Conclusões da Experiência de construção da Pilha de Banana

Na banana madura, verificamos que a corrente eléctrica produzida tem maior diferença de potencial do que na banana verde, e isto aconteceu pois a banana verde tem pouca água em comparação à banana madura. A água torna a banana mais condutora provocando a dita diferença de tensão eléctrica.

Quando se ligou as bananas em série registou-se uma diferença de potencial mais elevada (apesar de não ser a esperada, ou seja não corresponder à soma dos valores medidos na banana verde e na banana madura) e uma intensidade mais elevada, ou seja com uma circulação de electrões mais rápida. A resistência também foi muito elevada, logo por todas estas razões não foi possível ligar uma lâmpada de 1,5 volts mas foi possível ligar uma lâmpada LED visto que esta não exige tanta diferença de potencial e intensidade para ser ligada.

Com estes valores, conseguimos perceber que a pilha de banana gera menos energia eléctrica do que a pilha de limão, pois este é mais ácido e mais sumarento, logo tem propriedades mais condutoras.

Também é de referir que a diferença de potencial,tanto no caso da pilha electroquímica de banana, como na pilha electroquímica de limão, tem valores muito diferentes dos esperados teoricamente, pois foram utilizados fios metálicos, em vez de placas, o que reduziu bastante a área de superfície reaccional.

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.