Aqui temos mais um vídeo sobre um experimento bastante bonito e que pode ser facilmente preparado para aulas de laboratório, mesmo sem o laboratório, ou seja, em sala de aula mesmo. O professor consegue facilmente montar uma maquete utilizando vidros de compota por exemplo.
A galvanoplastia, por seu apelo visual, leva a um processo de assimilação mais rápido por parte do estudante, já que ele vê o processo ocorrendo, ou seja, por ser uma reação rápida e até mesmo icônica, faz com que o aluno crie os chamados "frames mentais", que são fotos de fenômenos que ele consegue guardar como lembrança de experiências e não somente como processo decorativo.
Materiais
Solução de Sulfato de Cobre 0,1 mol/L;
Tensão da fonte em 12 V (usei uma fonte de 12 V, mas com uma fonte de 3 V de celular também é possível montar o experimento, fica somente um pouco mais demorado);
Eletrodo de Cobre (fio de Cobre de maior espessura para construção civil);
Eletrodo de deposição - aço inoxidável (para evitar reação com a solução de Sulfato de Cobre quando o equipamento não estiver em uso).
Parabéns professor!
ResponderExcluirEm breve a gente grava uns vídeos sobre didática e aulas de química!
ExcluirOlá! Uma dúvida: o eletrodo galvanizado irá permitir a deposição de cobre? Farei esse experimento com meus alunos e gostaria de opções de objetos que posso utilizar como eletrodo de deposição.
ResponderExcluirMuito obrigado!
Olá Adriano.
ExcluirEsse experimento realmente é muito legal para se trabalhar com os alunos.
O que aconselho para você é o seguinte, antes de mais nada, utilizar uma fonte de energia entre 9 a 12 V, pois o efeito é bem mais visível nessa tensão. Eu utilizei no caso um fio de cobre de chuveiro para ser o eletrodo mais "nobre" e uma chapa de aço inoxidável para ser o eletrodo menos "nobre". Obviamente existe a explicação técnica, pelo fato de você estar passando uma tensão elétrica pelo sistema e, consequentemente, você causar um deslocamento de elétrons (oxidação ou redução do cobre presente na solução). Note que a galvanoplastia é um processo diferente ao da pilha, ele não é espontâneo, logo, quem seria o cátodo no caso, vai oxidar, enquanto que o ânodo reduzir. Dessa forma você vai perceber que se ligar o polo positivo da fonte na chapa de aço, vai ocorrer a deposição do cobre que se encontra na solução sobre a mesma, enquanto que, o fio de cobre vai começar a se decompor (é visual a decomposição do fio de cobre, por isso te aconselho a manter o eletrodo bem próximo ao vidro do recipiente que vc vai utilizar, pois dá para ver o fluxo do cobre passando de estado 0 para o estado 2+).
Utilizar metais que possuam uma superfície alongada e lisa são algumas das melhores características para ver o fenômeno da deposição. Por isso utilizei uma chapa. Mas eu já fiz esse experimento utilizando uma moeda e uma chave. O efeito é bom, mas, devido ao fato dessas peças terem já uma deposição (niquelação em geral), pode ser que o processo que você quer mostrar fique um pouco prejudicado. Portanto seria bom dar uma lixada para remover um pouco dessa "pintura". Um prego pode ser um bom exemplo de objeto para deposição, mas precisa dar uma lixada antes. Uma colher, garfo, faca... são objetos melhores pois em geral são de aço inoxidável (entretanto em alguns testes que fiz para eletrólise pude constatar que produtos tidos como inoxidável, na real não são tão inoxidáveis... são ligas bem ruins). Caso queira testar uma folha de flandres, tome cuidado, pois elas são muito boas no começo, já que são recobertas por zinco, entretanto se fizer o processo inverso (ligar o polo positivo da fonte no eletrodo de cobre), ela vai oxidar o Zinco, que na realidade só encontra na superfície (por isso que essas chapas de flandres descascam quando se dobram).
Obviamente, se depois você inverter a polaridade do sistema, vai ocorrer instantaneamente a conversão do cobre 2+ da solução em cobre 0 sobre o próprio eletrodo de cobre. Isso ocorre pois o cobre da chapa (ou objeto metálico que você cobreou), começa a oxidar. Em outras palavras, a galvanoplastia faz uma ponte, se utilizando da solução de sulfato de cobre, para retirar o cobre 0 de um eletrodo e depositar sobre o outro eletrodo.
Agora umas observações importantes. Não deixe que o fio da fonte, ou a ponta do jacarezinho (terminal em garra)entre em contato com a solução, pois ele também pode oxidar ou ser coberto por cobre (dependendo da polaridade que você estiver aplicando a ele no momento). Também não utilize um recipiente muito estreito, pois, fiz esse teste com meus aluno, utilizando uns béqueres de 50 ml, prendi os eletrodos em um palito de sorvete para servir como se fosse uma trave e mante-los parados (sem se tocarem na solução), para evitar um curto circuíto... entretanto, após fazer a deposição de cobre sobre uma pequena placa de metal, eu pedi para eles fazerem o processo inverso, e o cobre que havia se depositado, em vez de cair para o fundo do recipiente, ele formou uma fina lâmina que flutuou na superfície, resultado disso... essas pequenas lâminas se alinharam e tocaram o outro eletrodo, causando um pequeno curto circuíto. É claro que isso não é nada demais, pois o sistema é pequeno e a tensão fraca, mas começa a liberar um pouco de fumaça. Os alunos podem ficar meio receosos com isso.
OK?
Espero ter ajudado.
Qual o papel da solução aquosa do sulfato de cobre?
ResponderExcluirBoa pergunta!
ExcluirBom para responder nós temos que pensar que o que acontece nesse fenômeno é como uma fila de supermercado, ou seja, quando uma pessoa na frente é atendida, a que vem logo atrás assume a posição dessa primeira pessoa, fazendo assim com que toda a fila ande.
A solução de Sulfato de Cobre é como se fosse essa fila, ou seja, o cobre que se deposita na placa é o cobre da solução e não o do eletrodo. Quando passamos a corrente criamos uma carga negativa sobre a plana de metal, que começa a atrair os cátions de cobre que estão na solução, entretanto, a solução não pode ficar sem cátions, pois estaria instável e carregada negativamente. Isso promove então a oxidação do cobre do eletrodo, que passa do estado metálico para o estado iônico.
O mesmo processo pode ser aplicado de forma inversa, com os cátions de cobre sendo depositado sobre o catodo de cobre. Nesse caso a chapa metálica que é oxidada. Vamos dizer que temos uma placa de alumínio, se deixar reduzir todos os cátions da solução, sendo depositado sobre o catodo de cobre, a solução não pode ficar sem cátions, dessa forma, o alumínio metálico será oxidado e passará para forma iônica, assumindo o lugar do cobre na solução. No fim teríamos uma solução de Sulfato de Alumínio, a chapa metálica toda corroída e o cobre metálico depositado sobre o catodo de cobre.