A Pilha no Retro
Intro
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Introdução
Monte uma pilha recarregável de alta potência com capacidade para
gerar fortes descargas em um curto período de tempo, gastando
pouco dinheiro.
Cadastrada por
Leandro Fantini
Material - onde encontrar
em laboratórios e lojas
especializadas
Material - quanto custa
entre 10 e 25 reais
Tempo de apresentação
até 30 minutos
Dificuldade
intermediário
Segurança
requer cuidados básicos
Materiais Necessários
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Duas placas de chumbo;
Ácido sulfúrico 6,0 mol/L;
Um eliminador de pilha;
Um copo de vidro;
Fios com garras jacarés
Um motor elétrico ou máquina de relógio;
Como opção você pode usar um retroprojetor.
A Pilha no Retro
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Passo 1
Mãos à obra
Se estiver usando um retroprojetor, ligue-o e coloque sobre ele o copo ou outro recipiente de vidro. Coloque as placas de chumbo dentro do copo e despeje cuidadosamente o ácido sulfúrico dentro do copo.
Ajuste o foco do retroprojetor, ligue o eliminador na tomada e prenda o fio com a garra jacaré, um em
cada placa de chumbo. Para esta experiência nós usamos um eliminador de pilhas que fornece 1000mA
e uma voltagem de 4,5V. Deixe a pilha carregando por pelo menos 4 minutos. Após este período, desconecte o eliminador. Ligue os jacarés ligados ao motor elétrico nas placas de chumbo e observe.
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Passo 2
O que acontece
Data de 1859 o primeiro sistema recarregável que se tem registro. Foi Raymond Gaston Planté, físico
francês quem criou este sistema, formando a base para as baterias de chumbo/ácido usadas até hoje.
Essa pilha apresenta uma peculiaridade, que é de possuir o mesmo metal nos dois eletrodos.
No cátodo, o dióxido de chumbo (PbO2) reage com ácido sulfúrico durante o processo de descarga, se
reduzido e produzindo sulfato de chumbo e água:
PbO2
(s)
+ 4H+(aq) + SO42–(aq) + 2e– --> PbSO4
(s)
+ 2H2O(l)
No ânodo, o chumbo metálico se oxida e reage com íons sulfato formando sulfato de chumbo:
Pb(s) + SO42–(aq) --> PbSO4
(s)
+ 2e–
A reação global apresenta somente sulfato de chumbo e água como produtos:
Pb(s) + PbO2
(s)
+ 2H2SO4
(aq)
--> 2PbSO4
(s)
+ 2H2O
Percebemos através da equação da reação, a importância do ácido nessa pilha, pois sua eficácia está
diretamente relacionada à concentração do ácido. Na descarga o ácido é consumido para formar água
e sua concentração pode variar entre 40% a 16% (m/m). No processo de carga, o sulfato de chumbo é
reconvertido a chumbo no ânodo e a dióxido de chumbo no cátodo. Esta pilha gera em média uma ddp
de 2,00 Volts. Pilhas de chumbo/ácido são ligadas em série para se fazer as baterias automotivas por
exemplo. Como se vê, as baterias de chumbo/ácido funcionam à base de chumbo, um metal pesado
e tóxico e, portanto, representam um risco ao meio ambiente. Portanto, jamais descartem pilhas ou
baterias no meio ambiente! Hoje em dia, as lojas que vendem pilhas e baterias coletam aquelas que já
não funcionam mais e mandam para os fabricantes recuperarem o chumbo contido nelas.
Observe a diferença de cor entre os eletrodos. O mais escuro é o dióxido de
chumbo, que foi formado enquanto a pilha estava sendo carregada.
A Pilha no Retro
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Passo 3
Para saber mais
Veja também o artigo “Pilhas e Baterias: funcionamento e impacto ambiental”, na revista Química Nova
na Escola.