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CONTRUÇÃO DE UMA PILHA DE CONCENTRAÇÃO
LOPES, Gerson Anderson de Carvalho1
RESUMO
Realizou-se a montagem de uma pilha de concentração utilizando dois eletrodos de Cu imersos em solução de
CuSO4 a 1,0 M e a 0,001 M. A ponte salina utilizada foi de KI e as medidas de voltagem foram obtidas com o
multiteste. O cálculo teórico previu uma ddp de E = 0,0887 V e o valor experimental foi de 0,064 V, que apesar
da proximidade, apresentou uma discrepância de 27,85%, devida aos erros sistemáticos.
Palavras-chaves: pilha de concentração; equilíbrio iônico; potencial de eletrodo; equação de Nernst.
INTRODUÇÃO
Uma célula galvânica opera através
de uma reação espontânea de óxidorredução
que gera um fluxo de elétrons através de um
condutor que é capaz de realizar trabalho.
Nas condições padrão, todos os reagentes
encontram-se em concentrações de 1,0 M e
todos os gases a 1 atm.
Porém a voltagem fornecida pela
pilha pode variar com a concentração e
determinadas vezes esta grandeza é a única
que difere entre os dois eletrodos, neste caso
têm-se uma célula de concentração ou pilha
de concentração.
A variação da energia livre de uma
reação está relacionada com o quociente da
reação (Q) através da equação[1]:
∆Gr = ∆Grº + RT ln Q eq. (1)
O quociente da reação tem a mesma
forma de K (cte. de equilíbrio), porém se
refere a qualquer ponto da reação e não
somente à situação de equilíbrio.
Sabe-se que a energia livre é o
trabalho total realizado por uma reação em
temperatura e pressão constantes[2], isto é:
∆Gr = we eq. (2)
O trabalho realizado por um mol de
elétrons quando este atravessa uma diferença
de potencial E é a sua carga vezes a diferença
de potencial[3]. A carga de um elétron é –e, e
a carga de um mol de elétrons é –eNA, a
carga de n mols de elétrons então fica -neNA.
Logo o trabalho é –neNAE. Define-se a
constante de Faraday (F) como a carga de um
mol de elétrons, F = eNA, de modo que:
we = -nFE eq. (3)
Substituindo esta expressão na eq. (2),
obtemos a equação termodinâmica:
∆Gr = -nFE eq. (4)
Relacionando as expressões (1) e (4),
temos:
-nFE = -nFEº + RT ln Q eq. (5)
Resolvendo então para E:
𝐸= 𝐸0− 𝑅𝑇
𝑛𝐹 ln 𝑄 eq. (6)
* Acadêmico do 8º semestre do curso de licenciatura em química da UEAP
