Pilha de moedas elétrica

Entender como gera eletricidade uma bateria.

Para poupar tempo que pode ser usado para coisas mais importantes, é aconselhável preparar um pacote para cada grupo com 7 moedas de cobre, 5 arruelas revestidas com zinco, pelo menos 5 pedaços de papel mais ou menos do tamanho das moedas e um LED.

Antes de distribuir o material, explique aos alunos com um desenho ou mostrando as fotos acima como montar a pilha e como testar a "bateria" com um LED.

Molhe os pedaços de papel com umas gotas de vinagre. Para construir uma célula da bateria, comece com uma base de moedas de cobre, depois um pedaço de papel molhado e por último uma arruela galvanizada. Empilhe 4 ou 5 células: moeda - papel - arruela - moeda - papel... - arruela. Depois, segure o terminal mais longo do LED tocando as moedas da base e o mais curto tocando a arruela no topo da pilha.

1) De onde vem a energia que gera a corrente elétrica e faz como que o LED acenda?

Se as moedas, os papeis e as arruelas estão empilhados corretamente, o LED ilumina suavemente com uma pilha de 4 células y mais intensamente com 5 células.

A energia, que o LED transforma em luz, vem de uma oxirredução. Podemos entender a reação como uma "troca" de elétrons entre o zinco, que prefere ser íons Zn²⁺ em solução (vinagre nesse experimento) e os íons Cu²⁺ na camada de óxido na moeda, que preferem ser simplesmente cobre sem carga. O zinco da arruela "oxida-se"

Zn → Zn²⁺ + 2e^-

Cu²⁺ + 2e^- → 2Cu

2H⁺ + 2e^- → H₂

Essas reações acontecem perto da superfície da moeda e da arruela. Onde tem uma moeda sobre uma arruela, os elétrons "excedentes" da arruela podem propagar-se facilmente para a moeda e, assim, gera-se um potencial elétrico. Ao conectar a arruela do topo com as moedas na base, o circuito elétrico fecha-se e todos os pares de redox que desejem podem trocar elétrons.