Exp. 5: Condutibilidade Elétrica

EFB501 – Química

Exp. 5: Condutibilidade Elétrica.


Lab.: 09
Professor: Lincoln Goncalves Couto
Data: 25/04/2013
Nome:
Fernando Longuini da Silva
R.A.: 10.00632-0
Nome:
Gabriela Tollotti
R.A.: 12.01291-2
Nome:
Kaue Chohfi
R.A.: 12.02832-0
a) Complete a tabela a seguir com suas observações e medidas, em cada caso.
Sólido
Estado
Intensidade da Lâmpada
Tipo de Ligação
Estanho (Sn)
S
Forte
Metálica
Grafite
S
Forte
Covalente
Cobre (Cu)
S
Forte
Metálica
Vidro
S
Não acende
Covalente
Açúcar (C12H22O11)
S
Não acende
Covalente
Soda cáustica (NaOH)
S
Não acende
Iônica
Sal de cozinha (NaCl)
S
Não acende
Iônica
Água destilada (H2O)
LP
Não acende
Iônica
Álcool (C2H5OH)
LP
Não acende
Covalente
Ácido acético (H3CCOOH)
LP
Não acende
Covalente
NaOH fundido
LP
Médio / Forte
Iônica
Estanho (Sn) fundido
LP
Forte
Metálica
Água da torneira
AQ
Fraco
Iônica
Açúcar (C12H22O11)
AQ
Não acende
Covalente
Álcool (C2H5OH)
AQ
Não acende
Covalente
Sal de cozinha (NaCl)
AQ
Forte
Iônica
Soda Cáustica (NaOH)
AQ
Muito Forte
Iônica
Permanganato de potássio (KMnO4)
AQ
Forte
Covalente
Ácido acético (H3CCOOH)
AQ
Médio
Covalente
Onde: S = Sólido; LP = Líquido Puro; AQ = Solução Aquosa.



Figura 01: Intensidade Fraca
Figura 02: Intensidade Média
Figura 03: Intensidade Forte
Observação: Para as soluções aquosas que conduziram eletricidade é importante comentar que ao realizar a solução passam a existir íons livres (sofrem a ionozação), permitindo a condutibilidade elétrica, porém água destilada e as substâncias em seu estado na temperatura ambiente não conduzem corrente.
b) Após completar a tabela, verifique a variação da resistência em função da profundidade de imersão das pontas de prova na solução aquosa de ácido acético. Justifique o observado.
O ácido acético puro conduz eletricidade, porém quando em estado aquoso ocorre a ionização aumentado o número de íons, sendo assim quando mais fundo for a imersão das pontas, mais íons tocam no condutor fazendo com que a intensidade a lâmpada aumente proporcionalmente.
c) Dilua três vezes, em béqueres, uma solução de permanganato de potássio, sempre à metade, com água destilada, preparando assim três soluções de concentrações diferentes (é possível verificar essa concentração a partir da coloração da solução). Compare a resistência de cada solução, verificando se existe relação com a concentração desse composto em água. Justifique o observado.
As três soluções conduziram eletricidade, porém à medida que a solução tornou-se menos concentrada a intensidade da lâmpada foi diminuindo, assim demonstrando que diluição de água destilada aumenta a resistência dos íons, como a corrente elétrica é inversamente proporcional à resistência à passagem dos elétrons quanto mais concentrada a solução mais corrente passará.

d) Verifique se há relação entre a temperatura da solução e a resistência. Para isso, aqueça a solução mais diluída de permanganato que você preparou até aproximadamente 80°C, e compare a resistência de cada solução com aquelas obtidas à temperatura ambiente. Justifique o observado.
Quando a solução chegou a 80°C pode-se observar que ocorreu um aumento da intensidade luminosa, para justificar esse fato duas hipóteses podem ocorrer: como a temperatura aumentou as moléculas começam a vibrar com maior intensidade, fazendo com que mais íons colidam com o condutor; uma outra teoria é que um número grande de elétrons livres que compõe um material condutor, deixa seus átomos e passam a fazer parte de uma nuvem eletrônica, aumentando a corrente, e diminuindo a resistência elétrica.
Questões

1- Do ponto de vista microscópico (estrutura da matéria), como podemos explicar o fato de alguns sólidos serem condutores e outros não?
Os condutores de eletricidades são materiais que possuem elétrons livre em seu interior. Estes elétrons quando submetidos a uma diferença de potencial elétrico, se movem sob o efeito deste potencial como, por exemplo, os metais (estanho e cobre), já nos isolantes, as cargas elétricas do material estão em equilíbrio, atraindo-se mutuamente. Portanto não há elétrons livres para compor o movimento, pode-se citar o açúcar e o sal.
2- Analise a condutibilidade do hidróxido de sódio no estado puro, no estado líquido e em solução aquosa. Justifique o tipo de ligação que existe nesse composto com os dados experimentais observados. Observação: o cloreto de sódio (NaCl, sal de cozinha) apresenta resultados semelhantes quanto à condutibilidade.
O NaCl no estado sólido não conduz eletricidade, pois não é possível os elétrons saltarem de um cristal para o outro, fazendo com o que o NaCl sólido seja um isolante, porém em solução aquosa pode-se dizer que essa solução é condutora, mas dependerá da concentração de NaCl para que existam íons suficientes para a corrente elétrica, após fundir o NaCl concluiu que sua condutibilidade aumentou, pois, existe uma concentração de íons muito maior.
3- O ácido acético "glacial" e a água - compostos moleculares- não conduzem a corrente elétrica. No entanto, ao adicionarmos água ao ácido acético "glacial" observa-se, de início, condução discreta de corrente elétrica e que vai aumentando à medida que mais água vai sendo adicionada. Justifique tal observação.

A condutibilidade elétrica de soluções está diretamente relacionada à quantidade de íons livres presentes na solução. Quanto mais íons livres, mais facilmente a eletricidade irá orientar esses íons e mais corrente elétrica passará por eles. No caso dos ácidos sua força é medida pelo grau e ionização, que é a razão entre o número de íons formados e o número de moléculas postas na solução. No caso do ácido acético, o grau de ionização é baixo, ou seja, quando em solução, a produção de íons hidroxônio (H3O+) e acetato (CH3COO-) é baixa, ou seja, ele é um ácido fraco. Assim a condução da corrente elétrica acontece, porém é baixa e a medida que a água foi adicionada existiam mais íons, fazendo a intensidade da lâmpada aumentar.

4- Quais os fatores que influenciam a passagem de corrente através de uma solução aquosa? Justifique a partir de seus dados experimentais.
A temperatura foi um fator que influenciou a condutibilidade, por exemplo, o experimento com o permanganato a solução com menor concentração onde a intensidade da lâmpada foi baixa após aquecido até 80°C ocorreu um aumento da intensidade luminosa, tornando-se entre média e alta, a medida que a temperatura aumenta as moléculas tem uma agitação maior, assim mais íons colidem com o fio de cobre.
A concentração também influência na passagem de corrente, o experimento com o permanganato quando menor a concentração menos corrente passou, isso é facilmente explicado, pois como a corrente depende do número de íons da solução com menor concentração passará menos corrente.
5- Pesquise e responda qual seria a condutibilidade esperada para amônia pura e para uma mistura de amônia mais água (hidroxido de amônio). Por quê?
A amônia é um composto molecular por tanto não conduz eletricidade, mas a medida que é adicionada água forma-se cátions NH4+ e ânions OH-, assim é possível conduzir eletricidade devido a presença dos íons. Portanto temos: NH4OH + H2O NH4 (aq) + OH-(aq).







1