Relatório pilhas e baterias

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Se no circuito, coloca – se uma lâmpada, as semi – reações ocorreriam havendo aquecimento do filamento até a sua incandescência, proveniente à passagem dos elétrons no circuito externo.

Existe uma outra forma de separar fisicamente os compartimentos eletródicos. Essa forma é através da introdução de uma ponte salina, um tubo em U cheio de uma solução de cloreto de potássio. Nessa ponte os íons cloreto migram em direção ao ânodo, e os íons potássio em direção ao cátodo, à medida que a célula se descarregava.

A ponte salina tem três funções: separa fisicamente os compartimentos dos eletrodos, mantém a continuidade elétrica na célula e reduz o potencial de junção líquida, uma diferença de potencial produzida quando duas soluções diferentes são postas em contato entre si. [1]

Mesmo assim, em ambos os modelos da pilha, a reação é a mesma mostrada anteriormente.

Todas as células que usem essa reação são denominadas pilha de Daniell (nome atribuído ao seu inventor, o químico inglês J. F. Daniell). A reação dessa pilha é exatamente a mesma que ocorre quando uma barra de zinco é colocada em um béquer contendo uma solução de CuSO4. A diferença é que os elétrons precisam atravessar o circuito externo antes de chegarem aos íons de Cu2+ no compartimento catódico. Esse caso está abaixo. Na figura 1.

[pic 1]

Figura 1: representação de uma pilha de Daniell

II – OBJETIVOS

Parte 1 – Propriedades elétricas das pilhas

► Determinar a tensão e a intensidade de corrente das pilhas elétricas novas e usadas de tamanhos pequenas, médias e grandes.

Parte 2 – Propriedades químicas das pilhas

► Analisar os componentes presentes em um eletrodo de grafite.

► Analisar os elementos químicos presentes dentro de uma pilha.

Parte 3 – Construção de uma célula galvânica (pilha)

► Observar a ocorrência da reação entre o anodo e o catodo em uma pilha, além de observar a voltagem que a reação produziu.

III – MATERIAIS E REAGENTES

Parte 1 – Propriedades elétricas das pilhas

► Materiais: um multímetro e pilhas novas e usadas.

Parte 2 – Propriedades químicas das pilhas

► Materiais: um alicate, uma faca, uma pilha, cinco tubos de ensaio, um funil, um papel de filtro e um béquer.

► Reagentes: bastão de grafite, óxido de cobre, água destilada, ácido sulfúrico 1,0 mol/L, peróxido de hidrogênio 6%, hidróxido de sódio 1,0 mol/L, papel tornassol vermelho, nitrato de prata 0,1 mol/L, solução aquosa de NH3 2,0 mol/L, ácido clorídrico e hidróxido de sódio 2,0 mol/L

Parte 3 – Construção de uma célula galvânica (pilha)

► Materiais: dois béqueres, um tubo em U, algodão e um voltímetro.

► Reagentes: solução 0,1 mol/L contendo íons Zn2+, solução 0,1 mol/L contendo íons Cu2+, uma barra de cobre, uma barra de zinco, água destilada e solução saturada de cloreto de potássio.

IV – PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

Parte 1 – Propriedades elétricas das pilhas

Com o auxílio do multímetro, colocou - se as pontas dos fios nas extremidades de uma pilha nova (pólo positivo e negativo) e mediu - se a tensão e a intensidade de corrente em pilhas pequenas, médias e grandes. O processo foi repetido utilizando pilhas velhas.

Montou - se associações de pilhas em série e em paralelo e determinou - se a tensão e a intensidade da corrente. Os resultados foram comparados com os da atividade descrita acima.

Parte 2 – Propriedades químicas das pilhas

1) Com um alicate e uma faca, foi aberta uma pilha do tipo Leclanché. Todas as partes da pilha foram devidamente separadas.

Análise do eletrodo de grafite: o bastão de grafite foi macerado e separou – se cerca de 500 miligramas. Foi colocado óxido de cobre na mistura em um tubo com saída lateral. A mistura foi aquecida. Anotou – se os resultados.

Análise do eletrólito: em um béquer de cinqüenta mililitros foi macerado um pequena parte do eletrólito, adicionou – se vinte mililitros de água destilada. Agitou – se a solução e com um funil e um papel de filtro a solução foi filtrada e recolhida em béquer.

a) Análise de Manganês: em um tubo de ensaio foi colocado uma pequena quantidade do sólido retido no papel e foi adicionado um mililitro de ácido sulfúrico 1,0 mol/L e um mililitro de peróxido de hidrogênio 6%. Foram anotados os resultados.

b) Teste para o cátion amônio NH4+: em um tubo de ensaio foi colocado dois mililitros da solução filtrada do eletrólito. Após isso, adicionou – se gotas de NaOH 1,0 mol/L até que o meio ficasse básico. Depois foi colocado um papel de tornassol vermelho umedecido na boca do tubo de ensaio. O tubo foi aquecido ainda com o papel de tornassol em cima do tubo e anotou – se os resultados.

c) Teste para o ânion Cl-: em um tubo de ensaio colocou – se dois mililitros da solução filtrada do eletrólito. Depois foi adicionado algumas gotas de nitrato de prata 0,1 mol/L até o instante em que ocorresse alguma variação. Anotou – se os resultados.

d) Teste para o cátion Zn2+: colocou – se dois mililitros da solução filtrada do eletrólito em um tubo de ensaio e foram adicionadas gotas de solução aquosa de NH3 2,0 mol/L até que houvesse alguma mudança. Com a nova solução formada, dividiu – se em dois tubos de ensaio. Em um deles foram colocadas gotas de ácido clorídrico, e no outro foi colocada hidróxido de sódio 2,0 mol/L. Os resultados obtidos foram anotados.

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Parte 3 – Construção de uma célula galvânica (pilha)

Em um béquer colocou – se cerca de 30,0 mL de uma solução contendo íons Zn2+. Em outro béquer de mesmo tamanho, foi colocado os mesmos 30,0 mL, porém