Materiais e Procedimento da Pilha de Banana

Materiais:

• Fio de Magnésio;
• Fio de Cobre;
• Fios para ligação;
• Voltímetro;
• Amperímetro;
• 2 bananas (uma madura e outra verde).

Procedimento:

1. Utilizando um fio eléctrico com crocodilos nas extremidades unir o  voltímetro ao eléctrodo de cobre;
2. Com outro fio unir o voltímetro ao eléctrodo de magnésio;
3. Espetar os eléctrodos na banana tendo em conta que estes não se devem tocar;
4. Registar a diferença de potencial obtida na pilha;
5. Trocar o voltímetro por um amperímetro e registar o valor de intensidade obtido;
6. Para aumentar a força electromotriz pode-se fazer uma bateria, colocando as bananas em série:
1. Ligar o fio de magnésio de uma das bananas ao fio de cobre da outra;
2. Ligar o fio de cobre da primeira das bananas e o fio de magnésio da segunda ao amperímetro/voltímetro;
7. Registar a diferença de potencial do circuito eléctrico;
8. Se a d.d.p. for superior a 1,5 V pode-se substituir o voltímetro por uma lâmpada;
9. Se a diferença de potencial for inferior ao valor referido, ou se a lâmpada não acender ligar uma lâmpada LED;
10. Substituir o voltímetro por um amperímetro;
11. Registar valores obtidos;
12. Observar se houve alterações visíveis nos eléctrodos.

Fonte:
Bateria Voltaica (Fazendo uma Pilha de Banana). Consultado em 06/01/2010 em http://www.cienciamao.if.usp.br/tudo/exibir.php?midia=pmd&cod=_pmd2005_1011

Principios Teóricos da Pilha Electroquímica de Banana

Esta pilha tem por base a Reacção de Oxidação-Redução entre o Cobre e o Magnésio, que está explicada anteriormente, mantendo as suas características (notação, reacção global, cátodo, ânodo).

Nesta pilha os electrólitos e a ponte salina são substituídos por uma banana, que por ter propriedades condutoras transporta os electrões desde o ânodo até ao cátodo, neste caso o eléctrodo de Magnésio e o eléctrodo de Cobre, respectivamente.

Para aumentar a diferença de potencial obtida para ligar pequenos aparelhos, pode-se montar duas ou mais bananas em série, procedendo-se de modo similar ao da montagem em série com os limões.

Fontes:

Vargas, D; Melo, F e Marchan, G. Construindo uma Bateria Eléctrica de Batatas:Bateria. Consultado em 06/01/2010 em http://www.cienciamao.if.usp.br/tudo/exibir.php?midia=fef&cod=_construindoumabateriacombatatasbatateria
Banana. Consultado em 06/01/2010 em http://pt.wikipedia.org/wiki/Banana
Bateria Voltaica (Fazendo uma Pilha de Banana). Consultado em 06/01/2010 em http://www.cienciamao.if.usp.br/tudo/exibir.php?midia=pmd&cod=_pmd2005_1011

Conclusões da Experiência de construção da Pilha de Limão

Como era de esperar a pilha construída com 2 limões em série teve uma diferença de potencial maior do que aquela que foi construída com apenas um limão, apesar de a diferença entre os valores não ser o dobro como esperado. Tal deve-se às condições ambientais e ao estado de conservação dos fios eléctricos utilizados. A intensidade da energia eléctrica utilizada foi muito pequena, ou seja a velocidade de circulação dos electrões foi muito baixa. Tal facto foi causado pela elevada resistência da corrente, e dos materiais, tal como os fios condutores. Por isso, em nenhum dos casos foi possível ligar qualquer aparelho eléctrico.

Para facilitar o movimento dos electrões experimentou-se utilizar apenas o sumo de limão em 4 copos de precipitação ligados em série. Como era esperado neste caso o valor da diferença de potencial e a intensidade da corrente aumentou, e a Resistência diminuiu. Continuou a não ser possível ligar uma lâmpada normal (1,5 V) mas foi possível ligar uma lâmpada LED, pelo que se confirmou a produção de energia eléctrica pela pilha.

Tanto com a utilização dos limões, ou com o sumo, observou-se que a fita de magnésio em contacto com o limão, ficou mais brilhante, o que resulta da remoção dos átomos periféricos, que estavam mais baços. Junto aos eléctrodos surgiu uma espuma, especialmente visível quando foi utilizado o sumo dos limões, que deverá ter sido causada pela “agitação” microscópica causada pela passagem de átomos a iões e vice-versa.

Materiais e Procedimento da Pilha de Limão

Materiais:

• Limões;
•  Fio de cobre;
•  Fio de magnésio;
• Voltímetro;
• Amperímetro;
• Fios eléctricos com crocodilos nas extremidades;
• Almofariz;
• 4 copos de precipitação de 50 mL;
•  5 fios eléctricos;

Procedimento:
1- Utilizando um fio eléctrico com crocodilos nas extremidades unir o voltímetro ao eléctrodo de cobre;
2- Com outro fio unir o voltímetro ao eléctrodo de zinco;
3- Espetar os eléctrodos no limão tendo em conta que estes não se devem tocar;

4- Registar valore de diferença de potencial;
5- Substituir o voltímetro por um amperímetro;
6- Registar valore da intensidade da corrente;
7- Ligar uma lâmpada LED;

8- Ligar dois ou mais limões em série: - ligar o fio de zinco de um dos limões ao amperímetro/voltímetro, e o fio de cobre desse limão ao fio de zinco de 2º limão. Por fim ligar o fio de cobre ao amperímetro/voltímetro.

9- Registar os valores de intensidade e de diferença de potencial obtidos.
10- Tentar ligar uma lâmpada e/ou LED e/ou campainha ao circuito.
11- Se tal não resultar, espremer o sumo dos limões para dentro de copos de precipitação pequenos (50 mL), colocar dentro de cada um, um fio de cobre e um de magnésio. Ligar em série, procedendo de modo idêntico ao passo 8.

12- Registar os valores de intensidade e de diferença de potencial obtidos.
13- Tentar ligar uma lâmpada/LED/campainha.
14- No final da experiência, observar as alterações visíveis nos eléctrodos, limões e/ou sumo destes.


Fonte:

Silva, V. Pilha de Limão – Ciência em casa. Consultado em 6 de Janeiro de 10 em http://cienciaemcasa.cienciaviva.pt/pilha_limao.html

Princípios Teóricos da Pilha Electroquímica de Limão

É possível construir uma pilha a partir de Limão e de Cobre e de Magnésio porque o limão contém propriedades químicas, que lhe conferem condutibilidade (nomeadamente as ácidas). Devido a estas propriedades, a polpa desta fruta funciona simultaneamente como ponte salina e electrólito, permitindo que a pilha funcione. As reacções que ocorrem entre os eléctrodos são as já explicadas anteriormente, pelo que o funcionamento teórico de geração da corrente eléctrica é similar a uma pilha tradicional.



Para que a pilha resulte, necessitamos de uma placa de cobre e uma placa de magnésio. Inserimos os dois referidos objectos no interior do limão a uma curta distância e assim iremos provocar uma reacção de oxidação-redução, na qual a energia química é convertida em energia eléctrica.


Este tipo de processo de produção contínua de energia eléctrica pode-se ser mesmo utilizado para ligar pequenos dispositivos, como lâmpadas fracas e calculadoras. Para se aumentar a diferença de potencial obtida, podem se ligar limões em série, obtendo-se uma bateria. As ligações em série consistem em ligar o pólo positivo da primeira célula ao pólo negativo da segunda, e o pólo positivo da segunda ao pólo positivo da terceira, somando-se as diferenças de potencial de cada pilha individualmente. Ou seja, se montarmos em série uma pilha com 0,5 V com outra de 0,4 V, obtém-se uma bateria com uma força electromotriz de 0,9 V (teoricamente).

Fontes:
Pilhas. Consultado em 6 de Janeiro de 10 em http://www.jorgeneto.eprofes.net/pilhas.htm
Silva, V. Pilha de Limão – Ciência em casa. Consultado em 6 de Janeiro de 10 em http://cienciaemcasa.cienciaviva.pt/pilha_limao.html

Pilhas de Magnésio e de Cobre

Por trás de uma pilha de Magnésio e de Cobre está uma reacção redox, regida pelos princípios básicos de qualquer reacção deste tipo.
Assim, o magnésio como tem o potencial de (auto) redução nas condições padrão mais baixo que o do cobre vai sofrer uma semi-reacção de oxidação:

Este metal é o ânodo, pois a semi-reacção cria um excesso de electrões. Já o cobre vai sofrer uma semi-reacção de redução:

Este eléctrodo é o cátodo, pois existe um excesso de carga positiva.

Portanto, somando as semi-reacções, obtém-se que a equação global da pilha é:

E a sua notação é a seguinte:

Consultando a série electroquímica sabe-se que Eº (Cu2+/Cu) = +0,34 V e que Eº (Mg2+/Mg) = -2,37 V. Logo aplicando a formula, Eº = Eº cátodo – Eº ânodo, obtêm-se que Eº pilha = 2,71 V (força electromotriz da pilha nas condições padrão), sendo este um valor puramente teórico que não é possível obter, pois não vamos realizar as pilhas em concentrações padrão de temperatura e de pressão.

São estes os raciocínios que suportam o funcionamento das pilhas que o grupo irá testar.