Construo de uma pilha com diferena de potencial determinada

IntroduoEste trabalho laboratorial foi feito no mbito da disciplina de qumica do 12 ano, aps o leccionamento de conceitos que seriam necessrios realizao do projecto. Como principais objectivos temos:. Identificar os constituintes de uma pilha electroqumica. Prever a diferena de potencial de uma pilha electroqumica conhecendo os elctrodos, terica e experimentalmente;. Encarnar o esprito de algum que esta a fazer um projecto de investigao, Contornando imprevistos e procedendo a alteraes no procedimentos, materiais, variveis, sempre que for necessrio;. Construo de uma pilha que apresente 1,5V.Regras/normas de segurana no laboratrio. Ter sempre presente que o laboratrio um local de trabalho srio e de risco potencial;. Conservar as bancadas limpas e arrumadas, assim como o cho.. No obstruir os locais destinados livre circulao;. Trabalhar em p;. Usar sempre bata limpa e justa, calado fechado e o cabelo, quando comprido, devidamente amarrado;. Antes do incio de qualquer trabalho laboratorial deve-se ter o cuidado de fazer uma preparao correcta, lendo os protocolos e assinalando todas as precaues a tomar;. Lavar as mos com frequncia, durante e no fim do trabalho laboratorial, proteger as feridas expostas e evitar o manuseamento dos aparelhos elctricos com as mos hmidas;. Antes do incio de qualquer trabalho laboratorial deve-se ter o cuidado de fazer uma preparao correcta, lendo os protocolos e assinalando todas as precaues a tomar;. No final do trabalho todo o equipamento e reagentes utilizados devem ser devidamente arrumadosA pilha de VoltaAps uma busca na internet, encontramos uma pilha que parecia ser fcil e interessante de fazer. A pilha de Volta.Alessandro Volta nasceu em 1745 em Camnago e morreu na mesma cidade em 1827. Volta realizou os seus primeiros estudos e as suas primeiras invenes na sua cidade natal, onde aos 29 anos foi indicado como director das escolas pblicas. Volta construiu a primeira pilha, no final de 1979. Esta consistia em dois pedaos de metal distintos (zinco e prata), separados por discos de papelo humedecidos com uma soluo salina e ligados em srie. Esta montagem foi chamada de clula galvnica e a combinao destas clulas formava uma pilha, cuja potncia dependia do nmero de clulas que estavam conectadas.ClculoPotencial padro elctrodosZincoE (ligado ao elctrodo padro) = 0,760 VE = E ctodo - E nodo 0,760 = 0,00 - E nodo E nodo = - 0,760VCobreE (ligado ao elctrodo padro) = 0,340V0,340 = E ctodo 0,00 E ctodo = 0,340 VPotencial padro da pilhaE 1 clula pilha = E ctodo - E nodo E 1 clula pilha = 0340 (-0,760) E 1 clula pilha = 1,10VE 6 clulas da pilha = 6 x 1,1Experiencia 1Materiais:. 6 Placas de cobre 2cm x 2cm;. 6 Placas de zinco 2cm x 2cm: . Papel de cozinha resistente: . Sumo de limo:. 2 Palitos de madeira afiados nas duas pontas:. Placa de 4 cm x 4 cm de esferovite:. Folha de alumnio:. 1 LED:. 1 VoltmetroProcedimento:1. Recortar um rectngulo de papel de alumnio com as dimenses 3 cm x 1,7 cm2. Recortar o papel de cozinha em 6 quadrados com dimenses de 1,7 cm x 1,7 cm3. Espremer o sumo do limo para um gobel4. Cortar os palitos em 25. Colocar o rectngulo de alumnio em cima da placa de esferovite6. Fixar os palitos na base de esferovite7. Em cima do rectngulo de alumnio, colocar uma das placas de cobre8. Embeber o quadrado de papel de cozinha no sumo de limo e coloca-lo em cima da placa de cobre9. Colocar a placa de zinco por cima do papel de cozinha.10. Repetir os ltimos 3 passos de forma a formar uma sanduche de 6 ou 8 andares. Fig. 1: Pilha de Volta constituda por 6 clulasRegisto de Resultados:N clulas/d.d.p.TericoExperimental

11,10 V0,00 V

66,6 V0,00 V

Aps a no obteno de valores de diferencia de potencial na montagem atrs descrita, ponderamos sobre as possveis causas e fizemos variar algumas variveis, utilizando sempre o mesmo material. Experiencia 1 a)Seguimos exactamente o mesmo procedimento, com excepo na colocao das placas de cobre e zinco. Estas, antes de serem colocadas na pilha de celulas, foram previamente mergulhadas no sumo de limo, com o intuito de aumentar a rea de contacto entre os elctrodos e o electrlito. Aps esta ligeira modificao o voltmetro acusou, de forma instvel, uma d.d.p. de aproximadamente 0,34 VFig. 2 d.d.p na pilha de Volta, experiencia 1 a)Registo de Resultados:N clulas/ d.d.p.TericoExperimental

11,10 V0,00 V

66,6 V0,34 V

Experiencia 2Material:. Sumo de limo . 3 Gobels. 3 Placas de cobre e 3 de zinco. 4 CrocodilosProcedimento:1. Distribuir o sumo de um limo por 3 gobels.2. Ligar uma das extremidades do crocodilo a uma placa de cobre. A outra extremidade liga-se ao voltmetro.3. Ligar uma das extremidades de um outro crocodilo a uma placa de zinco e a outra a uma placa de cobre. Ligar um outro crocodilo de igual forma.4. Ligar uma das extremidades de um quarto crocodilo 3 placa de zinco. A outra extremidade liga-se ao voltmetro.5. Mergulhar os pares placa de cobre/ zinco nos gobels, concluindo assim o circuito.Fig 3: d.d.p. apresentada na pilha da experincia 2

Fig 4: pilha de Volta construida na experiencia 2Registo de Resultados:N clulas/ d.d.p.TericoExperimental

11,10 V----

33,3 V0,99V

Experiencia 2 a)Material:. O mesmo utilizado na experiencia 1. 6 Gobels. 7 CrocodilosProcedimentoO mesmo descrito na experiencia 2 b), mas com a utilizao de 6 gobels, 6 placas de cobre e de zinco e 7 crocodilosFig 5 e 6: Circuito montado. Pilha de Volta e d.d.pRegisto de Resultados:N clulas/ d.d.p. TericoExperimental

11,10 V----

66,6 V2,46 V

Anlise de Resultados/ ConclusoInicialmente pensamos construir uma pilha de Volta seguindo o procedimento que encontramos num site e depois liga-la a um LED.Concluda a montagem, ligamos o voltmetro nossa pilha. Este no acusou qualquer d.d.p. De entre as possveis causas destacamos as seguintes:. Ms condies do material utilizado, nomeadamente das placas de zinco e cobre;. Mau contacto entre as placas de zinco e cobre (elctrodos) e o sumo de limo (eletrlito):. Existncia de bolhas de ar;. Substituio de placa de poliestireno por esferovite, podendo isto diminuir o isolamento;. Imperfeio do voltmetro;. Erros no manuseamento do materialAps o 1 fracasso fizemos algumas alteraes (Experiencias 1 a) e 2 a)). Nestas, o voltmetro acusou de forma instvel alguma d.d.p. Mas nunca, aquela que era suposto apresentar de acordo com os clculos tericos.Numa 4 tentativa, mantivemos os materiais, variamos o procedimento e finalmente alcanamos a d.d.p pretendida. A soluo encontrada foi montar um circuito em serie, utilizando 6 gobels e 7 crocodilos. A nossa pilha final continha ento 6 clulas e apresentou um potencial de 2.46 V. um valor muito inferior ao esperado de acordo com os clculos tericos (6,6 V). De entre as possveis causas para essa discrepncia destacamos:. Perdas de energia sob a forma de corrente;. Proximidade dos elctrodos utilizados na tabela peridica;. Mau contacto entre os elctrodos e o electrlito;. Ms condies do material usado (ex: o zinco e o cobre poderiam j ter estado em contacto com outras substancias)Aps a realizao deste trabalho, pudemos concluir que a elaborao e a concretizao de um projecto no assim to limiar. necessrio perceber o que estamos a fazer e ter a capacidade de contornar imprevistos, elaborar hipteses, test-las e acima de tudo nunca desistir.