Pilha caseira

Secretaria de Educação do estado da Bahia.

 Colégio Estadual Professor Edilson Souto Freire.

 Dias D'Ávila-BA

 Professor: Samuel Nunes de Santana.

 Alunos: Adam mengues, Adriana geovana, Alana, Camile melo, Carlos alberto, Edson junior

Introdução - Pilhas Eletroquímicas

A eletroquímica estuda o aproveitamento prático do fenômeno de transferências de elétrons entre diferentes substâncias que ocorre nas reações de oxido – redução, para converter energia química em energia elétrica.

O primeiro fenômeno descoberto se deu em 1786 por Luigi Galvani que no dessecamento de uma rã amarrou um de seus nervos a um fio de cobre. Acidentalmente o fio de cobre tocou em uma placa de ferro e a rã morta entrou em violentas convulsões.

Somente em 1800, Alessandro GiusepreAnastasio Volta, professor de física na Universidade de Pavia, explicou o que ocorrera no acidental experimento de Galvani, construindo a primeira pilha que era constituída de uma série de discos metálicos de cobre e zinco empilhados alternadamente, separados por um isolante (feltro) embebido numa solução de ácido sulfúrico.     

Em 1836 o químico John FredericDaniellconstruiu uma pilha diferente, interligando eletrodos que eram sistemas constituídos por um metal imerso em uma solução de seus respectivos íons.

Daniell percebeu que, se fizesse uma interligação entre dois eletrodos desse tipo, feito de metais diferentes, o metal mais reativo iria transferir seus elétrons para o cátion do metal menos reativo.

Materiais e Métodos

- Materiais Utilizados

ü  Arruelas de cobre

ü  Arruelas de alumínio

ü  Fios de cobre

ü  Multímetro digital

ü  Polímero de garrafa pet

ü  Solução química (Alvejante e cloro, água e sal, água sanitária)

ü  Silver tape

- Métodos
Reproduzimos uma serie de experimentos semelhantes ao método de Alessandro Volta que consiste em uma serie de discos metálicos de cobre e zinco embebidos em uma solução química capaz de oxirreduzir os metais.
Para tal experimento utilizamos arruelas de cobre e arruelas de alumínio.

No primeiro ensaio utilizamos um polímero de pet contendo apenas uma amostra de cada elemento embebidos em uma solução de cloro e alvejante no qual obtivemos 1,70 V. conforme imagem abaixo.

No segundo ensaio repetimos os materiais substituindo a solução de cloro por água sanitária e obtivermos 1,39V. conforme imagem abaixo.

No terceiro ensaio repetimos os materiais substituindo a solução de água sanitária por água e sal e obtivemos 0,51V. conforme imagem abaixo.

No quarto e ultimo ensaio colocamos 3 pilhas com a solução de cloro em serie e obtivemos 4,41V e ascender um LED amarelo. conforme imagens abaixo.

A tensão elétrica é uma denotação de quantidade de energia, que envolve em uma movimentação da carga elétrica em dois pontos em um espaço. Assim consegue uma forte relação com a energia potencial elétrica e muito mais com o campo elétrico. Tensão e campo elétrico são duas formas deferentes de falar sobre o mesmo fenômeno físico. As aplicações elétricas aumentam de tensão, que vale a um aumento no campo elétrico, que então resulta no grande aumento para a capacidade de armazenar a energia potencial elétrica para o sistema.

Juntos com outras grandezas elétricas, a corrente elétrica é uma das principais, por que se não tivesse cargas elétricas em movimento ordenado, os equipamentos que necessitam da energia elétrica, não iriam funcionar

A corrente elétrica geralmente tem um fluxo de cargas elétricas que se movem. As pilhas são um simples exemplo desse fenômeno.

As pilhas têm seus dois pólos, um positivo e um negativo. As cargas elétricas se movem entre uma diferença de potencial elétrico, chamado de tensão elétrica.

Como usar um multímetro?

Aqui vamos explicar como funciona o multímetro. É um multímetro básico, de baixíssimo custo e que permite medir:
 

 - Tensão Elétrica (volts) em corrente contínua e alternada;

 - Resistência elétrica (ohms);

 - Corrente Elétrica (amperes) em corrente contínua.

Este multímetro tem 3 partes: 
 

 - Display (Visor).

 - Chave Seletora

 - Bornes onde são conectadas as Pontas de Prova (Ponteiras)

O display é onde são mostrados os resultados das medidas. 

A maioria dos multímetros possui 3 ½ ou 4 ½ dígitos. O ½ dígito é usado para mostrar o sinal da medida ( + ou - )

A chave seletora serve para selecionar a função que se quer utilizar. 

O multímetro é desligado, escolhendo-se a posição correspondente na chave seletora.

Deve-se selecionar a escala imediatamente superior ao valor esperado da grandeza que se quer medir. 

Por exemplo, se você quer medir a tensão numa tomada, e espera que o valor esteja em torno de 220 volts, deverá selecionar a escala imediatamente superior a esse valor, ou seja, 750 volts (tensão alternada)

O multímetro vem acompanhado por duas pontas de prova ou ponteiras sendo uma na cor vermelha, normalmente usada na polaridade positiva e outra na cor preta, normalmente usada na polaridade negativa.

O multímetro possui 3 bornes de conexão para as ponteiras, que devem ser utilizados conforme a grandeza que deseja medir.

A ponta de prova preta deve ser ligada sempre ao borne COM (Terra/Negativo) e a ponta de prova vermelha deve ser ligada ao borne do meio..

A ponta de prova vermelha deve ser ligada sempre ao borne do meio, exceto quando se deseja medir corrente contínua acima de 200 mili-ampéres.

Quando se deseja medir corrente contínua acima de 200 mili-ampéres, deve-se conectar a ponta de prova vermelha no borne de cima.

Depois de conectar as pontas de prova aos bornes adequados é necessário colocar a chave seletora na posição adequada.

Equação do Gerador

I=0,5mA     

                    E=U+r.i   

                    2,7v=2,6v+0,1v                                      1) U=R-i    2)R=p.L

                    r.I= 0,1                                                                            A

                    r .0,5=0,1

                         1000  1

                    r= 0,1 x 1000

                               0,5

                    r=200

                        

                                                               Conclusão

Após as tentativas de reproduzir o método utilizado por Alessandro Volta observou-se que a oxirredução do cobre e alumínio com a solução de cloro é mais rápida e eficiente com relação as demais soluções (água sanitária e água e sal). Observou-se também que ao colocar as pilhas em serie a sua tensão quase triplicou esse aumento se da devido a ligação em série no qual a tensão e a corrente se comportam de maneira diferente, o fluxo da corrente será o mesmo nas cargas pois os elétrons passarão por um único caminho a tensão por sua vez será maior pois esta diretamente relacionada a uma alta resistência.

Palavras chaves

Elétrons: é uma partícula que constitui o átomo, ou seja, é uma partícula subatômica. Ele tem carga negativa e se localiza na eletrosfera, em torno do núcleo atômico, o que decorre da força eletromagnética.

Oxido – redução: Reações em que os elementos ganham ou perdem elétrons.

Eletrolise: é uma reação química que ocorre pela passagem da corrente elétrica através de um sistema líquido. Esse meio pode ser uma solução iônica (eletrolise aquosa) ou um composto iônico fundido (eletrolise ígnea).

Ácido sulfúrico: é um composto químico inorgânico, cuja fórmula é H₂SO₄. É um líquido incolor, viscoso e oxidante, pouco volátil, seu Ponto de Ebulição é 338°C e densidade 1,84g/cm³

Eletrodos: utilizados no experimento de Alessandro volta os eletrodos são discos de zinco e de cobre, cujo significado é caminho para eletricidade.

Íons: é um componente químico que resultam do processo de perda ou ganho de elétrons por meio de reações eletricamente carregadas. Este componente químico aparece nas reações a partir da necessidade do átomo de ter a mesma quantidade de prótons e elétrons.
Zinco: é um elemento químico metálico que no estado puro possui cor branco-azulado. Sua principal utilização é a galvanização do ferro ou aço devido a uma importante propriedade que é a produção de uma película protetora ao entrar em contato com a umidade, protegendo metal de corrosão.
Cobre:é um papel feito de lã ou pelos de animais, cujas fibras são agregadas por calandragem.
Cátion e Aníons:  são íons (átomos ou moléculas que perderam ou ganharam elétrons). Cátions têm carga positiva e ânions carga negativa....

Referência Bibliográfica

Ø Livro – Química integral – Martha reis.

Ø [PDF] Pilhas ou células eletroquímicas.