Verificar as leis de Faraday para o processo de deposição de íons e determinar o valor da carga elementar a partir do processo de eletrólise.

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Quando atingem os respectivos eletrodos, os íons positivos “receberão” os elétrons em déficit que serão fornecidos pelos íons negativos, e uma corrente elétrica percorrerá o sistema. Esta corrente pode ter sua intensidade medida se um amperímetro for associado em série com o conjunto.

[pic 9]

Mantendo-se a corrente constante durante um dado intervalo de tempo, uma certa quantidade de íons se depositará nos eletrodos. Seja Δm a massa depositada no eletrodo negativo. A massa de cada íon pode ser determinada conhecendo-se a massa molar M do material, medida em gramas por mol, depositado e sabendo-se que um mol de qualquer substância corresponde à Constante de Avogadro de moléculas (NA = 6,02x1023 moléculas/mol). Se denominarmos de µ a massa de cada íon, podemos escrever:

[pic 10]

Sendo N o número de íons depositados no eletrodo negativo, a massa depositada no intervalo de tempo Δt pode ser escrita da seguinte forma:

[pic 11]

A quantidade de carga a ser transportada dos íons negativos para os positivos que se depositam no eletrodo é determinável por dois processos:

- Pelo valor da intensidade de corrente constante que atravessa o conjunto (e que pode ser medida pelo amperímetro) multiplicada pelo intervalo de tempo de deposição;

- Pelo produto do valor da carga elementar multiplicada pela valência do íon e pelo número de íons depositados.

Assim, o produto da valência do íon pelo valor da carga elementar fornece a quantidade de carga necessária para a deposição de um íon no eletrodo. Se multiplicarmos este valor pelo número de íons depositados no intervalo de tempo de deposição, teremos a carga transportada pela corrente no processo de deposição, ou seja:

[pic 12]

[pic 13]

Onde:

e é o valor da carga elementar,

η é o número de valência do íon.

Substituindo o valor de N na expressão de Δm teremos:

[pic 14]

MATERIAL UTILIZADO

- gerador de corrente contínua com amperímetro de precisão.

- solução eletrolítica a 10% de sulfato de cobre.

- 2 eletrodos de cobre.

- fios de ligação.

- 2 garras do tipo “banana-banana”.

- cronômetro de precisão.

- balança de precisão.

- vasilhame com álcool.

- secador de cabelo.

PROCEDIMENTOS

1. Faça a montagem esquematizada na Figura 1.

2. Ligar a fonte de tensão e ajustar a corrente elétrica para 0,50A.

3. Desligar a fonte de tensão, retirar o eletrodo ligado no terminal negativo.

4. Mergulhar este eletrodo no recipiente com álcool. Secar com o secador de cabelo, sem tocar no eletrodo;

5. Medir a massa (m0) deste eletrodo na balança de precisão;

6. Recolocar o eletrodo ligado ao terminal negativo da fonte.

7. Ligar a fonte de tensão e ajustar a corrente elétrica para 0,50A.

8. Acionar o cronômetro, mantendo a corrente constante, permanecendo com a fonte ligada por 5 minutos;

9. Decorridos 5 minutos, desligar a fonte de tensão. Retirar o eletrodo ligado no terminal negativo e repetir o procedimento anterior.

10. Repetir o processo cinco vezes.

ANÁLISE DOS RESULTADOS

Medida

Massa do Eletrôdo (g)

Incerteza da Balança

Corrente (A)

Incerteza do Amperimetro

Tempo de Esposição

(Min.)

(Segundos)

0

89,6480

0,0005

0,500

0,005

0

0

1

89,7060

0,0005

0,500

0,005

5

300

2

89,7400

0,0005

0,500

0,005

10

600

3

89,8050

0,0005

0,500

0,005

15

900

4

89,8280

0,0005

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