A produção de pilhas caseiras como ferramenta para a compreensão do processo de óxido-redução

ISBN 978-85-85905-10-1

Área

Iniciação Científica

Autores

Silva, R.J.D. (UFCG) ; Araújo, F.M.A. (EEEM PROFESSOR LORDÃO) ; Santos, J.C.O. (UFCG)

Resumo

O objetivo desse trabalho foi utilizar a atividade experimental para produzir pilhas caseiras, para auxiliar na compreensão de reações de óxido-redução. Antes do experimento foi aplicado um questionário para conhecer as dificuldades dos alunos. A partir do contato e interação com os alunos ficou comprovada a necessidade dessa importantíssima ferramenta para o auxílio no processo de ensino e aprendizagem, possibilitando ao aluno uma compreensão mais significativa quanto ao ensino de química.

Palavras chaves

Pilhas; Ensino de Química; Experimentação

Introdução

O ensino de Química envolve conhecimentos abstratos requerendo do professor a necessidade de produzir ferramentas que viabilizem da melhor maneira o entendimento do aluno a partir do tema abordado. As aulas experimentais para produzir pilhas caseiras podem auxiliar na compreensão do aluno sobre óxidorredução, comprovando a importância da experimentação das aulas de Química (FERREIRA E CHAVES, 2011). As pilhas comuns que costumamos usar em aparelhos eletroeletrônicos possuem em seu interior uma série de espécies químicas, entre elas metais e soluções eletrolíticas que causam ações de oxirredução, que geram uma diferença de potencial. Os elétrons, por apresentarem cargas negativas migram do eletrodo negativo, denominado ânodo, que é o metal com maior tendência de doar elétron; para o positivo, que recebe o nome de cátodo, que é o metal com maior tendência de receber elétrons. Desse modo é gerado uma corrente elétrica que faz o aparelho funcionar. Todas as pilhas baseiam-se nesse princípio de funcionamento. Pensando nesses termos é possível produzir uma pilha utilizando limão, batata e moedas de cobre (Cu) e zinco (Zn), pois todos esses materiais possuem em seu interior soluções com cátions e ânions, isto é, espécies químicas com cargas positivas e negativas, respectivamente, e que podem sofrer migrações se estabelecida uma conexão, gerando corrente elétrica. O objetivo desse trabalho foi utilizar atividades experimentais com os alunos do 2° ano do ensino médio de uma Escola Estadual da cidade de Picuí-PB, com a confecção de pilhas alternativas de limão, batata e moedas, com o intuito que eles compreendessem com maior clareza conceitos como corrente elétrica, cátodo, ânodo, diferença de potencial e os princípios químicos envolvidos em uma pilha.

Material e métodos

O experimento foi realizado com duas turmas do 2° ano do ensino médio da Escola Estadual de Ensino Médio Professor Lordão da cidade de Picuí-PB, com um total de 80 alunos. Estes alunos já haviam visto o conteúdo pilhas com os professores da escola, de forma teórica. Os experimentos foram realizados em sala de aula, pois na escola não temos laboratório de química. Antes do experimento foi aplicado um questionário para tomar conhecimento das dificuldades dos alunos quanto ao assunto abordado. Para a realização do experimento cortamos os limões ao meio, após ter friccionado sobre a mesa para espalhar o suco do limão, fizemos dois pequenos cortes sobre a casca do limão até o interior, inserimos em um corte um parafuso e no outro fio de cobre (suficiente para formar um grosso formato de U). O parafuso foi conectado com um fio de cobre para o multímetro. Com cada limão foi confeccionada uma pilha, em seguida foi medida a voltagem de cada pilha. Logo, as pilhas foram conectadas para medir a voltagem. Na pilha de batatas, cortamos a batata ao meio, depois as extremidades da batata, foram feitos dois pequenos cortes na batata, inserimos de um lado um parafuso e do outro lado fios de cobre, conectamos o parafuso e o fio de cobre ao multímetro. Em seguida medimos a voltagem. Para a realização do experimento com moedas, preparamos uma solução de cloreto de sódio e ácido acético, cortamos o papel toalha em pequenos pedaços, molhamos o papel toalha na solução preparada, colocamos o papel molhado entre as moedas de cinco e dez centavos empilhando-as intercaladamente, em seguida, medimos a voltagem da pilha formada.

Resultado e discussão

A produção das pilhas (Figura 1 e 2)foi realizada com o intuito de proporcionar aos alunos um maior conhecimento sobre o processo de óxido-redução, considerando que os resultados do questionário aplicado anteriormente demonstraram a falta de compreensão em relação a esse fenômeno. Com as confecções das pilhas discutimos conceitos como potencial elétrico, eletrodo, cátodo, ânodo, elemento oxidante, elemento redutor, para a minimização da falta de compreensão. Em cada pilha de limão foi possível medir uma voltagem de 0,6V. Na pilha de batata produzida no experimento foi possível medir uma voltagem de 0,6V, assim como na pilha de limão. Na pilha de moedas medimos uma voltagem de 0,2V, pois não ocorreu uma reação química completa entre as moedas, devido a nossa solução de sal e vinagre está muito concentrada, o que dificultou a passagem de elétrons, gerando um pequeno potencial, também devemos levar em consideração que a moeda de cinco centavos é feita de aço revestida com cobre, enquanto a moeda de dez centavos é feita de aço inoxidável, fato que não ocasiona uma diferença de potencial significativa. Durante esse experimento os alunos puderam observar claramente a reação de oxidação que ocorre na fina camada de cobre que reveste a moeda de cinco centavos. Portanto, o uso de aulas experimentais é uma ferramenta viável para que o professor alcance o objetivo de maior rendimento de aprendizagem dos alunos, pois é capaz de prender a atenção dos alunos na compreensão dos aspectos químicos abordados.

Gráfico de acertos ao questionário


Gráfico de erros ao questionário

Conclusões

Através dos experimentos foi possível manter uma relação de maior interação entre os alunos, atentando-os para o vínculo que o estudo da química tem com o nosso cotidiano, despertando neles uma curiosidade educativa capaz de propiciar um entrelaçamento entre o conhecimento abstrato e a realidade.

Agradecimentos

PIBID/CAPES/UFCG

Referências

FERREIRA, J.H.O.; CHAVES, J.A.P. CONSTRUÇÃO DE UMA PILHA SALINA COM MATERIAIS DE BAIXO CUSTO PARA AULAS DE ELETROQUÍMICA NO ENSINO MÉDIO. In: 51º Congresso Brasileiro de Química, São Luis, 2011. Anais do 51º CBQ, 2011.