Projeto Pilha de moeda

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Universidade de São Paulo
Escola de Engenharia de Lorena
COTEL-EEL-USP
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Ana Beatriz, Ana Lívia, Davi José, Júlia Bruno, Luiz Gustavo, Maria Clara, Maria Júlia,
Rafael Henrique e Vitor Cândido
Projeto: Pilha de Moeda
Corrosão
Professora: Lorena Brazuna
Lorena
Universidade de São Paulo
Escola de Engenharia de Lorena
COTEL-EEL-USP
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Introdução
As pilhas são mecanismos os quais produzem corrente elétrica, isto é, energia elétrica
a partir das reações de oxidação e redução de elementos metálicos, como o cobre e zinco
(Manual da Química, [s.d.]).Portanto, pode-se entender oxidação e redução no eletrólito da
seguinte maneira:
● Oxidação: ocorre quando um metal tem a tendência de perder elétrons, ou seja, este
metal é o ânodo;
● Redução: ocorre quando um metal tem a tendência de ganhar elétrons, ou seja, este
metal é o cátodo.
Exemplo: pilha de zinco e cobre metálico
Ânodo (oxidação): Zn(s) → Zn2(aq) + 2e-
Cátodo (redução): Cu2+(aq) + 2e- → Cu(s)
Equação geral: Zn(s) + Cu2+(aq) → Cu(s) + Zn2+(aq)
Desse modo, quando ocorre a perda e transferência de
elétrons de um metal para o outro, acontece a formação da corrente
elétrica (Manual da Química).
Além disso, a primeira pilha foi criada por John Frederic
Daniell e ela consistia em um ânodo de zinco e um cátodo de cobre
metálico e um eletrólito de sulfato de cobre e sulfato de zinco. Além
disso, esta pilha só funciona em equipamentos que exigem baixas
correntes elétricas como lâmpadas de farolete de 1,5 V e relógio de
parede e de pulso. A representação de um sistema eletroquímico é
aquela onde o ânodo se encontra do lado esquerdo e o cátodo no lado direito.
De mesma forma, resolveu-se fazer uma pilha baseada na reação de oxirredução do
zinco e do cobre, de modo a utilizar arruelas galvanizadas e moedas cúpricas de cinco
centavos de real. Além disso, usou-se rodelas de papelão embebidas em uma solução bastante
concentrada de NaCl para criar uma ponte salina entre os metais envolvidos.
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Materiais
● Moedas;
● Ruela;
● Papelão;
● Água com sal;
● Voltímetro;
● Opcional: Palitos de churrasco, plataforma (madeira ou isopor).
Imagem dos materiais.
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Métodos
O processo de produção da pilha consiste em:
● Fazer as rodelas de papelão de acordo com o tamanho das moedas e recortar:
Imagem dos moldes do papelão de acordo com o tamanho
das moedas.
● Preparar a água com sal:
Imagem da mistura água e sal. Após feito isso mergulhar
às rodelas de papelão feitas na mistura, mas sem
encharcar.
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● Preparar a pilha:
Imagem da pilha sendo testada por um
voltímetro. Prepare a pilha na seguinte ordem:
moeda; papelão com água e sal; ruela.
1 pilha= 0,40 volts.
Imagem das 5 pilhas empilhadas e sendo testadas
por um voltímetro. 5 pilhas=1,28 volts.
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Resultados
Feitos todos os passos, fez-se o total de 5 pilhas e testou-se, dando em um total de
1,28 volts, como mostrado na imagem acima. Além disso, tentou-se ligar um LED, tendo em
vista que esse liga com 0,60 volts. Infelizmente, mesmo com 0,70 volts, que até poderia
queimá-lo, não foi possível ligá-lo devido a amperagem baixa. Conclui-se que, a pilha
galvânica de fato funciona, como foi visto após testes com voltímetro, porém quando ligada a
algum aparelho sua corrente elétrica é baixa, fazendo com que não seja possível o
funcionamento de um aparelho. Para fazer seu funcionamento mais eficiente, uma ideia seria
fazer mais pilhas e juntá-las ou fazer ajustes no material, no caso na moeda.
Imagem da pilha com 0,70 volts ligando um LED com auxílio de um voltímetro.
Resultados durante a apresentação
Os resultados obtidos já eram premeditados e tudo ocorreu como o esperado, tendo
sido impossível, infelizmente, ligar o LED devido ao motivo acima citado, a falta de
amperagem, ainda que se tivesse uma corrente adequada. Desse modo, crê-se que os alunos
depreenderam a informação que lhes quis ser transmitida e elucidou-se o funcionamento da
pilha de moedas para todos os presentes.
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Conclusão
A eletroquímica é a parte da química que estuda a produção de corrente elétrica por
meio de reações químicas, logo, é a área de estudo aplicada na produção de pilhas e baterias,
como a feita neste trabalho. As pilhas, como dispositivos em que ocorre uma reação de
oxirredução para produzir corrente elétrica, fazem a conversão de energia química em energia
elétrica. Nesse caso, a pilha de moeda atua como uma pilha convencional, o NaCl presente no
meio eletrolítico provocou a dissociação dos átomos do alumínio, que atuam como metal
ferroso e servem como polo negativo, pela troca de elétrons com o cobre, que absorve
elétrons e age como polo positivo.
Caso em alguma situação, uma pessoa precise de pilhas e não tenha as de carbono
comumente vendidas em mercados, ter conhecimento de fundamentos da eletroquímica pode
ser muito útil. Assim, como mostramos no trabalho, seria possível fabricar uma pilha caseira
com itens que se tem em casa.
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Referências
BOCCHIN, N.; FERRACIN, L. C.; BIAGGIO, S. R. Pilhas e baterias: funcionamento e
impacto ambiental. Química Nova na Escola, São Paulo, n. 11, p. 3-9, 2000. Disponível em:
< http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc11/v11a01.pdf>. Acesso em: 6 de nov. de 2022.
PILHAS. Manual da Química, [s.d.]. Disponível
em:<https://m.manualdaquimica.com/amp/fisico-quimica/pilhas.htm>. Acesso em: 6 de nov.
de 2022.
PILHAS de moedas elétricas. Ciênsação, [s.d.]. Disponível
em:<https://ciensacao.org/experimento_mao_na_massa/e5104c_VoltaicPile.html>. Acesso
em: 7 de nov. de 2022.
MANUAL do mundo. PILHA de 1 real? A primeira bateria da história. YouTube, 4 de ago.
de 2022. Disponível em:<https://youtu.be/mKZfQ2MM2VE>.