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1.0 Introdução No âmbito da disciplina de Química, foi-me proposto elaborar um trabalho, cujo tema é abordar acerca da Pilha de Daniell. Neste sentido fica Claro, interpretar este artigo nas seguintes metas: . Conceito . Funcionalidade . Importancia . Estrutura e outros pontos. Pilha é qualquer dispositivo no qual uma reacção de Oxirredação expontanêa produz a corrente eletrica. Segundo investigadores, a pilhade Daniell, terá surgido (1836), devido a necessidade de se obter fontes de energia confiaveis e setaveis, quando o uso de telegrafia crescia. Mesmo que os electrons não tivessem sido descobertos ainda, a pilha de Daniell era constituida de Electrons; Cobre e Zinco, interligados e respectivamente imersos em solução aquosa de Cu2+eZn+2. A energia gerada pela pilha é muito importante, sendo utilizada para alimentar por corrente electrica, os computadores portateis, lamternas, rádio e outros aparelhinhos. Mas porquê falar de Energia em Quimica? A electroquimica- é uma área quimica cuja função é compreender as reacções quimicas que podem ser usadas para gerar electrecidade, e através delas poder obter inergia. A pilha de Daniell recentemente foi substituida pela Pilha Seca (Pilha de Leclanché). Pilha de Daniell 1.2 Breve Historial Embora o homem conhecesse a eletricidade desde a Grécia antiga, seu aproveitamento e o conhecimento de sua natureza só começou a surgir a partir do fim do século XVIII. Nessa época, a eletricidade era produzida por fricção (eletricidade estática), não se conhecia ainda a corrente elétrica, tal como chamamos hoje. Alessandro Volta (1745-1827) professor de Física, compreendeu que a eletricidade não havia sido gerada pelo animal, mas pelos metais diferentes mergulhados no mesmo meio líquido (o corpo animal contém líquido). Em 1795, conseguiu obter eletricidade, mergulhando um pedaço de cobre e um de zinco em uma solução de ácido sulfúrico, construindo o primeiro gerador elétrico. Para aumentar o efeito do seu gerador, Volta empilhou laminas de cobre e zinco, separadas por panos úmidos em solução de ácido. Esse dispositivo ficou conhecido como pilha de Volta ou simplesmente pilha (3,4). Devido às reações químicas entre os metais e o líquido, o cobre fica com a carga positiva e o zinco fica com carga negativa. De acordo com a antiga teoria do fluido elétrico, havia excesso de fluido no cobre e falta de fluido no zinco. Esse desequilíbrio foi chamado de tensão elétrica. O cobre e o zinco foram chamados de pólo positivo e pólo negativo da pilha.Unindo-se os metais por meio de um fio condutor, estabelece-se uma corrente elétrica. Segundo a teoria do fluido elétrico, o fluido escoa pelo fio, do pólo positivo para o pólo negativo 1.3 Conceito (Pilha de Daniell) A pilha de Daniello (também chamada de célula de Daniell) é uma pilha constituída de eletrodos de cobre e zinco interligados e respectivamente imersos em solução de Cu²+ e Zn²+. Foi inventada pelo britânico John Frederic Daniell. As primeiras aplicações importantes da eletricidade provieram do aperfeiçoamento das pilhas voltaicas originais pelo cientista e professor inglês John Daniell, em 1836. Pilhas eletroquímicas são sistemas que produzem corrente contínua e baseiam-se nas diferentes tendências para ceder e receber elétrons das espécies químicas. A pilha de Daniell é constituída de uma placa de Zinco (Zn) em uma solução de ZnSO4 e uma placa de Cobre (Cu) em uma solução de CuSO4. As duas soluções são ligadas por uma ponte salina, ou por uma parede porosa. 1.4 Sentido dos elétrons Os elétrons circulam do eletrodo de maior potencial de oxidação para o de menor potencial de oxidação. No caso da pilha de Daniell os elétrons vão do zinco para o cobre. Pólos da pilha Pólo positivo – o de menor potencial de oxidação – Cu. Pólo negativo – o de maior potencial de oxidação – Zn.
Cátodo e Ânodo Cátado – placa de menor potencial de oxidação – Cu. Onde ocorre redução. Ânodo – placa de maior potencial de oxidação – Zn. Onde ocorre oxidação
Variação de massa nas placas Placa de maior potencial de oxidação – diminui – Zn. Placa de menor potencial de oxidação – aumenta – Cu. 1.5 Equação global da pilha Zn(s) + Cu(aq)+2 → Zn(aq)+2 + Cu A pilha de Daniell é representada pela seguinte notação: Zn°/Zn2+//Cu2+/Cu° Ânodo – Ponte Salina ( // ) – Cátodo Ponte salina A parede porosa (de porcelana, por exemplo) tem por função manter constante a concentração de íons positivos e negativos, durante o funcionamento da pilha. Ela permite a passagem de cátions em excesso em direção ao cátodo e também a passagem dos ânions em direção ao ânodo. Atravessando a parede porosa, os íons em constante migração estabelecem o circuito interno da pilha 1.6 Funcinamento Em 1836, o químico inglês John Frederic Daniell (1790-1845) modificou a pilha de Volta, utilizando, ao invés de soluções ácidas, soluções de sais, tornando assim a experiência menos perigosa. A pilha de Daniell funciona a partir de dois eletrodos interligados onde cada eletrodo é um sistema constituído por um metal imerso em uma solução aquosa de um sal formado pelos cátions desse metal. Daniell percebeu que se fizesse uma interligação entre dois eletrodos de metais diferentes, o metal mais reativo, iria transferir seus elétrons para o cátion do metal menos reativo em vez de transferi-los para seus próprios cátions em solução. Sempre que metais de reatividades diferentes são imersos em soluções que contêm íons, é possível observar que no sistema se estabelece um circuito elétrico e o sentido da movimentação dos elétrons é do metal mais reativo – o redutor - para o menos reativo - o oxidante. Como o zinco metálico é mais reativo que o cobre, se os eletrodos de zinco e de cobre forem interligados através de um fio condutor, o zinco metálico irá transferir seus elétrons para o cátion cobre, Cu2+(aq), em vez de transferi-los para o cátion zinco, Zn2+(aq). Deste modo se estabelece uma passagem de corrente elétrica pelo fio condutor que poderá ser detectada ao adaptar uma lâmpada a este fio e interligarmos os eletrodos. 1.7 Quadro de Comparação (Pilha de Daniell e de Lecanché- Diferença) A pilha de Leclanché é precursora das modernas pilhas Secas de uso tão divresificado. Dão voltagem de 1.50Volts e são extremamente usadas em lanternas, rádios, gravadores e outros. É formada por um cilindro de Zinco metálico que funciona como Ânodo, separado das demais espécies quimicas presentes na pilha, por um papel poroso. O cátodo e o eletrodo central. Este consiste de grafite coberto por uma camada de dioxido de manganês, carvão em pó, w uma pasta úmida contendo cloreto de âmonio e cloreto de Zinco. NB: Esta pilha não são carregaveis.
1.8 Recomendações (Construindo uma pilha) A partir da electroquimica, vamos produzir uma pilha, utilizando como fonte de energia a Batata Reno. A batata é um tuberculo comestivél, como muitos sabem, mas também uma boa fonte de energia. Elas podem funcionar como pilha e bateria. Ecenssialmente para alimentar um relógio Digital. Para tal temos de preparar os seguintes materias: . Uma batata Reno. . Dois fios condutores . Um relógio Digital para se fazer o teste Com os dois fios, fure a batata de cada extremidade, é preciso realçar que estes devem estar Não cobertos de Qualquer insolador nas pontas (Descasque se Houver, ao menos 3cm). De seguida ligue a parte externa do fio ao relógio. Lembre-se, caso não funcionar, mude do sentido. É necessário combinar os polos da nossa “Pilha” e os do Relógio (Polo + ou -). 1.9 Referências Bibliográficas . 1-Atkins, P.W. Jones, L.L. Principio de Química: questionando a vida moderna e o meio ambiente, Ed. Bookman, 2001 . 2-Velleca, R.; Alario, A. Investigando as concepções alternativas dos estudantes sobre eletroquímica. V Encontro Nacional de pesquisa em educação em ciências. www.fc.unesp.br (visita em 17/08/06). . 3-Parada, A. A., Chiqueto, M. J., Física. Ed. Scipione, São Paulo, 1985. . 4-Santos, W.L.P.; Souza G. Química e Sociedade: Volume Único, São Paulo, Nova Geração 2005. . 5- Roteiro da Experimentoteca do CDCC – USP, eletroquímica. 2.0 Conclusão A partir deste trabalho, pude concluir diversificados conhecimentos acerca da Pilha e sobretudo a Electroquimica. É graças a ela, que possivel através duma reacção quimica especial, poder se saber se dá para gerar energia ou não. Embora a Pilha do Daniell não seja usada actualmente, esta pilha foi muito útil, no tempo em quejá se precisava de uma fonte de energia confiavél e estavél (1836- O uso da telegrafia aumentava). Também pude percrber como são os mecanismos precisos para se ser feita uma Pilha de Daniell, a mais Simples se comparado com as recentes pilhas. A pilha de Leclanché é mais moderna e muito mais eficaz, comum e complexa. Todavia rumores (fonte noticiosas) divulgaram que esta por vir uma nova pilha nos tempos a seguirmos. Esta por sua vez será a mias poderosa de todos os tempos. Outros Trabalhos Relacionados
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