Pilha de zinco e magnésio Por: Glenda Rodrigues da Silva

 Você já deve ter visto pilhas em que uma placa de zinco é corroída. Mas, será que isso sempre acontece? Vamos descobrir agora com este experimento!

Materiais Necessários

  • 2 béqueres de 100 mL
  • algodão
  • mangueira
  • 2 fios com conectores (jacarés)
  • multímetro
  • seringa
  • 1 placa de zinco metálico
  • 1 pedaço de fita de magnésio
  • sulfato de zinco 1,0 mol/L
  • sulfato de magnésio 1,0 mol/L
  • solução saturada de NaCl

Fase 1 - Mão à obra

 Adicione 40 mL da solução de sulfato de magnésio a um béquer e 40 mL da solução de sulfato de zinco a outro béquer. No béquer contendo sulfato de magnésio, coloque um pedaço de fita de magnésio. No béquer contendo sulfato de zinco, coloque uma placa de zinco.

Fase 2 - Mãos à obra

 Com auxílio de uma seringa encha completamente a mangueira com solução de cloreto de sódio saturada. Umedeça dois pedaços pequenos de algodão com a solução saturada de cloreto de sódio e tampe as extremidades da mangueira. Mergulhe uma extremidade da mangueira dentro do béquer com a solução de sulfato de zinco e a outra extremidade dentro do béquer com a solução de sulfato de magnésio.

Fase 3 - Mãos à obra

 Ajuste o multímetro para leitura de tensão elétrica de corrente contínua (voltagem, medida em volts). Conecte o fio preto do multímetro na fita de magnésio e o fio vermelho na placa de zinco. Observe. Inverta os fios, conectando o fio vermelho na fita de magnésio e o fio preto na placa de zinco. Observe.

Fase 4 - O que acontece?

A pilha construída no experimento é formada basicamente de dois eletrodos (placa de zinco e magnésio) imersos em soluções de seus íons de concentrações conhecidas formando compartimentos. Há também uma ponte salina que conecta os compartimentos e um fio que liga os dois eletrodos.

Pilhas são dispositivos utilizados para converter energia química em energia elétrica. Verificamos essa conversão quando conectamos o multímetro ao sistema e fizemos a leitura de uma tensão elétrica. Essa leitura só foi possível porque existia uma diferença de potencial entre os dois sistemas formados pelas placas e as soluções.

A conversão da energia química em elétrica ocorre por meio de uma reação de oxirredução representada pela equação química abaixo. No compartimento contendo a fita de magnésio ocorreu a oxidação do metal. Quando esses átomos oxidaram liberaram elétrons que foram transferidos por meio do fio para a placa de zinco e foram formados íons Mg2+ que migraram para a solução aumentando a concentração da mesma. Com isso a fita foi gradativamente corroída e diminuiu de tamanho. Ao eletrodo que sofre oxidação dá-se o nome de ânodo e atribui-se a ele, por convenção, o sinal negativo. Este é, então, o polo negativo de nossa pilha.

Enquanto isso, a placa de zinco recebeu os elétrons desprendidos do magnésio. Assim, devido ao acúmulo de cargas negativas, os íons Zn2+ presentes na solução foram atraídos para a placa e foram reduzidos formando zinco metálico que foi depositado sobre a placa. Dessa forma, a concentração da solução de sulfato de zinco diminui e a massa da placa de zinco aumentou. Ao eletrodo que sofre redução dá-se o nome de cátodo e atribui-se a ele, por conversão, o sinal positivo. Este é, então, o polo positivo de nossa pilha.

Durante todo esse processo ocorreria um desequilíbrio de cargas nos compartimentos caso não existisse a ponte salina e a pilha não funcionaria. A ponte salina atua mantendo o equilíbrio elétrico ao fornecer íons positivos e negativos para as soluções dos compartimentos. Ao compartimento do magnésio são atraídos os íons negativos em função do acúmulo de íons Mg2+, enquanto no compartimento do zinco são atraídos os íons positivos devido ao acúmulo do íon sulfato.

Mas, por que ocorre a transferência de elétrons do magnésio para o zinco e não ao contrário? O que determina em que sentido ocorrerá o fluxo de elétrons é a reatividade de um metal. Quanto mais nobre ele for, maior será seu potencial de redução e com isso será mais difícil perder elétrons (oxidar). Em contrapartida, quanto maior a reatividade de um metal, menos nobre ele é e mais facilmente ele perde elétrons. Podemos verificar a nobreza de um metal ao consultar uma Fila de Reatividade ou o valor do potencial de redução atribuído a ele. Assim, percebemos aqui que o magnésio é mais reativo, e, portanto menos nobre, do que o zinco.

No experimento quando fizemos a inversão dos fios percebemos que a leitura do potencial se tornou negativa. Isso ocorreu porque o multímetro fez a leitura da tensão de forma inversa considerando o cátodo como ânodo e o ânodo como cátodo.

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