Póster científico

Construção de uma pilha com tensão específica

André Oliveira, João Pedro, Nikita Luksha, Paulo Sousa12ºA e 12ºB, Escola Básica e Secundária Santos SimÕes

Material

Introdução

→ 2 gobelés de capacidade 150ml;→ Tubo de plástico/borracha; → Lâmina de zinco; → Lâmina de cobre; → Par de fios; → Lixa; → Voltímetro; → Algodão;

→ Termómetro; → Soluções aquosas: - Sulfato de cobre(II) (CuSO4), 0,6263 mol/L; - Sulfato de zinco (ZnSO4), 0,3773 mol/L; - Cloreto de sódio (NaCl), saturada

O desenvolvimento de dispositivos capazes de gerar uma tensão elétrica precisa e adaptada a requisitos específicos tornou-se crucial em um cenário em que a eficiência energética e a sustentabilidade desempenham papéis preponderantes.

Deste modo, o objetivo geral desta atividade prático-laboratorial é compreender como construir uma pilha com uma determinada diferença de potencial elétrico. A construção desta pilha (célula galvânica) envolve diversos materiais , sendo a sua tensão dependente de vários fatores.

Procedimento

2-

1-

Lavaram-se as lâminas com água destilada e colocou-se a lâmina de cobre no gobelé com a solução de sulfato de cobre(II) e a lâmina de zinco no gobelé que continha a solução de sulfato de zinco.

Colocaram-se as soluções, previamente preparadas, de CuSO4 num gobelé e a de ZnSO4 noutro gobelé.

4-

Ligou-se cada um dos fios ao voltímetro e preparou-se a ponte de salina.

3-

Colocou-se um fio com o crocodilo na lâmina de zinco e outro na lâmina de cobre.

5-

Introduziu-se uma extremidade da ponte salina no copo que continha a solução de CuSO4 e a outra extremidade no copo que continha a solução de ZnSO4.

6-

7-

Esperou-se algum tempo e registou-se a leitura efetuada no voltímetro.

Por fim, registou-se a temperatura das soluções.

Tratamento de resultados

Equação de Nernst

Conclusão

Após a experiência e com base no erro percentual (1,87%), podemos concluir que puderam ter havido alguns erros aquando do procedimento experimental, tais como a temperatra das soluções ou a presença de impurezas nas lâminas, acabando por afetarem o valor final da força eletromotriz da pilha.

Nesta experiência o elétrodo de zinco foi oxidado (perdeu eletrões), e o elétrodo de cobre foi reduzido (recebeu eletrões). Assim, o fluxo de eletrões aconteceu do elétrodo de zinco para o elétrodo de cobre.Desta forma, observou-se a deposição de cobre sobre a placa de cobre e a diminuição da massa da lâmina de zinco

Referências bibliográficas

PAIVA, João; FERREIRA, António José; VALE, João; MORAIS, Carla- 12 Q: Química- 12ºANO. Portugal: Texto Editores, 2023. ISBN9789724757926.

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Neste tipo de pilhas (células galvânicas), denominadas pilhas de Daniell, produz-se corrente elétrica a partir da seguinte reação de oxidação-redução espontânea:

Fig.3- Tranferência da solução de ZnSO4 para um gobelé.

Fig.2- Tranferência da solução de CuSO4 para um gobelé.

Fig.4- Lâminas de zinco e cobre a serem lixadas, respetivamente, de forma a remover impurezas e óxidos das suas superfícies.

Fig.6- Lavamento da lâmina de zinco com àgua destilada.

Fig.5- Lavamento da lâmina de cobre com àgua destilada.

Fig.7- Colocação da lâmina de zinco dentro do gobelé que contém a solução de sulfato de zinco.

Fig.9- Colocação de um fio com crocodilo na lâmina de zinco

Fig.8- Colocação de um fio na lâmina de cobre

Fig.10- Ligação de cada um dos fios ao voltímetro

Fig.12- Colocação de algodão embebido na solução de NaCl nas extremidades do tubo de plástico.

Fig.11- Colocação da solução de NaCl saturada no tubo de plástico/borracha.

Fig.13- Introdução de uma extremidade da ponte salina no copo que continha a solução de CuSO4 e a outra extremidade no copo que continha a solução de ZnSO4

Fig.14- Registo da leitura efetuada no voltímetro (1,07V)

Fig.15- Registo da temperatura das soluções (15,9 ºC).