APLICAÇÃO DE UM EXPERIMENTO ELETROQUÍMICO PARA DEMOSTRAÇÃO DO PROCESSO DE OXIRREDUÇÃO ESPONTÂNEO E O POTENCIAL PADRÃO GERADO POR UMA CELA GALVÂNICA.

ISBN 978-85-85905-15-6

Área

Físico-Química

Autores

França, J.C. (IFPI-CAMPUS PICOS) ; Luz, R.R. (IFPI-CAMPUS PICOS) ; Leal, P.R. (IFPI-CAMPUS PICOS) ; Silva, M.E. (IFPI-CAMPUS PICOS) ; Sales, A.L.C. (IFPI-CAMPUS PICOS)

Resumo

Os objetivos desta pesquisa foi apresentar à ocorrência da reação de oxirredução em um sistema eletroquímico. O presente artigo constituiu-se de uma pesquisa bibliográfica de natureza qualitativa. Para fazer a representação esquemática de funcionamento desse processo, foi preciso seguir quatro etapas: Primeiramente foram aplicados os conceitos de eletroquímica, na segunda etapa foi utilizado como exemplo à pilha de Daniell, Terceira etapa idealizou-se o conceito de cela e meia-cela. Quarta etapa: foi aplicada a equação para medir o potencial padrão do sistema, e por ultimo. Assim com o trabalho realizado, foi possível compreender que um fenômeno químico “aparentemente” simples como a reação de oxirredução, esconde por traz uma equação diferencial de potencial-padrão.

Palavras chaves

oxirredução; transferência espontânea ; cela galvânica.

Introdução

A eletroquímica é a parte da química que estuda a relação entre a corrente elétrica e as reações químicas de transferências de elétrons (reações de oxirredução). A dois casos de particular de interesse para a Eletroquímica. O primeiro deles é o emprego controlado de reações espontâneas de oxirredução para gerar corrente elétrica. É um o que acontece nas pilhas e baterias. Denomina-se cela galvânica um dispositivo no qual a ocorrência espontânea de uma reação de oxirredução permite a geração de corrente elétrica. Para descrever esse processo de oxirredução de uma cela galvânica deu-se como exemplo a pilha de Daniel. É um sistema em que há um recipiente com uma solução de sulfato de cobre (CuSO4(aq)), mergulhada numa solução, localisa-se uma placa de cobre. Em outro recipiente separado, encontra-se uma solução de sulfato de zinco (ZnSO4(aq)) e uma placa de zinco mergulhada. As duas soluções são ligadas por uma ponte salina, que é nada, mas do que um tubo de vidro com uma solução de sulfato de potássio (K2SO4(aq)) com lã de vidro nas extremidades. Por fim, as duas placas são interligadas por um circuito externo, com uma lâmpada, cujo acendimento indicaria a passagem de corrente elétrica, isso acontece por que o zinco tem maior tendência de se oxidar, isto é, de perder elétrons, por isso, o zinco metálico da lâmina funciona como o eletrodo negativo, o ânodo, onde ocorre a oxidação: Zn(s)   ↔  Zn2+ (aq) + 2 e-. Os elétrons perdidos pelo zinco são transportados pelo circuito externo até o cobre, gerando a corrente elétrica. Os íons cobre da solução recebem os elétrons (reduzem-se) e transformam-se em cobre metálico que se deposita sobre a lâmina de cobre. Isso significa que esse é o eletrodo positivo, cátodo, onde ocorre a redução: Cu2+ (aq) + 2 e- ↔  Cu(s).

Material e métodos

O presente trabalho constituiu-se de uma pesquisa bibliográfica de natureza qualitativa, pois foram feitos estudos de livros texto de ensino superior baseado na autoria de PERUZZO, FRANCISCO MIRAGAIA, CANTO EDUARDO LEITE, BACCAN NIVALDO dentre outros. A realização do experimento foi com o objetivo de demonstrar na pratica como se ocorre à reação de oxirredução, como se dá a transferência de elétrons processo no qual gera corrente elétrica através de dois segmentos químicos nos quais é especificado como ânodo e cátodo cada um denominado meia-cela que juntos formam uma cela toda, como demostra a Eq.(1), Eq.(2), Eq.(3) a cela como um todo pode ser descrita de forma simplificada como a expreção (4). . (equação 1) Zn(s) Zn2+ (aq) + 2e- (Semi-reção de oxidação do ânodo). (equação 2) Cu2+ (aq) + 2e- Cu(s) (Semi-reação de redução do cátodo). (equação 3) Zn(s) + Cu2+(s) Zn2+ (aq) + Cu (aq) (Reação Global do ânodo e do cátodo). (expreção 4) Zn(s) | Zn2+ (aq) || Cu2+ (aq) | Cu(s) Formando assim um sistema eletromotriz aproveitável para finalidades práticas como pilhas e baterias. Após as explicações e ao concluir o experimento mediu-se o potencial elétrico (Potencial-Padrão) de uma semicela e da cela global através da Eq.(6). Onde a diferença de potencial padrão é representada por ∆E0. Potencial do cátodo é maior que o do ânodo, sendo assim o valor de ∆E0 dado pela Eq.(5). (equação 5) ∆E0 = E0(cátodo) - E0  (ânodo) (equação 6) ∆E0 = E0(cátodo) - E0  (ânodo) V = E0 (Cu+/Cu) - E0 (Zn2+/Zn0) V = X O trabalho foi realizado na Unidade Escolar Normal Oficial de Picos durante a monitoria do PIBID (Programa Institucional de Bolsa de Iniciação a Docência).

Resultado e discussão

Com a aplicação desse trabalho revelou à importância de se melhorar cada vez mais a transposição didática no ensino de química, pois a maneira como o conteúdo é ministrado o torna mais ou menos interessante. Com a pratica do experimento na sala de aula permitiu identificar que um grande interesse dos alunos em compreensão da atividade pratica, 43,64 não conhecia de modo algum como se dava o processo de oxirredução e não entendiam nada de eletroquímica muito menos sabiam que a eletricidade era gerado por esse processo de perda e ganho de elétrons, qual era o polo que doava agindo como ânodo, que recebia agindo como cátodo e não conseguiam definir a relação entre o processo de oxidação e o processo redução, qual era agente oxidante e agente redutor. Por outro lado, 47,52% dos alunos absorveram com facilidade essa relação de quem perde e quem ganha elétrons. Antes com a aplicação do tema teoricamente notou-se que 75% dos discentes tinham pouco interesse de entender a reação sendo empregada daquela forma estavam achando difícil, chata e muito complicada, perguntaram-nos se não tinha como mudar a metodologia mostrando á de forma diferente. Então vimos nos na necessidade de estimular o aprendizado melhorando o processo como ele estava sendo empregado realizando assim uma aula prática, aperfeiçoando a aprendizagem. Por muitos dos alunos ali terem pouca base educacional com experimento do qual foi demostrado, utilizamos um processo simples como já citado a pilha de Daniell. Durante a aplicação do projeto percebeu-se um maior interesse dos alunos nos conteúdos abordados, mostrando uma empolgação muito boa e uma maior participação de todos os envolvidos, percebeu-se, ainda, que a metodologia aplicada tornou a aula mais satisfatória, atraente e proveitosa.

Conclusões

A partir dos resultados obtidos nesse trabalho, é possível inferir que a utilização de metodologias diferentes podem tornar o ensino de química mais eficiente, entendivel e proveitoso, contribuindo, de forma significativa, para o processo de ensino e aprendizagem. O conteúdo demostrado na pratica como uma aula onde o aluno pode perceber os fenomenos acontecer pessoalmente, é uma forma eficiente e adequada de ensinar química, pois, sendo ela uma matéria difícil necessita que seja ministrada e demostrada algumas vezes sem que seja na teoria especialmente alguns assuntos como o de eletroquímica.

Agradecimentos

Ao Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Piauí - Campus Picos, ao orientador: André Luis Castro Sales, a CAPES pelo incentivo ao ensino com o PIBID e a b

Referências

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Peruzzo, Francisco Miragaia, 1947- Química na abordagem do cotidiano / Francisco Miragaia Peruzzo, Eduardo Leite do Canto. – 3.ed. – São Paulo : Moderna, 2003.