"Somos Físicos" Pilha de Limão (Eletroquímica)

SE A VIDA TE DER LIMÕES, FAÇA UMA BATERIA!!

Em Eletroquímica, uma pilha (bateria ou célula galvânica) costuma ser definida como um processo espontâneo no qual a energia química é transformada em energia elétrica.

Por exemplo, as pilhas comuns que costumamos usar em aparelhos eletrônicos possuem em seu interior uma série de espécies químicas, entre elas metais e soluções eletrolíticas que causam reações de oxidorredução (com perda e ganho de elétrons), que geram uma diferença de potencial (ddp). Os elétrons, por apresentarem carga negativa, migram do eletrodo negativo, denominado ânodo, que é o metal com maior tendência de doar elétrons; para o positivo, que recebe o nome de cátodo (metal com maior tendência de receber elétrons). Desse modo é gerada uma corrente elétrica que faz o equipamento funcionar.

Todas as pilhas baseiam-se nesse mesmo princípio de funcionamento. Pensando nesses termos é possível produzir uma pilha utilizando limão, laranja, tomate, batata e refrigerante; pois todos esses materiais citados possuem em seu interior soluções com cátions e ânions, isto é, espécies químicas com cargas positivas e negativas, respectivamente, e que podem sofrer migrações se estabelecida uma conecção, gerando corrente elétrica. Veja como isso é possível na explicação a seguir:

OBJETIVO GERAL:

Produzir eletricidade pelo método de oxi-redução de metais utilizando frutas.

FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA:

Através de metais com diferentes potenciais elétricos conseguiremos produzir uma corrente elétrica suficiente para acender um led (lâmpada colorida encontrada em televisores, sons, brinquedos e qualquer eletrônica). Um dado metal fornecerá elétrons para o outro, por uma reação de oxi-redução, gerando uma corrente elétrica.

MATERIAL:

- LED

- Limão (O experimento será descrito com limão mas também pode ser feito com laranja, caqui, batata, etc…)

- Fio condutor

- Placa de cobre

- Placa de zinco

OBS: Pode ser feito utilizado ao invés e zinco e cobre, zinco e elumínio ou latão e alumínio.

PROCEDIMENTO:

Após fincar as plaquinhas no limão e uní-las por fios, pode-se ligá-las a um LED. A corrente produzida é suficiente para acendê-lo, ainda que por alguns minutos. Não esqueça de antes limpar as peças de metal, e evitar que elas se toquem no interior do limão.

Se for muito difícil trabalhar com apenas um, tente experimentar uma ligação em série: lâmpada-cobre-limão-zinco-fio-cobre-limão-zinco-lâmpada. O resultado é mais visível.

Informações retiradas do Site:fisicomaluco.com

"Somos Físicos" Carro Elástico ( Conservação de Energia Mecânica)

Fundamentação Teórica

Energia

Energia é a capacidade de realizar trabalho. Todas as formas de energia se enquadram em duas categorias básicas: energia potencial e energia cinética. Energia potencial é a energia mecânica decorrente da posição de um corpo. Ela também é conhecida como energia armazenada. Um carro em repouso possui energia potencial. Energia cinética é a energia mecânica decorrente da movimentação de um corpo. Para um carro se mover, a energia potencial precisa ser transformada em energia cinética.

Podemos dizer que o elástico, como uma mola, armazena energia potencial elástica. Percebemos isso quando o elástico é contraído e, em seguida, solto. Nesse exemplo veremos que o elástico volta ao seu estado normal, ou seja, ele tende sempre a voltar à sua forma original. Um elástico quando pressionado pode realizar trabalho sobre um objeto aplicando uma força sobre ele.

No caso do carrinho, o elástico é deformado, e tende a voltar ao seu estado natural, assim ele da energia para que o cata-vento gire e impulsione o carrinho a se movimentar.

Carrinho movido a energia elástica:

Materiais utilizados:  

02 - Garrafa pet de 500 ml (com tampas)

01 - Tesoura

01 - Estilete

01 - Cola quente

05 - Tampas de garrafa

03 - Palitos de churrasco

09 - Elásticos

1 Passo:

Com o estilete cortamos a lateral da garrafa pet.

Em seguida fizemos 4 furos na parte de baixo, para passar o palito de churrasco.

2 Passo:

Furamos as 4 tampas no centro, e encaixamos elas nos palitos de churrasco, formando assim as rodinhas.

3 Passo: 

Cortamos a segunda garrafa pet, aproximadamente 4 dedos acida da tampa, em seguida fazemos recortes na garrafa de forma que se pareça com um cata-vento.

Fazemos um furo na tampa, passamos um palito no meio, colamos com cola quente.

Recortamos outra tampa e furamos ela no meio, colamos ela dois dedos abaixo do cata-vento.

4 Passo:

Fizemos um furo na parte de baixo da garrafa para passar o palito com o cata-vento, quebramos o palito e cortamos um pedaço dele para encaixar os elásticos, em seguida prendemos os elásticos no palito e amarramos com outro elástico, prendemos mais 4 elásticos nos que já estão amarrados, passamos ele pela boca da garrafa e fechamos a tampa, prendendo assim o elástico no carrinho.

5 Passo:

Enrolamos o elástico, dando corda no carrinho, e soltamos para que o cata-vento gire e movimente o carrinho.

Dica:

É sempre bom ter algumas tampinhas e elásticos a mais, pois pode ocorrer de algum elástico romper, ou uma tampinha ficar com um furo maior do que o necessário e etc.

Referencias:

http://tryengineering.org/lang/portuguese/lessons/rubberbandracers_por.pdf

http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/energia-potencial-elastica.htm

"Somos Físicos" Condutores de Eletricidade

Condutividade Elétrica

1. Objetivo Geral

Demonstrar como ocorre a condução de eletricidade por meio de diferentes soluções.

2. Fundamentação Teórica

A primeira pilha elétrica surgiu em 1800, criada pelo cientista italiano Volta. Após sua descoberta, iniciou-se um período de experiência e dentre elas havia uma que consistia em mergulhar as pontas de dois fios condutores ligados a uma pilha em diferentes soluções, intercalando no circuito uma lâmpada de prova. Observaram que algumas soluções conduziam corrente elétrica, como a solução aquosa de sal de cozinha, e outra não. Várias teorias tentaram explicar tal fato, mas somente a de Arrhenius foi aceita. Ela surgiu das experiências do físico-químico sueco Svant August Arrhenius 1859-1927), realizadas com a passagem da corrente elétrica através de soluções aquosas, formulou-se a hipótese de que essas continham os íons, partículas carregadas. Diante disso, Arrhenius instituiu a teoria as dissociação iônica.

Teoria de Arrhenius

   A teoria diz que uma substância dissolvida em água se divide em partículas cada vez menores, mas, em alguns casos a divisão nas moléculas se interrompe e então a solução não consegue conduzir corrente elétrica.

   As experiências de Arrhenius formularam os fenômenos da dissociação iônica e ionização:

   Segundo Arrhenius, os íons positivos, os cátions, os íons negativos e os ânions são oriundos de determinadas substâncias dissolvidas em água. Sendo assim, duas soluções aquosas: uma de sal de cozinha (NaCl) e outra de soda cáustica (NaOH) foram utilizadas para experimentar a condutividade elétrica. O fenômeno da dissociação iônica foi comprovado por Arrhenius, quando verificou em ambos os casos a passagem de corrente elétrica associando-a a existência de íons livres nas soluções.

3. Material e Método

Material:

·         Béquer

·         Lâmpada

·         Fios metálicos

·         Solução de sal de cozinha (NaCl)

·         Solução de açúcar (sacarose)

·         Solução de ácido clorídrico (HCl)

·         Água potável (torneira)

Procedimento:

1.    Colocar em um béquer  100 mL de água e adicionar cloreto de sódio (NaCl).

2.    Ligar na tomada elétrica a lâmpada, tomando cuidado para que os fios metálicos não encostem um com o outro e o mesmo não tocar com as mãos as pontas do fio.

3.    Mergulhar as pontas do fio metálico na solução, e observar.

4.    Repetir os procedimentos 1,2 e 3, substituindo o sal de cozinha por açúcar.

5.    Repetir os procedimentos 1,2 e 3, substituindo os reagentes por solução de ácido clorídrico (HCl).

6.    Repetir os procedimentos 1,2 e 3, substituindo os reagentes por solução de água potável (torneira).

7.    Observar e anotar.

4. Resultado e Discussão

A.   Solução de cloreto de sódio.

Observou-se que na solução de água com cloreto de sódio a lâmpada acendeu indicando que a solução conduz eletricidade. O sal de cozinha representado pela substância cloreto de sódio (NaCl) é um composto iônico constituído pelos íons (Na+) e (Cl-).Ao adicionar o cloreto de sódio em água ocorreu a dissociação dos íons, indicando que a solução conduz eletricidade.

Solução de cloreto de sódio

 

B.   Solução de sacarose:

Observou- se que na solução aquosa de água com sacarose  a lâmpada não acendeu indicando que a solução não possui eletricidade. O açúcar representado pela substância sacarose (C12H22O11) é um composto molecular não formado por íons.

Quando o açúcar foi adicionado na água ocorreu somente a dissociação da molécula de sacarose.

C.   Solução de ácido clorídrico:

Observou-se que na solução de ácido clorídrico com água  a lâmpada acendeu indicando que a solução possui eletricidade. O ácido clorídrico (HCl) é um composto molecular e quando adicionado em água houve uma quebra na ligação molecular gerando os íons H+ e Cl-.

D.   Solução de água potável (torneira):

Observou-se que na solução de água não houve condutividade elétrica, devido à lâmpada permanecer apagada, isso porque a quantidade de íons na solução de água não foi suficiente para acender a lâmpada.

Solução de água (torneira)

 5. Conclusão

Diante das atividades experimentais, conclui-se que a condutividade varia com a solução usada, indicando se a mesma possui condutividade elétrica ou não e também informando se ela possui uma quantidade de íons capazes de fazer a lâmpada acender.

Nota: Deve identificar na tomada a polaridade neutra e ligar a mesma direto na lâmpada. Em seguida, após identificar o cabo fase na tomada, ligar esse cabo fase na tomada e levando a segunda ponta até o recipiente com o substancia. Ligue um cabo no segundo termina da lampada (sendo o retorno) e a outra ponta também deve colocar no copo com a substancia...ATENÇÃO - COLOQUE O RECIPIENTE EM UM LOCAL SECO E NO ATO DA EXPERIENCIA, NÃO ENCOSTE NO RECIPIENTE DE FORMA ALGUMA NO MESMO, POIS CORRE RISCO DE LEVAR CHOQUE.

6. Referência

CARLOS,C,; SARDELLA, Química Geral: estrutura atômica. 2. Ed São Paulo: Ed. Ática, 1977. P. 64-73.

PEDERSOLI, J.L.; GOMES, W.C.; FILHO, M.A.A.; ALVARENGA, J.P. Ciências integradas: Ligação química. 1. Ed. Curitiba: Ed. Positivo, 2008. p.33-34