O Fisico Química

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Em uma eletrodeposição de metais, a corrente elétrica é um dos principais componentes do processo, porem, antes de dar inicio à deposição, ela é convertida, com o uso de retificadores, de corrente alternada para corrente continua. É importante ressaltar que a corrente passa através da solução eletrolítica, a qual é constituída de sais (do metal que vai se depositar), que por meio de dissolução química em água se ioniza em ânion (íons carregados negativamente) em cátion metálico (íons carregados positivamente), que ficam dispersos na solução. Usa-se como ânodo uma barra de metal, e como cátodo o próprio objeto sobre o qual o metal deve ser depositado.

Ao ser imerso no eletrólito, o eletrodo metálico (cátodo) produz um rearranjo dos íons da solução na região próxima da interface metal-solução, pois o íon do sal que se dissociou sofre imediatamente o processo de solvatação. Esse processo é caracterizado pelo envolvimento de íon do metal, o qual apresenta carga positiva, pelas moléculas polares de água, ou outras espécies presente no eletrólito. Essas moléculas polares, acomodadas ao redor do íon, formam a bainha de solvatação primaria, transformando o íons em íons solvatado, Essa estrutura na interface entre o metal e a solução, que se assemelha à de um capacitor, é denominada dupla camada.

- Areação que ocorre na interface eletrodo/eletrólito, acompanhada da troca de elétrons, é constituída pela passagem de cargas elétricas da fase metálica para o eletrólito, u vice-versa, através da dupla camada elétrica. Essa reação é considerada reação eletroquímica propriamente dita. (Reis, 2015).

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ELETRODEPOSIÇÃO

O processo de eletrodeposição segue a Lei de Faraday (Equação 1), pois para que a reação eletroquímica ocorra em uma célula eletrolítica (banho), os elétrons devem passar através de um circuito conectando os dois eletrodos (cátodo e ânodo). Por isso a corrente aplicada “I” é uma medida conveniente da taxa de reação na célula, enquanto a carga “Q”, que passa por um determinado período de tempo “t”, indica a quantidade total de reação que ocorreu, pois a quantidade de todos os elementos liberados no cátodo ou no ânodo durante o processo de eletrodeposição é proporcional à quantidade de eletricidade que passa através da solução. De qualquer modo, sob quaisquer condições, a espessura do depósito é proporcional ao tempo de deposição.

Lei de Faraday:

Equação (1)

[pic 2]

Onde :

- m: Massa em gramas da espécie eletrodepositada;

- E: Equivalente química das espécies;

- I: corrente em ampéres;

- t: Tempo em segundos.

Através de Faraday pose-se calcular a carga necessária para se depositar um equivalente eletroquímico de um material, ou seja m/n = Eq, onde o equivalente eletroquímico, e, é usualmente expresso em miligramas ou em gramas por amper por hora (g/Ah).

Como (m=pV), aplicando na Equação 2 tem-se:

Equação (2)

[pic 3]

Para que o processo de eletrodeposição seja satisfatório, é necessário o controle de, no mínimo três variáveis, saber: composição química do banho, temperatura do banho e densidade da corrente catódica. Essas variáveis exercem influência direta sobre o caráter do depósito e estão relacionadas entre si de tal forma que, se uma delas forem alteradas, deve-se alterar as outras.

Outro aspecto não menos importante para o êxito da eletrodeposição é a perfeita limpeza da superfície dos materiais sobre os quais se deseja efetuar o depósito; isso é fundamenta para a obtenção de coberturas aderentes, compactas e homogêneas.

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OBJETIVO

Este experimento teve como objetivo determinar a quantidade de matéria que será eletrodepositada em um processo de galvanização.

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EXPERIMENTO

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MATERIIS E REAGENTES UTILIZADOS

- Béquer de 200mL;

- Balão volumétrico de 100mL;

- Moeda de Cobre;

- Moeda de aço inoxidável;

- Bombril ou lixa quando necessário;

- Placa de Cobre;

- Placa de Zinco;

- Fonte de tensão.

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PROCEDIMENTO

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SOLUÇÃO DE CLORETO DE ZINCO

Pesamos 1,40g de cloreto de zinco para o preparo de uma solução à 0,1mol/L para 100mL, diluímos a massa em um béquer de 200mL contendo 50mL de água destilada. Em seguida transferimos essa alíquota para o balão volumétrico e o avolumamos até o menisco com água destilada. Por fim realizou-se a homogeneização da solução.

Realizamos a limpeza da placa de zinco e da moeda de cobre (eletrodo) com a lixa, pesamos e anotou-se a massa de cada um dos itens para verificação real se ocorreu a eletrodeposição por diferencial de massa.

Realizou-se os cálculos de tensão conforme Equação (3) para se determinar a tensão necessária para que ocorre-se a eletrodeposição.

E um béquer foi adicionado a solução de cloreto de zinco 0,1mol/l, foi imerso os eletrodos e cronometrado 60 min. Após isso foi realizado uma nova pesagem dos eletrodos.

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SOLUÇÃO DE NITRATO DE CHUMBO

Pesamos 3,312g de nitrato de chumbo para o preparo de uma solução à 0,1mol/L para 100mL, diluímos a massa em um béquer de 200mL contendo 50mL de água destilada. Em seguida transferimos essa alíquota para o balão volumétrico de 100mL e o avolumamos até o menisco com água destilada. Por fim realizou-se a homogeneização da solução.

Realizamos