Ciência em Casa
Pilha de Daniell
Ciência em Casa

Material

      Algodão.
      Tubo de borracha.
      Dois copos de vidro.
      Dois fios condutores com crocodilos.
      Voltímetro.
      Luvas de latex.
      Óculos.
 
Compostos

      Água destilada.
      Placa de cobre.
      Placa de zinco.
      Sulfato de cobre.
      Sulfato de zinco.
      Cloreto de sódio.
 
Vídeo:  
download1.avi (330 KB)
download2.avi (230 KB) ponte salina


Fotos:  







Procedimento

     1. Atenção! Durante a execução desta experiência deves proteger as mãos com umas luvas e os olhos com uns óculos.

     2. Começa por preparar uma solução aquosa de cloreto de sódio para a ponte salina.

     3. Deita a solução aquosa de água e sal no tubo de borracha e encerra as extremidades com algodão. (o algodão deve ser colocado de maneira a impedir que a solução de NaCl saia. No tubo não deve ser visível qualquer bolha de ar. Caso exista a performance da ponte salina pode ser seriamente prejudicada)

     4. Enche 2/3 do volume total dos copos com água destilada.

     5. Deita uma colher de sulfato de cobre no primeiro copo e uma colher de sulfato de zinco no segundo. Mistura bem as soluções.

     6. Utilizando um fio condutor com crocodilos nas extremidades, une o eléctrodo de zinco ao fio preto (COM) do voltímetro.

     7. Com o outro fio, une o fio vermelho do voltímetro ao eléctrodo de cobre.

     8. Mergulha cada uma das extremidades da ponte salina nas soluções de sulfato de zinco e sulfato de cobre. (o sistema não funciona se a ponte salina não estiver bem mergulhada)

     9. Mergulha o eléctrodo de zinco na solução de sulfato de zinco. (cuidado com manuseamento do sulfato de zinco porque este é nocivo)

     10. Mergulha o eléctrodo de cobre na solução de sulfato de cobre. (podes verificar que o voltímetro passa a apresentar uma diferença de potencial próxima de 1,1 V)
 
O porquê?

Na pilha de Daniell, o eléctrodo de cobre (cátodo) atrai electrões do eléctrodo de zinco (ânodo). Estes electrões passam através do circuito eléctrico em questão. Assim que o eléctrodo de cobre recebe electrões, os iões Cu2+ presentes na solução de sulfato de cobre aproximam-se do eléctrodo de maneira a igualizar as cargas negativas. Quando os iões Cu2+ alcançam a superfície do cobre recebem dois electrões, depositando-se no eléctrodo sob a forma de metal. Por sua vez, por cada ião de cobre depositado, um ião Zn++ é libertado do eléctrodo de zinco para a solução de sulfato de zinco.

Assim como acontece para qualquer pilha, a pilha de Daniell não dura para sempre. Na realidade, a produção de corrente eléctrica diminui à medida que a concentração do electrólito de zinco aumenta e a do electrólito de cobre diminui. No que diz respeito à ponte salina, a função desta é permitir o transporte de cargas de uma solução para a outra. Visto que no interior desta existe uma solução salina, à medida que se vão acumulando as cargas positivas (Zn++ no electrólito de sulfato de zinco, o Cl- da solução aquosa de NaCl compensa o balanço de cargas. Assim, os gradientes de concentração (polarização) devidos à presença de cargas não compensadas é minimizada pelo menos nos instantes iniciais.
A pilha de Daniells pode produzir potenciais eléctricos superiores quando se unem diversas unidades independentes em série por intermédio de fios condutores. Não te esqueças de experimentar a ciência em casa!




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