Zn Ni0

18 Mg(s) / Mg2+(aq) // Fe2+(aq) / Fe(s):
QUÍMICA, 3º Ano Potencial das Pilhas 04) (Covest) Podemos dizer que, na célula eletroquímica Mg(s) / Mg2+(aq) // Fe2+(aq) / Fe(s): o magnésio sofre redução. o ferro é o ânodo. os elétrons fluem, pelo circuito externo, do magnésio para o ferro. há dissolução do eletrodo de ferro. a concentração da solução de Mg2+ diminui com o tempo.

19 05) O polo de onde saem os elétrons, em uma pilha, é:
QUÍMICA, 3º Ano Potencial das Pilhas 05) O polo de onde saem os elétrons, em uma pilha, é: a) cátodo. b) polo positivo. c) ânodo. d) o eletrodo que aumenta a massa. e) o que ocorre redução.

20 CEDER ou RECEBER ELÉTRONS
QUÍMICA, 3º Ano Potencial das Pilhas Os metais que fazem parte de uma reação de óxido-redução têm uma tendência a CEDER ou RECEBER ELÉTRONS Essa tendência é determinada pelo potencial de eletrodo (E), medido em volts (V)

21 QUÍMICA, 3º Ano Potencial das Pilhas Quanto maior for a medida do potencial de oxidação, maior é a tendência do metal ceder elétrons Quanto maior for a medida do potencial de redução, maior é a tendência do metal ganhar elétrons

22 Este potencial, em geral, é medido a 1 atm, 25°C e solução 1 mol/L
QUÍMICA, 3º Ano Potencial das Pilhas Este potencial, em geral, é medido a 1 atm, 25°C e solução 1 mol/L Sendo assim, nestas condições, chamado de POTENCIAL NORMAL DE ELETRODO (E°) Esse potencial é medido tomando-se como referencial um eletrodo de hidrogênio, que tem a ele atribuído o potencial “0,00 V”

23 Potencial – padrão da semicela
QUÍMICA, 3º Ano Potencial das Pilhas Oxidante E0 (V) Redutor F2 +2.87 F- S2 +2.10 SO42- MnO4- +1.69 MnO2 +1.51 Mn2+ Au3+ +1.50 Au PbO2 +1.45 Pb2+ Cl2 (aq) +1.39 Cl- Cr2O72- +1.33 Cr3+ O2 (g) +1.23 H2O Br2 +1.07 Br- NO3- +0.96 NO(g) Ag+ +0.80 Ag Fe3+ +0.77 Fe2+ I2 (aq) +0.62 I- Cu2+ +0.34 Cu CH3CHO +0.19 CH3CH2OH +0.17 SO2 S4O62- +0.09 S2O32- H3O+ 0.00 H2 (g) CH3CO2H -0.12 -0.13 Pb Sn2+ -0.14 Sn Ni2+ -0.23 Ni Cd2+ -0.40 Cd -0.44 Fe Zn2+ -0.76 Zn Al3+ -1.66 Al Mg2+ -2.37 Mg K+ -2.92 K Li+ -3.02 Li Potencial – padrão da semicela

24 Zn2+ + 2 e – Zn E° = – 0,76 V Cu2+ + 2 e – Cu E° = + 0,34 V Cu Cu2+ +
QUÍMICA, 3º Ano Potencial das Pilhas Para a pilha de Daniell os potenciais são: Zn2+ + 2 e – Zn E° = – 0,76 V red Cu2+ + 2 e – Cu E° = + 0,34 V red Como o cobre tem um maior potencial normal de redução ele vai ganhar elétrons, sofrendo redução, e o zinco vai perder elétrons, sofrendo oxidação Cu Cu2+ + 2 e – E° = + 0,34 V red Zn Zn2+ E° = + 0,76 V oxi Zn + Cu Zn Cu ΔE = + 1,10 V

25 01) As seguintes semicelas são usadas para montar uma pilha:
QUÍMICA, 3º Ano Potencial das Pilhas 01) As seguintes semicelas são usadas para montar uma pilha: Considerando os potenciais de semicela: Zn 2+ (aq) e –  Zn (s) E = – 0,76 V Ag + (aq) e –  Ag (s) E = + 0,80 V Zn Ag Zn2+ Ag+ i) Calcule o valor do ∆E0 para essa pilha Zn (s)  Zn 2+ (aq) e – E = + 0,76 V 2 Ag + (aq) e –  2 Ag (s) E = + 0,80 V Zn (s)  Zn 2+ (aq) e – E = + 0,76 V Ag + (aq) e –  Ag (s) E = + 0,80 V Zn (s) Ag + (aq)  Zn 2+ (aq) Ag (s) ∆E = + 1,56 V

26 O potencial de redução da prata
QUÍMICA, 3º Ano Potencial das Pilhas 02) Conhecendo as seguintes semirreações e os seus potenciais padrão de redução abaixo, determine a “ d.d.p “ da pilha formada pelos eletrodos indicados: Sn2+ + 2 e – Sn E° = – 0,14 V Ag1+ + 1 e – Ag E° = + 0,80 V a) + 0,54 V. b) + 0,66 V. c) + 1,46 V. d) + 0,94 V. e) + 1,74 V. O potencial de redução da prata é maior que o do estanho A prata sofre redução e o estanho sofre oxidação 2 Ag Ag1+ + e – E° = + 0,80 V 2 1 2 Sn 2 e – + Sn2+ E° = + 0,14 V ∆E = + 0,94 V

27 Ni 2+ + 2 e – Ni E 0 = – 0,25 V Au 3+ + 3 e – Au E 0 = + 1,50 V 2
QUÍMICA, 3º Ano Potencial das Pilhas 03) Considere as seguintes semirreações e os potenciais normais de redução: Ni e – Ni E 0 = – 0,25 V Au e – Au E 0 = + 1,50 V O potencial da pilha formada pela junção dessas duas semirreações é: a) + 1,25 V. b) – 1,25 V. c) + 1,75 V. d) – 1,75 V. e) + 3,75 V. 2 Au e – Au E 0 = + 1,50 V 3 6 2 3 Ni Ni e – E 0 = + 0,25 V 3 6 2 2 Au Ni  2 Au Ni ∆E 0 = + 1,75 V

28 O que você faz com suas pilhas usadas?
QUÍMICA, 3º Ano Potencial das Pilhas O que você faz com suas pilhas usadas? Imagem : Brianiac/Public Domain

29 Se você descarta materiais desse tipo no lixo comum,
QUÍMICA, 3º Ano Potencial das Pilhas Se você descarta materiais desse tipo no lixo comum, coloca a própria saúde e a de outras pessoas em risco com a contaminação do solo e das águas com metais pesados. Imagem : Victorgrigas/Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported

30 Faça a Reciclagem das Pilhas
QUÍMICA, 3º Ano Potencial das Pilhas Faça a Reciclagem das Pilhas Imagem : Krdan/Public Domain Os fabricantes e os importadores são os responsáveis pela reutilização, reciclagem, tratamento ou disposição final do produto.

31 QUÍMICA, 3º Ano Potencial das Pilhas Procure saber mais sobre: Por que reciclar pilhas e baterias? Riscos ao meio ambiente e à saúde dos constituintes de uma pilha. Dicas sobre o uso correto de pilhas e baterias

32 Referências

33 Tabela de Imagens n° do slide
direito da imagem como está ao lado da foto link do site onde se consegiu a informação Data do Acesso 2A Arpingstone/Domínio público 30/08/2012 2B M.Minderhoud/ GNU Free Documentation License 2C Christian Rasmussen/ Creative Commons - Atribuição - Partilha nos Mesmos Termos 3.0 Não Adaptada 2D Valter Campanato/ABr / Creative Commons Atribuição 3.0 Brasil 2E Matias.Reccius/Domínio Público 2F CHG/Domínio público 4A Angeloleithold 2005/Disponibilizada por Massimiliano W/ Creative Commons - Atribuição - Partilha nos Mesmos Termos 3.0 Não Adaptada 4B Fernando Tomás de Zaragoza, Spain / Disponibilizada por FlickrLickr/ Creative Commons - Atribuição 2.0 Genérica

34 Tabela de Imagens n° do slide
direito da imagem como está ao lado da foto link do site onde se consegiu a informação Data do Acesso 4C Wagner Christian/ Creative Commons - Atribuição - Partilha nos Mesmos Termos 2.5 Genérica 30/08/2012 4D Marcus Wong Wongm/ GNU Free Documentation License 4E Cyberpunk/Creative Commons - CC0 1.0 Universal (CC0 1.0) Dedicação ao Domínio Público 5A Aney/GNU Free Documentation License 5B Shaddack/Public Domain 5C Mbarousse/Public Domain 6 Autor desconhecido/Disponibilizada por Tomisti/Domínio Público 7 Autor desconhecido/Disponibilizada por Kelson/Domínio Público 8A Bcrowell/United States Public Domain

35 Tabela de Imagens n° do slide
direito da imagem como está ao lado da foto link do site onde se consegiu a informação Data do Acesso 8B GuidoB/GNU Free Documentation License 30/08/2012 9 Lukas A, CZE / Public Domain 10 Mbarousse/Public Domain 29 Brianiac/Public Domain 30 Victorgrigas/Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported 31 Krdan/Public Domain