Células termoquímicas - relatório

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ

BANCADA 2:

RELATÓRIO DE TERMODINÂMICA DE CÉLULAS ELETROQUÍMICAS

CURITIBA
2013
1. OBJETIVO
Determinação experimental da entalpia, energia livre e entropia padrão de uma pilha Cobre/Chumbo.
2.RESULTADOS EXPERIMENTAIS
No experimento passado, calculamos as variações de energia livre de Gibbs, entropia e entalpia através de uma reação química de ionização e do cálculo de sua constante de equilibro (Ka). Neste experimento calcularemos as mesmas propriedades termodinâmicas, mas através de uma reação eletroquímica entre Cu e Pb, e pelas relações entre o aumento da ddp da pilha com o crescimento da temperatura, além de outras correlações termodinâmicas.
Para isso, montamos uma pilha em que o Pb era o anôdo e o Cu era o cátodo. Primeiro enchemos um recipiente com água e adicionamos gelo com o objetivo de atingirmos a temperatura de 0ºC, que será o lugar onde o cátodo e o anôdo ficaram em banho termostático e por onde controlaremos a temperatura do experimento. Em seguida lixamos as peças metálicas para remover os óxidos que formam quando o metal fica em contato com a atmosfera e então colocamos os metais dentro de tubos preenchidos com soluções aquosas de sais que liberavam íons dos mesmos elementos dos metais respectivamente (Pb(NO3)2 e CuSO4). Colocamos ambos os eletrodos dentro do recipiente com água. Para as medições da ddp em si conectamos um multímetro aos metais e anotamos as diferenças de potencial para diferentes temperaturas.

As semi-reações da pilha e sua reação global podem ser encontradas abaixo:

Após a coleta de dados, é possível montar um gráfico do potencial em função da temperatura (Gráfico 1). Ajustando um polinômio de 4º grau aos pontos temos uma equação que relaciona o potencial a temperatura (Equação 1)

R²=0,9939
Temos que:

Substituindo a equação 3 na equação 2 chegamos a equação 4:

Derivando a equação 1 em relação a temperatura e substituindo