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<strong>Pilha</strong> <strong>de</strong> moedas<br />
Intro<br />
Introdução<br />
01<br />
02 03 04<br />
05<br />
06<br />
A pilha eletroquímica é um sistema constituído por anodo (eletrodo <strong>de</strong><br />
oxidação), catodo (eletrodo <strong>de</strong> redução), eletrólito (condutor iônico)<br />
e condutor metálico (condutor <strong>de</strong> corrente elétrica). É caracterizada<br />
por uma diferença <strong>de</strong> potencial entre seus eletrodos que resulta na<br />
transformação <strong>de</strong> energia química em energia elétrica. O material<br />
do anodo é oxidado, produzindo cátions e elétrons. Os cátions<br />
dissolvem-se na solução, enquanto os elétrons fluem pelo condutor<br />
elétrico. Quando os elétrons chegam ao catodo, atraem cátions da<br />
solução eletrolítica que se reduzem e se <strong>de</strong>positam sobre a superfície<br />
<strong>de</strong>sse eletrodo. Para permitir o funcionamento da pilha, é necessário<br />
introduzir uma ponte salina a fim <strong>de</strong> repor os íons nos eletrólitos. A<br />
movimentação <strong>de</strong> íons em solução viabiliza a condução <strong>de</strong> corrente<br />
elétrica no circuito. O processo é contínuo, até que certas condições<br />
não sejam mais favoráveis para sua manutenção.<br />
Existe um tipo <strong>de</strong> pilha na qual os eletrodos são feitos do mesmo<br />
metal. A diferença <strong>de</strong> potencial, neste caso, ocorre quando o catodo<br />
e o anodo estão em contato com soluções <strong>de</strong> seus íons que possuem<br />
diferentes concentrações. Esta é chamada pilha <strong>de</strong> concentração<br />
iônica. De acordo com o equilíbrio:<br />
Materiais Necessários<br />
Mn +<br />
(aq) + n e– M (s)<br />
po<strong>de</strong>-se verificar que, em cada eletrodo, diminuindo a concentração <strong>de</strong><br />
íons, há <strong>de</strong>slocamento do equilíbrio no sentido inverso, aumentando a<br />
tendência <strong>de</strong> perda <strong>de</strong> elétrons por parte do metal. Assim, o eletrodo<br />
imerso na solução mais diluída será o anodo e o eletrodo imerso na<br />
solução mais concentrada será o catodo. Os elétrons escoarão, pelo<br />
condutor, do anodo para o catodo.<br />
* Dois recipientes rasos <strong>de</strong> plástico;<br />
* Um papel-filtro;<br />
* Duas moedas <strong>de</strong> cobre;<br />
* Um multímetro;<br />
* Solução <strong>de</strong> sulfato <strong>de</strong> cobre 1,0 mol/L;<br />
* Solução <strong>de</strong> sulfato <strong>de</strong> cobre 0,1 mol/L;<br />
* Solução <strong>de</strong> cloreto <strong>de</strong> potássio;<br />
* Solução <strong>de</strong> hidróxido <strong>de</strong> sódio 0,1 mol/L;<br />
07<br />
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Fernando Jardim<br />
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<strong>Pilha</strong> <strong>de</strong> moedas<br />
Intro 01<br />
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Passo 1<br />
Adicione três gotas da solução <strong>de</strong> sulfato <strong>de</strong> cobre 1,0 mol/L no centro <strong>de</strong> um recipiente, e, no centro do<br />
outro, três gotas da solução <strong>de</strong> sulfato <strong>de</strong> cobre 0,1 mol/L.
<strong>Pilha</strong> <strong>de</strong> moedas<br />
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Passo 2<br />
Coloque um recipiente raso junto ao outro e coloque uma tira <strong>de</strong> papel-filtro <strong>de</strong> modo que cada ponta do<br />
papel fique em contato com uma solução, como uma ponte.
<strong>Pilha</strong> <strong>de</strong> moedas<br />
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Passo 3<br />
Coloque uma moeda em cada centro dos recipientes e adicione gotas da solução <strong>de</strong> cloreto <strong>de</strong> potássio<br />
no papel-filtro até que fique totalmente ume<strong>de</strong>cido.
<strong>Pilha</strong> <strong>de</strong> moedas<br />
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Passo 4<br />
Meça a diferença <strong>de</strong> potencial utilizando o multímetro, colocando cada pólo do aparelho em contato com<br />
uma moeda.
<strong>Pilha</strong> <strong>de</strong> moedas<br />
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Passo 5<br />
Adicione três gotas da solução <strong>de</strong> hidróxido <strong>de</strong> sódio no centro on<strong>de</strong> foi adicionada a solução menos<br />
concentrada <strong>de</strong> sulfato <strong>de</strong> cobre. Meça a diferença <strong>de</strong> potencial entre as moedas e compare com o valor<br />
encontrado anteriormente.
<strong>Pilha</strong> <strong>de</strong> moedas<br />
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Passo 6<br />
O que acontece<br />
O experimento consiste em montar uma pilha <strong>de</strong> concentração iônica. As moedas, em contato com<br />
soluções <strong>de</strong> diferentes concentrações, tornam-se eletrodos com potenciais eletroquímicos diferentes. O<br />
eletrodo mergulhado na solução mais concentrada possui maior potencial <strong>de</strong> redução, pois esta solução<br />
apresentar um excesso <strong>de</strong> íons em relação à outra, sendo ele o catodo. O eletrodo mergulhado na solução<br />
menos concentrada possui menor potencial <strong>de</strong> redução, porque o equilíbrio é <strong>de</strong>slocado no sentido <strong>de</strong><br />
formar mais cátions, ou seja, oxidação. Então, ele será o anodo. A ponte <strong>de</strong> cloreto <strong>de</strong> potássio repõe os<br />
íons nas soluções eletrolíticas e o multímetro fecha o circuito permitindo a condução elétrica.<br />
A adição da solução <strong>de</strong> hidróxido <strong>de</strong> sódio na região do anodo provoca um <strong>de</strong>slocamento mais brusco do<br />
equilíbrio <strong>de</strong> oxirredução, no sentido da oxidação. Isso ocorre porque os íons hidroxila reagem com os<br />
cátions <strong>de</strong> cobre formando um composto insolúvel, hidróxido <strong>de</strong> cobre, Cu(OH) 2 . Assim, a diferença <strong>de</strong><br />
potencial entre os eletrodos aumenta consi<strong>de</strong>ravelmente.<br />
A<strong>de</strong>mais, observa-se que à medida que a reação se processa, a diferença <strong>de</strong> potencial e a corrente<br />
elétrica diminuem porque a diferença entre as concentrações dos eletrólitos também diminui. A pilha<br />
funciona até que essas concentrações se igualem.
<strong>Pilha</strong> <strong>de</strong> moedas<br />
Intro 01<br />
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06<br />
Passo 7<br />
Veja Também<br />
Vicente Gentil, Corrosão, LTC – Livros Técnicos e Científicos Editora S.A.<br />
http://cienciaemcasa.cienciaviva.pt/pilha_concentracao.html<br />
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