TRABALHO DE LABORATÓRIO DE PILHA

.Resumo

A utilização de aparelhos eletrônicos portáteis gera a necessidade de fontes de energia portáteis. Estas fontes de energia, conhecidas como pilhas e baterias, geram eletricidade através de reações químicas de óxido-redução, observadas pelo experimento a seguir.

2.Objetivos

Esta experiência tem como objetivo a observação de uma reação de óxido-redução através da montagem de uma Pilha de Daniell, a identificação dos eletrodos e pólos da pilha, o cálculo da ddp e a verificação da soma das “voltagens” quando se liga pilhas em série, formando baterias.

3.Introdução

O homem aprendeu a produzir energia elétrica de várias maneiras: usando quedas d’água, queimando combustíveis fósseis, através de reações nucleares, usando a força dos ventos, entre outras. No entanto, quando necessitamos utilizar aparelhos portáteis como celulares, rádios, laptops e outros equipamentos, utilizamos fontes de energia portáteis: pilhas e baterias. Estas fontes geram energia através de reações químicas de óxido-redução.

As reações de óxido-redução são aquelas em que o Nox de pelo menos uma das espécies envolvidas no processo sofre alteração. Normalmente uma das espécies sofre oxidação enquanto outra sofre redução. Se o elemento tem seu Nox aumentado algebricamente, então ele sofre oxidação; se ele tem seu Nox diminuído algebricamente, então ele sofre redução.

4.Parte Experimental

4.1.Materiais e Reagentes

• 70 mL de solução CuSO4 1,0 mol/L-1;

• 70 mL de solução ZnSO4 1,0 mol/L-1;

• Copo de porcelana;

• Béquer de 250mL;

• Placa de zinco (Zn) 10 x 2 cm;

• Placa de cobre (Cu) 10 x 2 cm;

• 2 fios de cobre soldados uma ponta a um jacaré e outra ponta a um plugue banana;

• 1 multímetro;

• 1 LED (diodo emissor de luz) vermelho.

4.2.Experimento

Coloca-se a solução aquosa de 1,0 mol/L-1 no copo de porcelana e no béquer coloca-se a solução aquosa de ZnSO4 1,0 mol/L-1. A seguir, introduz-se o copo de porcelana dentro do béquer (deve-se ter o cuidado de não causar transbordamento e misturar as soluções). Após isso, coloca-se o eletrodo de Cu dentro da solução CuSO4 (aquosa) e o eletrodo de Zn na solução ZnSO4 (aquosa). Com o auxílio do multímetro (adequadamente ajustado para a escala de tensão contínua) e dos cabos de cobre, mede-se a ddp (tensão ou fem) desta pilha. Observa-se que o valor apresentado é de aproximadamente 1,1 Volts, dado pela fórmula:

ΔEo = Eored maior – Eored menor

ΔEo = diferença de potencial; Eored maior = potencial de redução maior entre os elementos utilizados; Eored menor = potencial de redução menor entre os elementos utilizados.

Coloca-se, então, os terminais do LED em contato com os eletrodos da pilha (atentando para a polaridade do mesmo) e nota-se que ele não se altera, pois não há ddp suficiente para que ele emita luz.. Coloca-se, então, duas pilhas em série, tomando o cuidado de conectar o eletrodo positivo (Cu) de uma no eletrodo negativo (Zn) da outra. Mede-se novamente a ddp da bateria e verifica-se que a tensão praticamente dobrou, pois a ddp de uma pinha somou-se à da outra, atingindo valores em torno de 2,2 Volts. Agora coloca-se novamente os terminais do LED em contato com o pólo positivo de uma pilha ao pólo negativo da outra e observa-se que o LED se ilumina. Se juntarmos agora outras pilhas e ligá-las em série umas com as outras, o valor da ddp de cada uma será somado, permitindo alimentar cargas que demandam uma tensão maior.

5.Resultados e Discussão

Após colocar as soluções nos recipientes, colocamos o copo de porcelana dentro do béquer e então colocamos a barra de cobre dentro do copo de porcelana, imerso na solução de CuSO4, e a barra de zinco dentro do béquer, imerso na solução de ZnSO4. Conectamos o multímetro aos eletrodos e obtivemos a leitura de 1,06 V. Colocamos então os terminais do LED em contato com os eletrodos da nossa pilha e o mesmo permaneceu inalterado, pois não havia tensão suficiente para ele funcionar.

Solicitamos ao outro grupo que nos emprestasse sua pilha e ligamos a nossa pilha em série, conectando o eletrodo de cobre de nossa pilha ao eletrodo de zinco da pilha deles, formando uma bateria. Medimos novamente e obtivemos a leitura de 2,12 V. Conectamos, então, o LED a esta bateria e o LED iluminou-se. Solicitamos mais uma pilha a outro grupo e ligamos em série com a nossa bateria, obtendo a leitura de 3,15 V.

Como o tempo para a experiência foi curto, não pode ser observada a corrosão da placa de zinco, causada pela oxidação, nem a descoloração da solução CuSO4, causada pela redução.

6.Conclusões

Através dos experimentos