PILHA DE DANIELL

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Nome: Ana Clara Morais Militão 
Matéria: PILHA DE DANIELL
1. Introdução
A partir da Revolução Industrial, cada vez mais estão sendo utilizadas máquinas
e/ou equipamentos que utilizam de energia elétrica para funcionarem, ou então de baterias. Notebooks, tablets e celulares, por exemplo, utilizam de baterias compactadas recarregáveis para realizar seu desempenho (COSTA, M. C. S. PORTO, P. A. 2021.) Após o aumento do desenvolvimento industrial e tecnológico, percebeu-se a presença cada vez maior da eletroquímica no dia-a-dia, o que fez com que ela se tornasse um conhecimento relevante para a educação (BOULABIAR et al., 2004) A eletroquímica é o ramo da química que estuda as reações químicas que produzem corrente elétrica ou são produzidas por uma. Pilhas e baterias que são comuns no dia-a-dia da sociedade, produzem energia elétrica por meio de reações de oxirredução,que seria uma reação em que ocorrem osfenômenos de oxidação e redução
simultaneamente (BATTISTI, Rodrigo. 2022.)
A Pilha de Daniell é um sistema que forma correntes elétricas baseado nas reações
de oxirredução entre o Zinco e o Cobre, que ligados através de um fio externo, gera uma energia elétrica.
Este dispositivo foi criado no século XIX por John Frederic Daniell, um professor,
administrador e experimentador inglês (COSTA, M. C. S. PORTO, P. A. 2021.), que a partir de seu sistema revolucionou a história da eletroquímica, tendo o seu modelo de pilha utilizado até os dias atuais em aulas didáticas sobre reações de oxirredução.
2. Objetivos
Este relatório técnico tem como objetivo analisar a veracidade e competência da
Pilha de Daniell, aplicando conceitos aprendidos durante aulas teóricas, além de, obter um melhor compreendimento do funcionamento do sistema. Este também visa complementar o conhecimento teórico, medir o potencial obtido em aula prática e comparar com dados
teóricos.
3. Materiais e Reagentes 
● Sulfato de cobre II (CuSO4)
● Sulfato de zinco (ZnSO4)
● Solução de KCl 1,0 mol/L (100 mL
cada lab.)
● Lâminas de zinco metálico e de
cobre metálico
● 02 balões volumétricos de 50 mL
● 02 béqueres de 100 mL
● 01 proveta de 50 mL
● 02 vidros de relógio
● 01 pipeta graduada de 10 mL
● Pera ou pipetador
● Funil de vidro pequeno
● Tubo em U (ponte salina)
● Algodão
● Lixa
● Multímetro
● Conjunto de fios com garras jacaré
● Lâmpadas LED
● Calculadora
● Água destilada
● Espátula
4. Metodologia 
4.1. Preparo das soluções de Sulfato de Zinco e Sulfato de Cobre
 Primeiramente, é necessário o cálculo e a pesagem da massa do Sulfato de Zinco e
Sulfato de Cobre para o preparo de 50mL de ambas as soluções com a concentração de 1 mol/L em água destilada.
Logo após o cálculo de massa, é feito o preparo das soluções em dois balões de
50mL, um para o Sulfato de Cobre que é reconhecido com facilidade por conta de sua coloração azul, e outro balão para o sulfato de zinco, que diferente do Cobre, sua solução é incolor. Os dois balões devem ser agitados até a completa dissolução.
Assim que as soluções ficarem completamente homogêneas, devem ser
transferidas para béqueres de 100 mL
4.2 Preparo da Ponte Salina
A ponte salina deve ser preparada de modo que preencha-se o tubo em U com
aproximadamente 10mL de solução saturada de KCL, não havendo espaços. Cada ponta deve ser fechada com pequenas quantidades de algodão.
Deve-se encaixar as pontas do tubo em U nos dois béqueres, um contendo a
solução de CuSO4 e o outro a solução de ZnSO4. As lâminas de zinco e cobre devem ser lixadas para que não haja nenhuma impureza e óxidos em suas superfícies que poderiam atrapalhar o experimento. Assim que todas as lâminas forem lixadas, devem ser lavadas
com água destilada e colocadas em seus respectivos béqueres: a lâmina de zinco com a solução de sulfato de zinco e a lâmina de cobre com a solução de sulfato de cobre.
O multímetro deve ser ligado em 2 V. Com auxílio da garra jacaré, o fio vermelho
liga-se à lâmina de cobre e o fio preto liga-se à lâmina de zinco; assim, o multímetro deve
indicar o potencial da pilha.
Deve-se inverter os fios de ligação do multímetro, fazendo com que o fio vermelho fique ligado à lâmina de zinco e o fio preto ligado à lâmina de cobre e assim, o resultado pode ser observado no multímetro. Após a inversão dos fios, a ponte salina é suspensa dos béqueres para a comparação dos resultados.
Deve ser colocada novamente a ponte salina para os testes com led e calculadora.
Os fios devem ser ligados nos terminais da lâmpada e caso uma pilha não for o suficiente,
deve ser feita uma conexão em série.
4.3 Conexão em série
A conexão em série foi realizada através do fio vermelho ligado à lâmina de cobre
de uma pilha e o fio preto ligado à lâmina de zinco da outra pilha. Liga-se a lâmina de zinco de uma pilha à lâmina de cobre da outra pilha. As pontas de um fio vermelho e outro preto estarão conectadas à lâmpada de led ou à calculadora. Por fim, ainda com as pilhas ligadas em série, deve-se medir com o multímetro novamente
 5. Descrição dos Cálculos
● Massa dos reagentes:
Para obter soluções contendo 50 mL de sulfato de cobre e de sulfato de zinco
possuindo concentrações de 1 mol/L, é necessário aplicar o cálculo da
concentração utilizando a massa molar presente nos rótulos dos reagentes: 
 C= m
 MM.V(L)
•Erro experimental:
Para analisar o erro experimental do procedimento, usa-se o seguinte cálculo:
Erro experimental%: 
valor teórico - valor experimental. 100
 valor teórico 
6. Resultados Experimentais
Primeiramente, pesando-se a massa necessária de ZnSO4 e CuSO4 para preparar 50 mL das duas soluções (com concentração de 1,0 mol/L em água destilada), obteve-se,respectivamente 14,37 g e 12,48 g
Na pilha de Daniell montada, a lâmina de zinco embebida na solução de ZnSO4,
servirá como o eletrodo que cede elétrons (ânodo), já a lâmina de cobre metálico na
solução de CuSO4, servirá como o eletrodo que recebe elétrons (cátodo).
Toda pilha tem o objetivo de gerar corrente elétrica através de reações químicas, no
caso, a oxirredução. De maneira análoga a isso, observa-se que durante a reação, átomos de cobre 2+ (nox do cobre no composto CuSO4) presentes na solução, se ligam à lâmina de cobre metálico carga 0 (nox de uma substância simples). Assim, é notada uma diminuição de 2 na carga, indicando uma reação de redução, já que o cobre 2+ ganhou 2 elétrons e ficou com carga 0. Simultaneamente, o zinco com carga 0 (nox da substância simples) é transformado em zinco 2+ (nos do zinco no composto ZnSO4), cedendo elétrons
e sofrendo a reação de oxidação. Desse modo, um polo negativo é criado na lâmina de zinco, pelo acúmulo de elétrons, e um polo positivo é criado na lâmina de cobre metálico, pela deficiência de elétrons.
No momento do experimento, quando foram invertidos os polos, o sentido da
corrente elétrica no fio também foi invertido, o que fez com que uma corrente elétrica negativa fosse criada e a força eletromotriz obtida fosse 0. Por sua vez, nota-se que 2 volts positivos eram necessários para a pilha funcionar, o que não ocorreu,impossibilitando o funcionamento da pilha.O conjunto da pilha utiliza-se também da ponte salina, a qual contém uma solução de sal, no caso, o cloreto de potássio (KCl). A ponte permite que os ânions se dirijam para
o lado com excesso de carga positiva, e os cátions migram para o lado com excesso de carga negativa. Isso mantém as soluções eletricamente neutras e em equilíbrio. Ao tirá-la das soluções, a pilha de Daniell não funciona e a voltagem fica 0, já que não há passagem de corrente elétrica. Além disso, o algodão da ponte salina é usado para que as duas
soluções entrem em contato através da superfície porosa. Desse modo, elas não se misturam, porém os íons podem atravessar a ponte salina. Assim, compreende-se que o funcionamento da pilha se dá pela transferência de elétrons do ânodo para o cátodo. A oxirredução ocorre produzindo elétrons, os quais vêm do zinco (ânodo, polo negativo) e são conduzidos pelo fio, passando pelo aparelho utilizado e indo parao cobre (cátodo, polo positivo), formando um processo espontâneo (BATTISTI, Rodrigo. Eletroquímica e Corrosão, 2022.)
A força eletromotriz obtida experimentalmente em 1,0 mol/L foi de 1,08 Volts,obtendo-se um resultado parecido com o teórico, o qual é 1,10 em condições-padrão. O erro foi de 2%. As lâmpadas led e a calculadora não ligaram com apenas uma pilha pelo fato de a energia elétrica não ter sido suficiente (2V para o led) e por não ter havido uma
boa ligação dos fios com a calculadora. Ao utilizarmos duas pilhas em série, a voltagem aumentou para 2,13, ligando o led. Porém, ocorreu o mesmo erro com a calculadora.
A força eletromotriz obtida experimentalmente em 1,0 mol/L foi de 1,08 Volts,obtendo-se um resultado parecido com o teórico, o qual é 1,10 em condições-padrão. O erro foi de 2%. As lâmpadas led e a calculadora não ligaram com apenas uma pilha pelo fato de a energia elétrica não ter sido suficiente (2V para o led) e por não ter havido uma
boa ligação dos fios com a calculadora. Ao utilizarmos duas pilhas em série, a voltagem aumentou para 2,13, ligando o led. Porém, ocorreu o mesmo erro com a calculadora.
 7. Conclusões
Diante de todos os dados vistos, pode-se concluir que a Pilha de Daniell é funcional
e que as reações de oxirredução entre o zinco e o cobre realmente ocorrem, sendo
comprovadas através do multímetro. Entretanto, pouca é a voltagem de apenas uma pilha,
chegando a conclusão de que, para ligar uma pilha de LED de 2V, é necessário no
mínimo, duas pilhas ligadas em série.
Portanto, este experimento obteve um grande grau de eficácia, possibilitando a
compreensão do mecanismo proposto por John Frederic Daniell, podendo ser observada
de perto as reações de oxirredução presentes no ramo da eletroquímica e
complementando as aulas teóricas realizadas anteriormente ao experimento.