Envolvimento de energia elétrica

Após a conclusão de que o zinco e o magnésio, sendo mais reativos que o ferro, interagem preferencialmente com o ar e a água e, desse modo, o protegem contra corrosão. Cobre e estanho, ao contrário, sendo menos reativos que o ferro, não podem impedir a sua corrosão. É o ferro que interage com o ar e a água, formando ferrugem. Dessa forma, o magnésio é usado como "metal de sacrifício" quando amarrado aos cascos dos navios, pois é corroído em favor do ferro.

O que realmente ocorre quando metais de reatividades diferentes são imersos conjuntamente em certas soluções?

É fato conhecido que os dentistas evitam colocar obturação de amálgama dentário - liga de mercúrio, prata, zinco, estanho e cobre - na mesma direção do que outra de ouro. A diferença de reatividade entre ouro e os metais que formam o amálgama e o contato com a saliva geram corrente elétrica, cujos efeitos são tais que podem causar necrose da polpa do dente.

Fatos semelhantes podem ser observados quando os metais ferro e cobre, cujas reatividades são diferentes, são conectados entre si e imersos em água do mar (solução eletrolítica). O que se observa é a corrosão do metal ferro, num tempo bem menor do que o normal, e o desprendimento de hidrogênio na interface entre o fio de cobre e a solução.

1. Como poderemos explicar tais observações?
2. O que poderia estar acontecendo para que o contato com do ouro com o amálgama gere corrente elétrica?
3. Qual a razão para que o ferro seja corroído mais rapidamente quando conectado ao cobre, quando ambos estão imersos na água do mar?

Galvanização

PROCEDIMENTO

Lixe as duas lâminas de cobre com palha de aço, água e sabão, até ficarem limpas, lisas e brilhantes, secando-as em seguida com papel absorvente.

Desengraxe as lâminas. Para isso, mergulhe-as na solução de hidróxido de sódio (NaOH), contida num dos béqueres, e, utilizando a pinça, retire uma lâmina de cada vez, lavando-as com água destilada. Faça o mesmo com o prego e as moedas.

Prossiga realizando agora e decapagem, lavagem das lâminas, pregos e moedas, com solução de ácido clorídrico (HCl) 3 mol/L, para eliminar possíveis óxidos ou sulfetos. Mergulhe as lâminas na solução de HCl. Retire-as com a pinça e lave-as, em seguida, com água destilada, secando-as depois com papel absorvente. Proceda igualmente com os pregos e as moedas.

Com a tesoura, abra o tubo de borracha, no sentido de seu comprimento. Encaixe as quatro pilhas dentro do tubo aberto (pólo negativo de uma no pólo positivo da outra). Coloque os pedaços de cobre nas extremidades livres das pilhas, encostando-os bem nos pólos. Envolva todo o sistema com fita isolante, para que o contato entre todas as suas partes seja bem feito.

Preencha as tabelas abaixo com as suas observações:

Tabela 11

Coloque cerca de 100mL de sulfato de cobre em cada um dos béqueres e disponha-os sobre a mesa, um ao lado do outro.

Prenda a moeda com o jacaré de um dos fios e a lâmina de cobre com o outro fio.

Conecte a lâmina de cobre ao pólo positivo da pilha. Do mesmo modo, conecte a moeda ao pólo negativo.

Introduza-os, moeda e lâmina, na solução de um dos béqueres. Fixe-os com a fita crepe nas bordas do béquer, mantendo-os bem separados.

Ao mesmo tempo, introduza a outra moeda na solução do segundo béquer, e inicie a contagem de tempo. Após cinco minutos, abra o circuito, desligando das pilhas um dos jacarés.

Retire a lâmina de cobre e as moedas, colocando-as sobre uma folha de papel branco. Observe as modificações e anote na tabela acima (Tabela 1).

Espere cerca de 20 minutos até que as moedas sequem e, em seguida, proceda ao polimento utilizando a palha de aço. Anote suas observações na Tabela 1.

Proceda do mesmo modo, só que agora utilizando, em vez de moedas, um pedaço de palhinha de aço. Anote suas observações na tabela abaixo (Tabela 2).

Tabela 12

Proceda igualmente, só que agora utilizando, em vez da palhinha de aço, as lâminas de cobre. Anote suas observações na tabela abaixo (Tabela 13).

Tabela 13

Na interação que ocorre entre solução de sulfato de cobre (II) e ferro metálico que constitui, por exemplo, pregos e palhinha de aço, observa-se que, à medida que a palhinha de aço adquire cor avermelhada, a solução azul de sulfato de cobre sofre descoramento.

1. Como se pode relacionar o descoramento da solução de sulfato de cobre ao depósito de cobre sobre a palhinha? Que transformação teria ocorrido?

2. Compare as observações feitas ao introduzir a palhinha de aço na solução de sulfato de cobre com aquelas que você realizou quando a palhinha e a lâmina de cobre foram mergulhadas na solução de sulfato de cobre e o sistema conectado aos pólos das pilhas em série. Como relacionar as transformações observadas?

3. Como relacionar o desgaste da lâmina de cobre e o depósito de cobre na palhinha? A solução mudou de cor? Explique o que , possivelmente, teria ocorrido.

4. Ao se ligar as duas placas de cobre, mergulhadas em solução de sulfato de cobre, aos pólos das pilhas, observa-se que uma das placas se desgasta e a outra fica recoberta de cobre metálico. Em qual dos pólos ocorre o desgaste? E o recobrimento? Como se pode explicar esse processo?

Pode-se realizar esse mesmo experimento e observar se ocorrem variações de massa nas placas. Na tabela abaixo apresentam-se alguns dados relativos a essa variação, obtidos em dois testes.

Tabela 14

5. Considerando a tabela acima, nota-se que a massa de cobre que se desprende da placa situada no pólo positivo (dentro do limite de precisão da balança) é a mesma que se deposita no pólo negativo. Como se explica essas observações em termos de partículas, que constituem os materiais envolvidos?

6. Comparando os pedaços de palhinha utilizados no experimento, após secagem e polimento, e considerando as observações realizadas com as moedas, que procedimento você indicaria como mais eficiente na cobreação? Procure explicar sua resposta.

Visita a uma Galvanoplastia

Cada grupo de alunos fará a visita com o intuito de verificar um dos aspectos abaixo relacionados:

Após as visitas realizadas pelos grupos de alunos, faremos um painel integrado, onde serão expostos pelos membros do grupo cada um dos itens pesquisados. Com posterior discussão com a participação de toda a sala.Livro: Interações e transformações I