Experimentos de Física: 1. CORRENTE ELÉTRICA I

Condutibilidade elétrica da água com sal e vinagre

Objetivo

Ilustrar a produção de corrente elétrica por meio de reações químicas espontâneas. Estas reações químicas resultam na condução de íons livres através de um meio iônico. Isto pode ser chamado de produção de corrente por condução iônica e é a base de todas as pilhas conhecidas. Neste experimento o sal e o vinagre farão o papel de meio iônico (ácido, neste caso) fazendo contato entre os eletrodos.

Contexto

Corrente elétrica é o movimento ordenado de cargas negativas/positivas em direção ao pólo positivo/negativo. Dentre vários meios de produção de corrente elétrica podemos citar alguns, como: produção por indução eletromagnética (usado em usinas hidroelétricas), produção por reações químicas (usado nas pilhas e baterias), produção por descarga de capacitores (como as descargas de um raio) entre outras.

Idéia do Experimento

O experimento consiste em usar sal e vinagre como fonte de energia para acender uma lâmpada. O vinagre (ou sal) fará o papel de uma solução que geralmente é algum produto iônico, pois seu caráter iônico possibilita que íons livres se movimentem em seu interior. Neste caso particular, o meio será ácido, devido à grande concentração de ácido acético do vinagre. A este tipo de solução se dá o nome de solução condutora. A solução condutora é constituída de íons positivos e negativos. No caso do vinagre, dentre esses íons há uma grande concentração de íons H+.

Os eletrodos são dois pedaços de metais, que reagem quimicamente com a solução. Quando mergulha-se o eletrodo de cobre na solução condutora, não há condições para uma reação química entre a placa de cobre e a solução. Quando mergulha-se o eletrodo de zinco na solução condutora, os átomos de zinco da superfície têm uma forte tendência de se desligarem da placa e migrarem para o vinagre (ou sal). Esta é uma propriedade do zinco.

A passagem de elétrons no sentido da pilha para a lâmpada é chamada corrente elétrica. A intensidade desta corrente elétrica vai depender exclusivamente da quantidade de íons da solução e da tensão da pilha.

Tabela do Material

*Item*	*Observações*
Recipiente para a pilha	Este recipiente não pode ser condutor de eletricidade. Use copos plásticos, como por exemplo, ou copos ou canecas para crianças. Ou utilize potes plásticos, como os de doce, compotas, etc.
3 pilhas comuns
1 Lâmpada de lanterna (3V)
Vinagre comum, sal e açúcar
Fio de cobre para conexão	O fio é do tipo comum, desde que seja fino para facilitar a conexão com o multímetro.
Multímetro ou relógio digital	trarei o multímetro, mas se quiser usar o relógio, ok.

Montagem

O fio de cobre para as conexões, pode-se conseguir desencapando as extremidades de fios elétricos comuns com isolamento plástico, ou raspando-se o esmalte de fios de cobre esmaltados.
Para se certificar de que as pilhas e as lâmpadas estão em boas condições, feche o circuito encostando, uma na outra, as extremidades mergulhadas na água. Verifique se a lâmpada se acende.
Encoste ou conecte as pontas dos fios nos pólos positivo e negativo do multímetro, qual a tensão?
Separe as extremidades dos fios, mantendo-as mergulhadas na água. A lâmpada se acende?
Dissolva uma colher de açúcar na água do recipiente.
Adicione lentamente sal de cozinha à água. O que você observa na lâmpada?
Retire as extremidades dos fios de dentro d'água e ligue-as aos extremos de uma pequena barra de grafite (de lápis ou lapiseira, por exemplo). A lâmpada se acende.
Troque a água e adicione vinagre. O que acontece?
Baseando-se em suas observações, responda: a água pura é boa condutora de eletricidade? E a água com açúcar? E a água com sal? E o grafite? E a água com vinagre?

Comentários

É preciso respeitar a polaridade, para que o multímetro reaja à corrente elétrica, ou seja se a polaridade estiver invertida, o multímetro não acenderá seu mostrador.
Não é fácil fazer a conexão dos fios de cobre que saem das placas ao relógio, ou multímetro pois os contatos do relógio são extremamente pequenos. Neste aspecto, pode-se optar por pedir ajuda a um colega, para que ele fique encostando os fios manualmente nos contatos (hehehe). Uma sugestão é comprar agarras próprias, que serão conectadas nos fios, para agarrarem os pequenos contatos dos multímetros. Esta agarra é conhecida como "jacaré" e é encontrada em lojas de material elétrico ou autoelétricos.

Esquema Geral de Montagem (no lugar do conector, coloque as pilhas)