Micro Gerador de Gases O2 e H2

...

Q = carga em Coulombs passando pelo sistema

p = pressão do ambiente

V = Volume de H2 liberado na reação

e = carga do elétron (1,602x10-19 C)

Obs.: Usa-se os valores obtidos experimentalmente para o H2 pois na proveta com liberação de O2 há uma maior quantidade de impurezas que acabam afetando o cálculo de forma negativa e culminando para um maior erro relativo no experimento.

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mol[pic 23]

Com o valor para a constante de Avogadro experimental encontrado pode-se comparar com o valor teórico () e calcular o erro:[pic 24]

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Conclusão

A eletrólise é um processo de separação de elementos químicos não espontâneo, pois necessita de eletricidade, que pode gerar novos compostos.

As moléculas de água são capazes de sofrer auto ionização, gerando os íons H+ (ou H3O+) e OH-. Porém a água é um eletrólito fraco, mesmo possuindo esses íons ela não é capaz de conduzir corrente elétrica. Sendo assim, para realizar sua eletrólise é necessário adicionar-se um eletrólito, no caso desta prática optou-se por uma base, mas pode-se usar também um sal ou um ácido.

Com a adição de um eletrólito têm-se não mais apenas os íons da água, mas também os íons deste eletrólito em solução. Quando há o processo de descarga energética pelos eletrodos apenas um cátion e um ânion irão reagir e para que eles sejam os provenientes da substância adicionada e não os da água deve-se observar a fila de prioridade conforme figura 2.

Figura 2. Fila de prioridade de descarga de cátions e ânions

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Fonte: http://brasilescola.uol.com.br/quimica/eletrolise-agua.htm

Os cátions e ânions que se encontram abaixo dos da água, ou sendo um deles o mesmo, podem ser utilizados para auxiliar em seu processo de eletrólise, por isso optou-se pela base NaOH.

Observou-se que a reação de oxidação aconteceu no ânodo onde houve a formação do gás O2 e a redução no cátodo onde a quantidade de H2 formada foi praticamente o dobro da de O2. O número de mols encontrado para cada um desses gases está de acordo com a proporcionalidade que se obteve de volume para cada um deles.

O número obtido experimentalmente para a constante de Avogadro foi mol sendo que o valor teórico desta constante é mol. O erro obtido foi de 55,57%, um erro bastante grande devido à falta de um dado extremamente importante para o cálculo, a corrente elétrica. Não se obteve este dado experimentalmente devido ao fato de que não havia no laboratório o multímetro solicitado para a verificação da corrente e não foi informado previamente que não se poderia medi-la. Portanto no momento de realização da prática a corrente não foi medida, somente anotados os dados da fonte utilizada, e a partir destes dados calculou-se uma corrente de 0,08A. Porém não se pode confiar que a fonte forneceu exatamente a quantidade de energia que marcava em sua embalagem. Outros pequenos erros experimentais também podem ter ocasionado nesse valor mais baixo para a constante, porém ainda assim percebe-se que o método de determinação da constante de Avogadro por eletrólise da água é sim eficiente. [pic 28][pic 29]

Fontes de Erro

- Não medição da corrente elétrica passando pelo sistema;

- Consideração dos gases como ideais.

Referências

ZANLUCA, Amanda; HAZT, Bianca; MARQUES, Carla Alessandra; et al. Determinação da constante de Avogadro. 12 páginas. UFPR, Curitiba-PR, 2015.

FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. Eletrólise da água; Brasil Escola. Disponível em . Acesso em 30 de novembro de 2016.

Eletrólise; SOQ. Disponível em: . Acesso em 30 de novembro de 2016.

Eletrólise; PROENC Instituto de Química. Disponível em: . Acesso em 30 de novembro de 2016.

Tabela de potenciais oxi-redução; A graça da química. Disponível em: . Acesso em: 30 de novembro de 2016.

ATKINS, Peter; DE PAULA, Júlio. Físico-Química, vol.1, 8ª edição. Rio de Janeiro: LTC, 2008.