pilhas e baterias: usos e descartes x … · problemas ambientais que as pilhas e baterias provocam...
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2009
Katia Regina Varela Roa-DE SUZANO
Gilson Silva ndashDE CAEIRAS
Leonardo Bassi Ubeda das Neves-DE SUZANO
Massuko Sawayama Warigoda-DE MOGI DAS
CRUZES
GEPEQ- USP CURSO DE FORMACcedilAtildeO
CONTINUADA DE PROFESSORES 2008 2009
25092009
PILHAS E BATERIAS USOS E DESCARTES X IMPACTOS AMBIENTAIS Caderno do professor
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Resumo
ldquoBrasil produz 4 mil toneladas de lixo eletrocircnico por hora dentro deste destacam-se pilhas e baterias Este lixo eacute jogado na natureza provocando vaacuterios problemas ambientais Quais os problemas ambientais que as pilhas e baterias provocam na natureza e como podemos evitaacute-losrdquo Esta unidade didaacutetica relacionar-se-aacute com a proposta curricular no que concerne a alguns conceitos que devem ser desenvolvidos durante o quarto bimestre da segunda seacuterie do ensino meacutedio Desse modo reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo ndash conceituaccedilatildeo e balanceamento de equaccedilotildees quiacutemicas - aplicaccedilotildees das transformaccedilotildees quiacutemicas que ocorrem com o envolvimento eletricidade ndash pilhas e baterias - ideias sobre estrutura da mateacuteria ndash conceituaccedilatildeo microscoacutepica dos processos de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo - seacuterie de reatividade de metais e impactos ambientais relacionados ao uso de pilhas e baterias evidenciam-se como conteuacutedos essenciais para a compreensatildeo do tema propostoCom o foco do estudo recaindo sobre as transformaccedilotildees quiacutemicas que ocorrem com o envolvimento de eletricidade suas aplicaccedilotildees tecnoloacutegicas e os aspectos ambientais atrelados a ela ao estudar esse tema os alunos teratildeo como preacute-requisitos seus conhecimentos sobre usos cotidianos destes materiais
Iniciar-se-aacute o estudo com problematizaccedilatildeo temaacutetica e posteriores leituras e discussotildees Ao longo do desenvolvimento da unidade didaacutetica seraacute permitido ao aluno reconhecer a utilizaccedilatildeo das transformaccedilotildees quiacutemicas que envolvem energia eleacutetrica no sistema produtivo e na vida em sociedade Ao lado disto em observaccedilotildees experimentais os alunos poderatildeo aplicar os modelos microscoacutepicos estudados anteriormente o que possibilitaraacute uma percepccedilatildeo de que eles podem ser usados para compreender as transformaccedilotildees que envolvem energia construindo-se assim o conceito de oxirreduccedilatildeo Tambeacutem ao longo do desenvolvimento da unidade didaacutetica a etapa correspondente agrave montagem de uma pilha permitiraacute ao estudante perceber que existem transformaccedilotildees quiacutemicas que geram energia eleacutetrica Por sua vez a interaccedilatildeo com a seacuterie de reatividade dos metais torna possiacutevel a compreensatildeo de que se pode prever se ocorreratildeo reaccedilotildees de oxirreduccedilatildeo quando satildeo feitas associaccedilotildees entre metais e soluccedilotildees de caacutetions metaacutelicos aleacutem da retomada do estudo de balanceamento de equaccedilotildees agora de oxirreduccedilatildeo
Por fim atividades que objetivam a conscientizaccedilatildeo sobre impactos ambientais associados ao uso e descarte destes dispositivos que encerram os principais eixos a serem tomados como norte desta unidade As estrateacutegias propostas ao longo da unidade didaacutetica ndash leituras de textos observaccedilatildeo de viacutedeos pesquisas e debates realizaccedilatildeo e discussatildeo de experimentos produccedilatildeo de textos confecccedilatildeo de portifoacutelio e um mural ndash permitiratildeo desenvolver nos estudantes uma gama de habilidades e competecircncias tais como a compreensatildeo da importacircncia de pilhas e baterias para o sistema produtivo aleacutem do conhecimento de suas aplicaccedilotildees e impactos decorrentes da sua utilizaccedilatildeo a observaccedilatildeo coleta e interpretaccedilatildeo de dados experimentais a compreensatildeo de que as transformaccedilotildees quiacutemicas podem conduzir corrente eleacutetrica e que esta pode ser gerada por meio de transformaccedilotildees quiacutemicas a aplicaccedilatildeo de modelos sobre a constituiccedilatildeo da mateacuteria para explicar o funcionamento das pilhas a compreensatildeo de que os metais e seus iacuteons possuem diferentes reatividades o que lhes permitem prever a ocorrecircncia ou natildeo de uma transformaccedilatildeo quiacutemica desta natureza a representaccedilatildeo de transformaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo aleacutem da reflexatildeo sobre a importacircncia da adoccedilatildeo de posturas conscientes com relaccedilatildeo ao consumo e descarte de pilhas
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Introduccedilatildeo
Trabalhar eletroquiacutemica no segundo ano do ensino meacutedio sempre foi uma dificuldade devido agrave maneira como era apresentado o conteuacutedo (muito longo) e aleacutem disso natildeo muito agradaacutevel aos alunos Constatada a problemaacutetica um grupo de professores de quiacutemica que enfrenta essa situaccedilatildeo estaacute propondo uma forma diferenciada para desenvolver este assunto tatildeo complexo A ideia que os conhecimentos adquiridos pelos alunos possam ter significado no seu cotidiano A proposta do grupo eacute introduzir o conteuacutedo a partir de uma situaccedilatildeo problema e desenvolvecirc-lo ao longo de dezesseis aulas em uma unidade didaacutetica
A situaccedilatildeo problema proposta pelo grupo partindo de uma reportagem estaacute descrita da seguinte forma ldquoBrasil produz 4 mil toneladas de lixo eletrocircnico por hora dentro deste destacam-se pilhas e baterias Este lixo eacute jogado na natureza provocando vaacuterios problemas ambientais Quais os problemas ambientais que as pilhas e baterias provocam na natureza e como podemos evitaacute-losrdquo Pretendemos trabalhar essa unidade didaacutetica relacionando-a com a proposta curricular no que concerne a alguns conceitos que devem ser desenvolvidos durante o quarto bimestre da segunda seacuterie do ensino meacutedio Desse modo reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo ndash conceituaccedilatildeo e balanceamento de equaccedilotildees quiacutemicas aplicaccedilotildees das transformaccedilotildees quiacutemicas que ocorrem com o envolvimento eletricidade ndash pilhas e baterias ideias sobre estrutura da mateacuteria ndash estudo microscoacutepico dos processos de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo seacuterie de reatividade de metais e impactos ambientais relacionados ao descarte de pilhas e baterias evidenciam-se como conteuacutedos essenciais para a compreensatildeo do tema proposto Com o foco do estudo recaindo sobre as transformaccedilotildees quiacutemicas que ocorrem com o envolvimento de eletricidade suas aplicaccedilotildees tecnoloacutegicas e os aspectos ambientais atrelados a ela ao dar iniacutecio agraves atividades os alunos teratildeo como preacute-requisitos seus conhecimentos sobre usos cotidianos destes materiais
Iniciar-se-aacute o estudo com problematizaccedilatildeo temaacutetica e posteriormente leituras e discussotildees Ao longo do desenvolvimento da unidade didaacutetica o aluno seraacute levado a reconhecer a utilizaccedilatildeo das transformaccedilotildees quiacutemicas que envolvem energia eleacutetrica no sistema produtivo e na vida em sociedade Paralelamente em observaccedilotildees experimentais os alunos poderatildeo aplicar os modelos microscoacutepicos estudados anteriormente o que possibilitaraacute uma percepccedilatildeo de que podem ser utilizados para compreender as transformaccedilotildees que envolvem energia construindo-se assim o conceito de oxirreduccedilatildeo E tambeacutem ao longo do desenvolvimento desta unidade a etapa correspondente agrave montagem de uma pilha permitiraacute ao estudante perceber que existem transformaccedilotildees quiacutemicas que geram energia eleacutetrica
Por sua vez a interaccedilatildeo com a seacuterie de reatividade dos metais torna possiacutevel a compreensatildeo de que se pode prever se ocorreratildeo reaccedilotildees de oxirreduccedilatildeo quando satildeo feitas associaccedilotildees entre metais e soluccedilotildees de caacutetions metaacutelicos aleacutem da retomada do estudo de balanceamento de equaccedilotildees agora de oxirreduccedilatildeo
Por fim atividades que objetivam a conscientizaccedilatildeo sobre impactos ambientais associados ao uso e descarte destes dispositivos encerram os eixos a
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serem tomados como norte desta unidade As estrateacutegias propostas ao longo da unidade didaacutetica ndash leituras de textos observaccedilatildeo de viacutedeos pesquisas e debates realizaccedilatildeo e discussatildeo de experimentos produccedilatildeo de textos confecccedilatildeo de portfoacutelio e um mural ndash permitiratildeo desenvolver nos estudantes uma gama de habilidades e competecircncias tais como a compreensatildeo da importacircncia de pilhas e baterias para o sistema produtivo aleacutem do conhecimento de suas aplicaccedilotildees e impactos decorrentes da sua utilizaccedilatildeo a observaccedilatildeo coleta e interpretaccedilatildeo de dados experimentais a compreensatildeo de que transformaccedilotildees quiacutemicas podem conduzir corrente eleacutetrica e que esta pode ser gerada por meio de transformaccedilotildees quiacutemicas a aplicaccedilatildeo de modelos sobre a constituiccedilatildeo da mateacuteria para explicar o funcionamento das pilhas a compreensatildeo de que os metais e seus iacuteons possuem diferentes reatividades o que permitiraacute prever a ocorrecircncia ou natildeo de uma transformaccedilatildeo quiacutemica desta natureza a representaccedilatildeo de reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo aleacutem da reflexatildeo sobre a importacircncia da adoccedilatildeo de posturas conscientes com relaccedilatildeo ao consumo e descarte de pilhas e baterias
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AacuteREA DO CONHECIMENTO CIEcircNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS
ETAPA DA EDUCACcedilAtildeO BAacuteSICA ENSINO MEacuteDIO
SEacuteRIE 2ordf
PERIacuteODO LETIVO 4deg BIMESTRE
AULAS SEMANAIS 2
DISCIPLINAS QUE PODEM DESENVOLVER UM TRABALHO INTERDISCIPLINAR
Portuguecircs Matemaacutetica e Artes
OBJETIVOS
bull Compreender a importacircncia das pilhas e baterias para o sistema produtivo conhecendo suas aplicaccedilotildees e os impactos decorrentes da sua utilizaccedilatildeo
bull Observar coletar dados experimentais e interpretaacute-los
bull Compreender que transformaccedilotildees quiacutemicas podem produzir corrente eleacutetrica e que esta pode ser gerada por meio de transformaccedilotildees quiacutemicas
bull Aplicar modelos sobre a constituiccedilatildeo da mateacuteria para explicar o funcionamento das pilhas e dos processos de eletroacutelise
bull Compreender que os metais e seus iacuteons possuem diferentes reatividades e aplicar este conceito para prever a ocorrecircncia de transformaccedilotildees quiacutemicas
bull Representar transformaccedilotildees de oxirreduccedilatildeo
bull Refletir sobre a importacircncia da adoccedilatildeo de posturas conscientes com relaccedilatildeo ao consumo e descartes de pilhas e baterias
CONTEUacuteDO PROGRAMAacuteTICO
Aplicaccedilatildeo das transformaccedilotildees que ocorrem com o envolvimento de eletricidade pilhas e eletroacutelise
Reaccedilotildees de oxirreduccedilatildeo
Seacuterie de reatividade de metais
Impactos ambientais relacionados ao uso de pilhas baterias e processos de eletroacutelise
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APLICACcedilAtildeO DO CONHECIMENTO
Produccedilatildeo de mural informativoexplicativo sobre diferentes tipos de pilhas e baterias para conscientizar a comunidade escolar sobre arrecadaccedilatildeo coleta e destino de pilhas e baterias
A escola como ponto de coleta de lixo eletrocircnico ( pilhas e baterias ) para ser doado posteriormente a uma associaccedilatildeo apropriada
Prestaccedilatildeo de serviccedilo agrave comunidade onde o aluno estaacute inserido desenvolvendo nele a responsabilidade social e ambiental
Mobilizar a comunidade escolar promovendo accedilotildees ambientais
Produccedilatildeo de pilha de caraacuteter investigativo Estrateacutegias de Ensino
Coleta de ideacuteias preacutevias
Elaboraccedilatildeo de textos dos gecircneros artigo de opiniatildeo e resumo
Leitura e discussatildeo de textos
Anaacutelise de dados experimentais
Confecccedilatildeo de folders e mural
Elaboraccedilatildeo de mapa conceitual
Construccedilatildeo de um portfoacutelio
Recursos
Lousagiz e texto
Materiais para a realizaccedilatildeo de experimento
Materiais para a elaboraccedilatildeo de mural e propaganda
Aacuteudio visuais
Avaliaccedilatildeo
Participaccedilatildeo e envolvimento
Respostas agraves questotildees propostas
Situaccedilatildeo de aprendizagem 1- As pilhas e baterias que fazem parte do nosso lixo eletrocircnico podem ser prejudiciais ao ser humano
Por meio desta primeira situaccedilatildeo de aprendizagem os alunos poderatildeo reconhecer que quando descartadas incorretamente pilhas e baterias podem prejudicar o meio ambiente mas atualmente eacute indispensaacutevel para o homem
Conteuacutedo e temas a serem trabalhados nesta situaccedilatildeo impactos ambientais relacionados ao uso de pilhas e baterias
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Competecircncias e habilidades desenvolvimento da leitura e interpretaccedilatildeo de textos siacutentese e argumentaccedilatildeo consistentes necessaacuterias para responder a perguntas que acompanham os textos buscarselecionarorganizar e relacionar dados e informaccedilotildees apresentados em diferentes miacutedias e representados em diferentes formas para resolver o problema apresentado
Estrateacutegias discussotildees desencadeadas por perguntas leituras de texto seguidas de discussotildees pesquisas em revistas jornais internet e filmes
Recursos material escrito coacutepias de textos acompanhadas de perguntas filme e viacutedeos da internet
Avaliaccedilatildeo respostas dadas agraves questotildees e participaccedilatildeo nas aulas
Nuacutemero de aulas 3
Aula 1 Levantamento de ideias sobre uso e descarte de pilhas e baterias
O professor pode iniciar a atividade com o levantamento das ideias iniciais dos alunos pedindo que se sentem em grupos de quatro a seis alunos e respondam um questionaacuterio preacutevio sobre funcionamento uso e descartes de pilhas e baterias As respostas podem ser registradas por cada aluno no caderno ou guardadas pelo professor ateacute o final da aplicaccedilatildeo dessa unidade quando seratildeo retomadas e analisadas novamente pelos proacuteprios autores Esta anaacutelise pode servir como um dos instrumentos de avaliaccedilatildeo desta unidade
Questionaacuterio preacutevio 1 O que vocecirc entende por pilhas E baterias 2 Elas satildeo imprescindiacuteveis na atualidade Onde 3 Existe alguma relaccedilatildeo entre pilha eletricidade e transformaccedilotildees quiacutemicas 4 Que tipo de material(is) vocecirc acha que eacute(satildeo) necessaacuterio(os) para se construir uma pilha 5 Cite alguns problemas ambientais relacionados ao uso e descarte de pilhas e baterias Qual deve ser sua postura em relaccedilatildeo a esses problemas
Aula 2 Problematizaccedilatildeo inicial leitura e discussatildeo de textos jornaliacutesticos
Neste segundo momento o aluno eacute convidado a tomar conhecimento de informaccedilotildees contidas nos textos apresentados com isso teraacute oportunidade de criar seu proacuteprio texto a partir da interpretaccedilatildeo destes
O trabalho pode prosseguir com leitura e discussatildeo dos textos que informam sobre leis para descarte de pilhas e baterias contaminaccedilatildeo da biosfera por metais (presentes nas pilhas e baterias) soluccedilotildees para a diminuiccedilatildeo dos impactos ambientais Satildeo eles
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TEXTO 1 Descarte de pilhas e baterias eacute problema seacuterio para meio ambiente
O Brasil eacute o uacutenico paiacutes da Ameacuterica do Sul que regulamenta a fabricaccedilatildeo venda e destinaccedilatildeo final de pilhas e baterias Com a entrada da Resoluccedilatildeo 257 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama) que dispotildee sobre estes resiacuteduos em vigor desde junho de 2001 o Ibama passou a fiscalizar esses limites Ou pelo menos era o que deveria acontecer Em Cuiabaacute por exemplo o gerente do oacutergatildeo Hugo Scheuer declarou natildeo estar a par do assunto mas garantiu ser este seu proacuteximo objetivo por considerar o descarte destes resiacuteduos um problema de grande amplitude Mas enquanto isso o que fazer com pilhas e baterias principalmente as de celulares quando acabam Esta duacutevida eacute frequumlente em toda a populaccedilatildeo
Considerados toacutexicos o lanccedilamento desses resiacuteduos em lixotildees nas margens das estradas ou em terrenos baldios compromete a qualidade ambiental e de vida da populaccedilatildeo Os resiacuteduos pesados quando aterrados migram para partes mais profundas do solo Com isso podem atingir o lenccedilol freaacutetico contaminando a flora e a fauna das regiotildees proacuteximas e ainda causar doenccedilas que variam de lesotildees cerebrais a disfunccedilotildees renais e pulmonares passando por distuacuterbios visuais e anemia Segundo a Resoluccedilatildeo 257 os fabricantes e importadores satildeo os responsaacuteveis pelo recolhimento do material e sua destinaccedilatildeo final o que deve ser fiscalizado pelos oacutergatildeos puacuteblicos ambientais Mas em Cuiabaacute apesar do site do Ministeacuterio do Meio Ambiente indicar o endereccedilo de 28 postos nenhum deles efetua o recolhimento apenas duas empresas de celulares recolhem as baterias em seus postos de venda (Vivo e Americel) e a fiscalizaccedilatildeo do Ibama eacute inexistente A Resoluccedilatildeo estabelece que as pilhas e baterias apoacutes o seu esgotamento energeacutetico devem ser entregues pelos usuaacuterios aos estabelecimentos que as comercializam ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelas respectivas induacutestrias Estas por sua vez devem repassaacute-las aos fabricantes e importadores para que passem por procedimentos de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final ambientalmente adequada No artigo 13deg estaacute previsto que as pilhas e baterias que atenderem aos limites previstos no artigo 6deg podem ser dispostas juntamente com os resiacuteduos domiciliares em aterros sanitaacuterios licenciados Mas por falta de aterros licenciados a maior parte das baterias e pilhas usadas continuam tendo os lixotildees irregulares como destino significando um risco para o meio ambiente e para as pessoas Apenas 30 destes resiacuteduos satildeo reciclados No Brasil uma empresa chamada Suzaquim anuncia que deteacutem um processo de reciclagem de baterias
Dependendo do material de que satildeo constituiacutedas pilhas e baterias podem ser jogadas em lixo domeacutestico As pilhas secas composta por zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs as mais consumidas para uso domeacutestico tecircm em sua maioria operado nos limites estabelecidos pelo artigo 6deg da Resoluccedilatildeo 257 As baterias de telefone sem fio de filmadoras de celular ou outros tipos normalmente recarregaacuteveis devem ser devolvidas agraves lojas Os fabricantes estatildeo obrigados a informar nas embalagens a necessidade ou natildeo de devoluccedilatildeo
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O Brasil produz cerca de 800 milhotildees de pilhas comuns por ano o que representa seis unidades por habitante Deve-se lembrar que uma uacutenica pilha contamina o solo durante 50 anos Circulam anualmente 10 milhotildees de baterias de celular 12 milhotildees de baterias automotivas e 200 mil baterias industriais Do total de pilhas e baterias consumidas no paiacutes quase 70 satildeo constituiacutedas principalmente por zinco e caacutedmio aproximadamente 30 por amocircnia e manganecircs Ao se desfazer de pilhas e baterias usadas em local inadequado pode-se contaminar o solo a aacutegua e o ar Atraveacutes da cadeia alimentar esse produto chega aos seres humanos causando doenccedilas que afetam o sistema nervoso central Todos satildeo considerados bioacumulativos - acumula-se no organismo ao longo do tempo
RECICLAVEISCOMBR
TEXTO 2Pilhas e baterias usadas devem ser devolvidas a fabricantes
Embora seja de junho de 1999 a determinaccedilatildeo do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama) que prevecirc a devoluccedilatildeo de pilhas e baterias que contenham metais pesados aos fabricantes depois do fim de sua vida uacutetil ainda hoje essa medida natildeo eacute adotada com abrangecircncia Conforme a determinaccedilatildeo do Conama as empresas tecircm de reciclar ou dar uma destinaccedilatildeo final adequada (armazenar em local apropriado ou incinerar por exemplo) a esses materiais para evitar o risco de contaminaccedilatildeo ambiental e possiacuteveis danos agrave sauacutede puacuteblica
A medida atinge principalmente o setor industrial mas tambeacutem vale para os cidadatildeos comuns consumidores de pilhas e baterias geralmente usadas em automoacuteveis filmadoras telefones celular e barbeadores (veja na tabela abaixo os tipos de pilhas e baterias suas composiccedilotildees e finalidades)
Conforme a Resoluccedilatildeo 25799 do Conama as empresas que desobedecerem agrave norma de recolhimento dos produtos poderatildeo ser enquadradas na Lei de Crimes Ambientais Jaacute os consumidores tecircm papel fundamental no processo de recolhimento de baterias principalmente as usadas em celulares conforme Cleusa de Morais Gomes assessora teacutecnica da Secretaria de Qualidade Ambiental nos Assentamentos Humanos (SQA)
Cleusa lembra que ao inveacutes de ser jogado no lixo o material deve ser devolvido agrave rede autorizada dos fabricantes que satildeo obrigados a instalar um posto de recolhimento junto aos pontos de vendas de celulares ou nos serviccedilos teacutecnicos de conserto A cooperaccedilatildeo dos consumidores eacute essencial para que os fabricantes possam recolher as baterias usadas
Devem ser devolvidas ao fabricante ou importador
Tipo Bateria de Chumbo Aacutecido Aplicaccedilatildeo Induacutestrias automoacuteveis filmadoras
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Tipo Pilhas e baterias de niacutequel caacutedmio Aplicaccedilatildeo Telefone celular telefone sem fio barbeador e outros aparelhos que usam pilhas e baterias recarregaacuteveis
Tipo Pilhas e baterias de oacutexido de mercuacuterio Aplicaccedilatildeo Instrumentos de navegaccedilatildeo e aparelhos de instrumentaccedilatildeo e controle
Podem ser descartadas no lixo comum
Tipo Comuns e alcalinas com ZincoManganecircs e AlcalinaManganecircs Aplicaccedilatildeo Brinquedos lanterna raacutedio controle remoto raacutedio-reloacutegio equipamento fotograacutefico pager walkman
Jornal On line terra
Metais pesados contaminam meio ambiente e oferecem riscos agrave saude puacuteblica
Estima-se que cada bateria ou pilha depositada de forma inadequada no meio ambiente contamine uma aacuterea de um metro quadrado Entretanto o dano ambiental pode ser maior se a quantidade desses equipamentos jogados em lixotildees for muito alta
A dissoluccedilatildeo de metais pesados depositados em aterros sanitaacuterios improacuteprios pode contaminar lenccediloacuteis freaacuteticos e o ambiente local Em aterros a dissoluccedilatildeo dos metais eacute mais faacutecil devido agrave acidez da aacuterea Isso facilita a acumulaccedilatildeo de metais pesados na cadeia alimentar atraveacutes da contaminaccedilatildeo de animais e vegetais que podem causar a intoxicaccedilatildeo de seres humanos que venham a consumir esses alimentos afetados Metais pesados como chumbo caacutedmio mercuacuterio e seus compostos podem provocar graves doenccedilas neuroloacutegicas aleacutem de afetar a condiccedilatildeo motora
Pilhas e baterias comuns (pequenas usadas em raacutedios por exemplo) podem ser descartadas no lixo domeacutestico de acordo com a determinaccedilatildeo do Conama No entanto a professora Andreacutea Bernardes do Departamento de Engenharia de Materiais da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) avalia que esses produtos que acabam sendo depositados em aterros sanitaacuterios soacute poderiam ser descartados nestes locais se houvesse o tratamento adequado do chorume (substacircncia liacutequida encontrada em lixotildees) O chorume contaminado com metais pesados contaminaraacute tambeacutem a terra e os lenccediloacuteis freaacuteticos
Marcelo Furtado coordenador da aacuterea de substacircncias toacutexicas do Greenpeace vecirc com bons olhos a determinaccedilatildeo do Conama A iniciativa serve como incentivo para que as empresas passem a reduzir o uso de substacircncias toacutexicas para evitar todo o processo de recolhimento de baterias e pilhas usadas
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diz Ele lembra que a tendecircncia eacute que substacircncias reciclaacuteveis sejam usadas cada vez mais para que a reutilizaccedilatildeo dos produtos seja constante
Danilo FantinelRedaccedilatildeo Terra
TEXTO 3Resoluccedilatildeo Nordm 257 de 30 de junho de 1999 Pilhas e baterias usadas
O Conselho Nacional do Meio Ambiente - Conama no uso das atribuiccedilotildees e competecircncias que lhe satildeo conferidas pela Lei no 6938 de 31 de agosto de 1981 e pelo Decreto no 99274 de 6 de junho de 1990 e conforme o disposto em seu Regimento Interno e Considerando os impactos negativos causados ao meio ambiente pelo descarte inadequado de pilhas e baterias usadas Considerando a necessidade de se disciplinar o descarte e o gerenciamento ambientalmente adequado de pilhas e baterias usadas no que tange agrave coleta reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final Considerando que tais resiacuteduos aleacutem de continuarem sem destinaccedilatildeo adequada e contaminando o ambiente necessitam por suas especificidades de procedimentos especiais ou diferenciados resolve Art 1o As pilhas e baterias que contenham em suas composiccedilotildees chumbo caacutedmio mercuacuterio e seus compostos necessaacuterias ao funcionamento de quaisquer tipos de aparelhos veiacuteculos ou sistemas moacuteveis ou fixos bem como os produtos eletro-eletrocircnicos que as contenham integradas em sua estrutura de forma natildeo substituiacutevel apoacutes seu esgotamento energeacutetico seratildeo entregues pelos usuaacuterios aos estabelecimentos que as comercializam ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelas respectivas induacutestrias para repasse aos fabricantes ou importadores para que estes adotem diretamente ou por meio de terceiros os procedimentos de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final ambientalmente adequada Paraacutegrafo Uacutenico As baterias industriais constituiacutedas de chumbo caacutedmio e seus compostos destinadas a telecomunicaccedilotildees usinas eleacutetricas sistemas ininterruptos de fornecimento de energia alarme seguranccedila movimentaccedilatildeo de cargas ou pessoas partida de motores diesel e uso geral industrial apoacutes seu esgotamento energeacutetico deveratildeo ser entregues pelo usuaacuterio ao fabricante ou ao importador ou ao distribuidor da bateria observado o mesmo sistema quiacutemico para os procedimentos referidos no caput deste artigo Art 2o Para os fins do disposto nesta Resoluccedilatildeo considera-se I - bateria conjunto de pilhas ou acumuladores recarregaacuteveis interligados convenientemente(NBR 703987) II - pilha gerador eletroquiacutemico de energia eleacutetrica mediante conversatildeo geralmente irreversiacutevel de energia quiacutemica(NBR 703987) III - acumulador chumbondashaacutecido acumulador no qual o material ativo das placas positivas eacute constituiacutedo por compostos de chumbo e os das placas negativas essencialmente por chumbo sendo o eletroacutelito uma soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico (NBR 703987) IV - acumulador (eleacutetrico) dispositivo eletroquiacutemico constituiacutedo de um elemento eletroacutelito e caixa que armazena sob forma de energia quiacutemica a energia eleacutetrica que lhe seja fornecida e que a restitui quando ligado a um circuito consumidor(NBR 703987) V - baterias industriais satildeo consideradas baterias de aplicaccedilatildeo industrial aquelas que se destinam a aplicaccedilotildees estacionaacuterias tais como telecomunicaccedilotildees usinas eleacutetricas sistemas ininterruptos de fornecimento de energia alarme e seguranccedila uso geral industrial e para partidas de motores diesel ou ainda tracionaacuterias tais como as utilizadas para movimentaccedilatildeo de cargas ou pessoas e carros eleacutetricos VI - baterias veiculares satildeo consideradas baterias de aplicaccedilatildeo veicular aquelas utilizadas para partidas de sistemas propulsores eou
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como principal fonte de energia em veiacuteculos automotores de locomoccedilatildeo em meio terrestre aquaacutetico e aeacutereo inclusive de tratores equipamentos de construccedilatildeo cadeiras de roda e assemelhados VII - pilhas e baterias portaacuteteis satildeo consideradas pilhas e baterias portaacuteteis aquelas utilizadas em telefonia e equipamentos eletro-eletrocircnicos tais como jogos brinquedos ferramentas eleacutetricas portaacuteteis informaacutetica lanternas equipamentos fotograacuteficos raacutedios aparelhos de som reloacutegios agendas eletrocircnicas barbeadores instrumentos de mediccedilatildeo de afericcedilatildeo equipamentos meacutedicos e outros VIII - pilhas e baterias de aplicaccedilatildeo especial satildeo consideradas pilhas e baterias de aplicaccedilatildeo especial aquelas utilizadas em aplicaccedilotildees especiacuteficas de caraacuteter cientiacutefico meacutedico ou militar e aquelas que sejam parte integrante de circuitos eletro-eletrocircnicos para exercer funccedilotildees que requeiram energia eleacutetrica ininterrupta em caso de fonte de energia primaacuteria sofrer alguma falha ou flutuaccedilatildeo momentacircnea Art 3o Os estabelecimentos que comercializam os produtos descritos no art1o bem como a rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelos fabricantes e importadores desses produtos ficam obrigados a aceitar dos usuaacuterios a devoluccedilatildeo das unidades usadas cujas caracteriacutesticas sejam similares agravequelas comercializadas com vistas aos procedimentos referidos no art 1o Art 4o As pilhas e baterias recebidas na forma do artigo anterior seratildeo acondicionadas adequadamente e armazenadas de forma segregada obedecidas as normas ambientais e de sauacutede puacuteblica pertinentes bem como as recomendaccedilotildees definidas pelos fabricantes ou importadores ateacute o seu repasse a estes uacuteltimos Art 5o A partir de 1o de janeiro de 2000 a fabricaccedilatildeo importaccedilatildeo e comercializaccedilatildeo de pilhas e baterias deveratildeo atender aos limites estabelecidos a seguir I - com ateacute 0025 em peso de mercuacuterio quando forem do tipo zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs II - com ateacute 0025 em peso de caacutedmio quando forem do tipo zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs III - com ateacute 0400 em peso de chumbo quando forem do tipo zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs IV - com ateacute 25 mg de mercuacuterio por elemento quando forem do tipo pilhas miniaturas e botatildeo Art 6o A partir de 1o de janeiro de 2001 a fabricaccedilatildeo importaccedilatildeo e comercializaccedilatildeo de pilhas e baterias deveratildeo atender aos limites estabelecidos a seguir I - com ateacute 0010 em peso de mercuacuterio quando forem do tipo zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs II - com ateacute 0015 em peso de caacutedmio quando forem dos tipos alcalina-manganecircs e zinco-manganecircs III - com ateacute 0200 em peso de chumbo quando forem dos tipos alcalina-manganecircs e zinco-manganecircs Art 7o Os fabricantes dos produtos abrangidos por esta Resoluccedilatildeo deveratildeo conduzir estudos para substituir as substacircncias toacutexicas potencialmente perigosas neles contidas ou reduzir o teor das mesmas ateacute os valores mais baixos viaacuteveis tecnologicamente Art 8o Ficam proibidas as seguintes formas de destinaccedilatildeo final de pilhas e baterias usadas de quaisquer tipos ou caracteriacutesticas I - lanccedilamento in natura a ceacuteu aberto tanto em aacutereas urbanas como rurais II - queima a ceacuteu aberto ou em recipientes instalaccedilotildees ou equipamentos natildeo adequados conforme legislaccedilatildeo vigente III - lanccedilamento em corpos daacutegua praias manguezais terrenos baldios poccedilos ou cacimbas cavidades subterracircneas em redes de drenagem de aacuteguas pluviais esgotos eletricidade ou telefone mesmo que abandonadas ou em aacutereas sujeitas agrave inundaccedilatildeo Art 9o No prazo de um ano a partir da data de vigecircncia desta resoluccedilatildeo nas mateacuterias publicitaacuterias e nas embalagens ou produtos descritos no art 1o deveratildeo constar de forma visiacutevel as advertecircncias sobre os riscos agrave sauacutede humana e ao meio ambiente bem como a necessidade de apoacutes seu uso serem devolvidos aos revendedores ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada para
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repasse aos fabricantes ou importadores Art 10 Os fabricantes devem proceder gestotildees no sentido de que a incorporaccedilatildeo de pilhas e baterias em determinados aparelhos somente seja efetivada na condiccedilatildeo de poderem ser facilmente substituiacutedas pelos consumidores apoacutes sua utilizaccedilatildeo possibilitando o seu descarte independentemente dos aparelhos Art 11 Os fabricantes os importadores a rede autorizada de assistecircncia teacutecnica e os comerciantes de pilhas e baterias descritas no art 1o ficam obrigados a no prazo de doze meses contados a partir da vigecircncia desta resoluccedilatildeo implantar os mecanismos operacionais para a coleta transporte e armazenamento Art 12 Os fabricantes e os importadores de pilhas e baterias descritas no art 1o ficam obrigados a no prazo de vinte e quatro meses contados a partir da vigecircncia desta Resoluccedilatildeo implantar os sistemas de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final obedecida a legislaccedilatildeo em vigor Art 13 As pilhas e baterias que atenderem aos limites previstos no artigo 6o poderatildeo ser dispostas juntamente com os resiacuteduos domiciliares em aterros sanitaacuterios licenciados Paraacutegrafo Uacutenico Os fabricantes e importadores deveratildeo identificar os produtos descritos no caput deste artigo mediante a aposiccedilatildeo nas embalagens e quando couber nos produtos de siacutembolo que permita ao usuaacuterio distinguiacute-los dos demais tipos de pilhas e baterias comercializados Art 14 A reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou a disposiccedilatildeo final das pilhas e baterias abrangidas por esta resoluccedilatildeo realizadas diretamente pelo fabricante ou por terceiros deveratildeo ser processadas de forma tecnicamente segura e adequada com vistas a evitar riscos agrave sauacutede humana e ao meio ambiente principalmente no que tange ao manuseio dos resiacuteduos pelos seres humanos filtragem do ar tratamento de efluentes e cuidados com o solo observadas as normas ambientais especialmente no que se refere ao licenciamento da atividade Paraacutegrafo Uacutenico Na impossibilidade de reutilizaccedilatildeo ou reciclagem das pilhas e baterias descritas no art 1o a destinaccedilatildeo final por destruiccedilatildeo teacutermica deveraacute obedecer as condiccedilotildees teacutecnicas previstas na NBR - 11175 - Incineraccedilatildeo de Resiacuteduos Soacutelidos Perigosos - e os padrotildees de qualidade do ar estabelecidos pela Resoluccedilatildeo Conama no 03 de 28 de junho de l990 Art 15 Compete aos oacutergatildeos integrantes do SISNAMA dentro do limite de suas competecircncias a fiscalizaccedilatildeo relativa ao cumprimento das disposiccedilotildees desta resoluccedilatildeo Art 16 O natildeo cumprimento das obrigaccedilotildees previstas nesta Resoluccedilatildeo sujeitaraacute os infratores agraves penalidades previstas nas Leis no 6938 de 31 de agosto de 1981 e no 9605 de 12 de fevereiro de 1998 Art 17 Esta Resoluccedilatildeo entra em vigor na data de sua publicaccedilatildeo
Publicado em 18-09-2008
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TEXTO 4 Pilhas e baterias podem ter primeiro avanccedilo significativo em 200 anos Redaccedilatildeo do Site Inovaccedilatildeo Tecnoloacutegica 15022006
Dois grupos de pesquisadores trabalhando isoladamente anunciaram quase ao mesmo tempo a descoberta do que poderaacute se tornar o mais importante avanccedilo nas baterias desde a sua invenccedilatildeo haacute mais de 200 anos Aleacutem dos aparelhos portaacuteteis uma infinidade de aplicaccedilotildees utiliza as baterias como fonte de energia de sistemas de no-breaks ateacute veiacuteculos hiacutebridos Mas sua tecnologia natildeo sofreu nenhum avanccedilo radical nos uacuteltimos anos
Cientistas dos Laboratoacuterios Bell e da empresa mPhase relataram a construccedilatildeo de um protoacutetipo de bateria inteligente a partir de materiais nanoscoacutepicos capaz de fornecer energia natildeo de forma contiacutenua como as pilhas e baterias tradicionais mas apenas quando essa energia for necessaacuteria
O protoacutetipo ainda eacute pequeno produzindo energia suficiente para alimentar um LED Mas os cientistas estatildeo entusiasmados com seu potencial
A nova bateria eacute a demonstraccedilatildeo praacutetica de uma descoberta feita pelos mesmos pesquisadores de que um eletroacutelito permanece sobre superfiacutecies nanoestruturadas ateacute ser estimulado a fluir Esse estiacutemulo eacute o gatilho para que a nova bateria comece a produzir eletricidade
Esse comportamento inteligente poderaacute permitir a ativaccedilatildeo das baterias quando necessaacuterio aumentando enormemente sua vida uacutetil
Ultracapacitores
Jaacute os pesquisadores Joel E Schindall John G Kassakian e Riccardo Signorelli do MIT Estados Unidos utilizaram membranas criadas com nanotubos de carbono para aprimorar um outro tipo de dispositivo de armazenagem de energia chamado ultracapacitor Com a melhoria o novo componente poderaacute vir a substituir as atuais pilhas e baterias
Os capacitores armazenam energia como um campo eleacutetrico o que os torna mais eficientes do que as baterias tradicionais que retiram sua energia de reaccedilotildees quiacutemicas Jaacute os ultracapacitores satildeo ceacutelulas de armazenamento funcionando no mesmo princiacutepio dos capacitores mas capazes de fornecer quantidades enormes de energia instantaneamente Eles jaacute satildeo utilizados em veiacuteculos experimentais principalmente aqueles movidos por ceacutelulas a combustiacutevel
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Ateacute agora poreacutem os ultracapacitores necessitavam ser muito maiores do que as baterias para fornecer a mesma quantidade de energia Os cientistas resolveram o problema lidando com os campos eleacutetricos em niacutevel atocircmico Eles utilizaram uma membrana construiacuteda com nanotubos de carbono alinhados verticalmente
A capacidade de armazenamento de um ultracapacitor depende da aacuterea superficial de seus eletrodos Atualmente esses eletrodos satildeo feitos de carbono ativado um material extremamente poroso o que se traduz em uma enorme aacuterea superficial Mas seus poros satildeo irregulares o que significa que essa aacuterea natildeo eacute tatildeo grande quanto poderia ser reduzindo a eficiecircncia do ultracapacitor
Jaacute os nanotubos de carbono tecircm um desenho perfeitamente regular aleacutem de possuir diacircmetros de apenas alguns poucos aacutetomos A membrana construiacuteda com eles apresenta uma aacuterea superficial muito maior o que se traduz em uma eficiecircncia incomparaacutevel no armazenamento de energia
Os cientistas afirmam jaacute deter a tecnologia para a fabricaccedilatildeo das membranas de nanotubos de carbono em qualquer formato o que poderaacute facilitar a fabricaccedilatildeo de ultracapacitores nos formatos das pilhas e baterias tradicionalmente utilizados em aparelhos eletrocircnicos
Questotildees desencadeadoras para discussatildeo dos textos
1 Cite algumas das questotildees ambientais relacionadas ao uso de pilhas e baterias Qual deve ser a postura da populaccedilatildeo em relaccedilatildeo a essas questotildees 2 Com base na legislaccedilatildeo apresentada explique como deve ser feito o descarte de pilhas e baterias Quais impecilhos poderatildeo dificultar o cumprimento da lei 3 Qual o destino que deve ser dado agraves pilhas que seratildeo descartadas Existem formas de reciclagem Quais 4 Considerando os impactos ambientais que podem ocorrer do descarte inadequado das pilhas e baterias qual a sua opiniatildeo sobre o uso delas Existe uma ideal Explique 5 Vocecirc acha que hoje eacute possiacutevel sobrevivermos sem o uso de pilhas e baterias
Aula 3 viacutedeo aulas de conscientizaccedilatildeo sobre descarte de pilhas
Nessa aula pode-se discutir com os alunos os problemas ambientais causados pelo descarte inadequado de pilhas e com isso incentivar o nosso aluno a uma nova mudanccedila de atitude em relaccedilatildeo ao meio ambiente e tomada de posiccedilatildeo ecologicamente correta Como sugestatildeo estatildeo um desenho animado e uma reportagem que podem ser abordadas com questotildees orais e escrita sobre a preocupaccedilatildeo com o descarte das pilhas e seus efeitos Pode-se pedir tambeacutem que elaborem textos do gecircnero artigo de opiniatildeo sobre o assunto em questatildeo (Sugere-se que os alunos assistam o filme WALL-E em casa e tragam seus pontos de vista para debate posterior em salaOutra maneira de trabalhar com esse tipo de recurso visual seria uma preacutevia ediccedilatildeo dos filmes indicados onde o professor selecionaria as cenas com a intenccedilatildeo de promover debates em sala )
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Questotildees para discussatildeo das miacutedias apresentadasque tambeacutem podem ser ferramentas para um debate
1 Sente-se um escravo da tecnologia atual ( especificamente aqueles que em curto espaccedilo de tempo geram lixo eletrocircnico tais como celular Ipod Iphone etc) 2 Ficou sensibilizado sobre a quantidade de lixo eletrocircnico que o homem produz 3 Haacute uma remota possibilidade de o Planeta ser recuperado 4 Qual a sua opiniatildeo sobre a mensagem que o filme Wall-E passa
Viacutedeo 1 IMPACTOS AMBIENTAIS Desenho animado sobre educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambiental retirado do site WWWyoutubecombr (1min e 45 segundos)
Viacutedeo 2 RECICLAGEM DE PILHAS Cidades e soluccedilotildees Globo News retirado do site WWWyoutubecombr (22 min e 35 segundos)
Viacutedeo 3WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
AVALIACcedilAtildeO DA UNIDADE
Ao final do estudo desta situaccedilatildeo de aprendizagem espera-se que o nosso educando tome uma posiccedilatildeo ecologicamente correta sabendo dos males que um descarte inadequado de pilhas e baterias possa causar ao meio ambiente
Situaccedilatildeo de aprendizagem 2 - Que tipos de materiais existem em uma pilha que a classifique como poluidora do meio ambiente
A partir de um experimento investigativo o nosso educando eacute instigado a pensar refletir sobre os componentes presentes em uma pilha e o principio de funcionamento desta Nesta situaccedilatildeo de aprendizagem os alunos seratildeo estimulados a dar explicaccedilotildees para as observaccedilotildees feitas e aplicaratildeo os conhecimentos que jaacute possuem sobre pilhas e baterias adquiridos na situaccedilatildeo anterior e atraveacutes de pesquisas posteriores ao experimento investigativo os alunos teratildeo contato com diversas fontes de pesquisa faratildeo anaacutelise das informaccedilotildees nelas contidas com o estabelecimento de relaccedilotildees entre elas para a elaboraccedilatildeo de conclusotildees Este processo estimula uma reflexatildeo efetiva dos alunos favorecendo uma aprendizagem mais significativa
Conteuacutedos e temas pilhas e aplicaccedilotildees das transformaccedilotildees que ocorrem com o envolvimento de eletricidade
Competecircncias e a habilidades avaliar a composiccedilatildeo das pilhas e o impacto que poderatildeo causar quando descartadas inadequadamente elencar impactos causados pelo uso industrial dos processos de eletroacutelise e discussotildees sobre a viabilidade do uso de diferentes fontes de energia
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Estrateacutegias leitura e discussotildees de textos debates realizaccedilatildeo de pesquisas e anaacutelise de resultados experimentais
Recursos livros didaacuteticos paradidaacuteticos perioacutedicos pesquisa na internet materiais para experimento
Nuacutemero de aulas 5
AULA 1 EXPERIMENTO INVESTIGATIVO Quais componentes estatildeo presentes em uma Pilha
Devido a toxidade presente nos componentes da pilha (chapa de accedilozincobastatildeo de carbonodioacutexido de manganecircs e cloretos de zinco e amocircnio) sugere-se um experimento de natureza demonstrativa tais como desmontar uma pilha passo a passo conforme figuras abaixo e tambeacutem pesquisar viacutedeos no youtube sobre desmontagem de pilhas ou pode produzir uma filmagem da desmontagem da pilha uma vez que a ideia eacute preservar o meio ambiente Entatildeo os viacutedeos satildeo uma ideia aceitaacutevel
A ideacuteia de trabalhar esse experimento eacute demonstrar para o aluno os componentes de uma pilha o aluno durante o experimento deve ser questionado a todo tempo sobre os materiais existentes em uma pilha e o que pode prejudicar o meio ambiente apoacutes o descarte
Sugestotildees de questotildees para os alunos
1 Quais os componentes presentes em uma pilha
2 Quantos materiais perigosos podem conter uma pilhaExplique por que esses materiais satildeo perigosos
3 Seraacute que os materiais de uma pilha podem ter alguma utilidade ao ser humano
Outra sugestatildeo eacute pedir para o aluno fazer um desenho da pilhas antes e depois do experimento
ROTEIRO EXPERIMENTAL DESMONTAGEM DE PILHA
OBJETIVO Mostrar a constituiccedilatildeo quiacutemica de uma pilha e obter a partir dela alguns reagentes aproveitaacuteveis em aulas praacuteticas de laboratoacuterio
MATERIAL
1 pilha comum
Canivete
Chave de fenda
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Alicate
Funil plaacutestico
Filtro de papel
Bico de bunsen ou lamparina com aacutelcool
Beacutequer (pyrex)
Tripeacute
Tela de amianto
Espaacutetula (ou palito de sorvete)
Baqueta de vidro
Erlenmeyer
REAGENTES
Aacutegua destilada
PROCEDIMENTO
1 Com auxilio de um canivete abrir a pilha ao longo da emendaretirando a proteccedilatildeo de accedilo
2 Desenrolar bem a chapa obtida
3 Retirar o papelatildeo ou plaacutestico que se encontra abaixo da chapa de accedilo
4 O zinco eacute a camada que vem logo a seguir devendo ser retirado lavado com aacutegua e detergente colocando-o para secar
5 Finalmente retirar o bastatildeo preto e central da pilha (bastatildeo de carbono)lavando-o igualmente com aacutegua e detergente e transferir o resto do conteuacutedo da pilha para um beacutequer ou um copo de vidro
6 Acrescentar agrave esta mistura aproximadamente 50 ml de aacutegua e agitar bem
7 Filtrar a misturarecolhendo o filtrado em um erlenmeyere em seguidaabrir o papel de filtro com resiacuteduo para deixaacute-lo secar
8 Depois de secoguarde o poacute preto obtido (dioacutexido de manganecircs)em um frasco rotulado
9 Aquecer o filtrado com o auxilio do bico de bunsen (ou lamparina )ateacute toda a aacutegua evaporar
10 Depois de filtrarguardar os cristais em um frasco devidamente rotulado
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O filtrado conteacutem a misturas de cloretos de zinco e amocircnio ambos soluacuteveis em aacutegua
Observaccedilatildeo O invoacutelucro de accedilo pode ser usado como cadinho para uma secagem raacutepida e de pequenas quantidades de dioacutexido de manganecircs obtido
BIBLIOGRAFIA BRAATHENPCet AL Curso de treinamento de professores de segundo grau- Moacutedulo de QuiacutemicaViccedilosaMGUniversidade Federal de Viccedilosa1989
A seguir sequumlecircncia de fotos da desmontagem de uma pilha
Figura 1-pilha antes da desmontagem
Figura 2-passo1 retirada do invoacutelucro
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Figura 3-passo 2 retirada da camada de papelatildeo
Figura 4-passo 3 retirada da parte superior
Figura 5-passo 4 retirada do bastatildeo de carbono
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Figura 6- passo 5 retirada do poacute preto de dioacutexido de manganecircs
Figura 7 passo 6 visualizaccedilatildeo do interior da pilha
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Figura 8-passo 7 visualizaccedilatildeo de todos os componentes presentes em uma pilha
Para colaborar na avaliaccedilatildeo dessa aula investigativa e demonstrativa o ideal seria que o professor retomasse as questotildees que foram aplicadas no inicio da aula
AULA 2 Pilhas e baterias conceituaccedilatildeo a partir de pesquisas em livros didaacuteticos paradidaacuteticos internet e revistas especializadas
Com intuito de melhorar o conhecimento cientiacutefico dos alunos pode-se orientaacute-los para realizarem uma pesquisa literaacuteria sobre o que vem a ser pilha e bateria e os possiacuteveis problemas ambientais causados pelos usos e descarte inadequados destes Esta pesquisa pode ser realizada em grupo ou individualmente em sala ou extraclasse (a criteacuterio do professor) O objetivo da pesquisa eacute que os alunos com o auxilio do professor durante a aula aprenda transpor a linguagem da ciecircncia comum para a linguagem cientiacutefica compreendendo termos teacutecnicos especiacuteficos da Quiacutemica para opinar e atuar como cidadatildeo ou profissional num futuro proacuteximo de forma eacutetica
AULA 3 Visita virtual a uma induacutestria de reciclagem
Apoacutes discussotildees introdutoacuterias feitas na situaccedilatildeo de aprendizagem anterior pode-se fazer uma visita virtual no site do youtube onde poderatildeo assistir a um filme ( 5 minutos de duraccedilatildeo) da empresa de reciclagem de pilhas SUZAQUIM tem-se a possibilidade de se observar um processo quiacutemico de reciclagem de pilhas e baterias ( a visita fiacutesica eacute praticamente impossiacutevel de se realizar devido ao ambiente ser improacuteprio para essa finalidade) Finaliza-se essa primeira etapa do processo de aprendizagem pedindo aos alunos um relatoacuterio na forma de artigo de
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opiniatildeo sobre a importacircncia da reciclagem de pilhas em favor do meio ambiente e a necessidade de maiores investimentos nessa aacuterea
AULA 4 Modelo de pilha ideal
Considerando que agrave essa altura os nossos alunos jaacute tenham conhecimento sobre descarte de pilhas e baterias podemos inicializar a segunda etapa da unidade didaacutetica propondo que criem um modelo ideal de pilha (que impacte minimamente o meio ambiente) Essa atividade pode ser realizada em grupo os alunos teratildeo como material base informaccedilotildees jaacute trabalhadas anteriormente
Pode-se sugerir temas como
Pilhas recarregaacuteveis
Fontes de energias alternativas
Utilizaccedilatildeo de metais natildeo agressivos ao meio ambiente ou novos processos de eletroacutelise
Professor e alunos levaratildeo agrave sala de aula livros didaacuteticos paradidaacuteticos perioacutedicos e materiais da internet para consulta e realizaccedilatildeo da atividade propostaOs alunos seratildeo orientados pelo professor para em grupo montarem um modelo ideal de pilha que poderaacute ser apresentada na aula seguinte em forma de seminaacuterio experimento demonstrativo slides ou filmagens
Observaccedilatildeo para facilitar o trabalho o professor pode pedir aos alunos que usem os recursos mencionados acima para confecccedilatildeo do material a ser apresentado extraclasse
AULA 5 Modelos de pilhas produzidos apresentaccedilatildeo
Nesta aula o objetivo eacute que os alunos apresentem o seu modelo ideal de pilha escolhidos e idealizados na aula anterior e produzidos extraclasse Natildeo resta a menor duacutevida que seraacute um facilitador para o aprofundamento dos conteuacutedos gerais e especiacuteficos desta unidade didaacutetica Para que isso aconteccedila pode-se desencadear uma discussatildeo e um acordo coletivo para escolha da melhor pilha apresentada para que a haja compreensatildeo do processo de transformaccedilatildeo de energia quiacutemica em eleacutetrica
Para finalizar esta situaccedilatildeo de aprendizagem podemos avaliar os nossos alunos propondo as questotildees abaixo sugere-se que sejam realizadas individualmente pelos alunos pois somente desta maneira o professor poderaacute diagnosticar se houve o aprendizado real e significativo
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Questotildees sugeridas
1 Eacute possiacutevel produzir energia eleacutetrica atraveacutes de uma transformaccedilatildeo quiacutemica
2 Explique o surgimento da energia eleacutetrica nas transformaccedilotildees quiacutemicas
3 Podemos montar uma pilha ecologicamente correta
4 O funcionamento de uma pilha soacute acontece atraveacutes de transformaccedilatildeo quiacutemica Explique
Situaccedilatildeo de aprendizagem 3- O lado cientiacutefico da Pilha
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem permitiraacute aos alunos compreenderem o funcionamento de uma pilha( conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica ) e a produccedilatildeo de novos materiais atraveacutes da eletrolise (conversatildeo natildeo espontacircnea energia eleacutetrica em quiacutemica) com experimentos
Conteuacutedos e temas eletroacutelise reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo seacuterie de reatividade de metais
Competecircncias e habilidades compreender que existem transformaccedilotildees quiacutemicas que ocorrem com transferecircncia de eleacutetrons e podem gerar corrente eleacutetrica prever a ocorrecircncia de transformaccedilotildees quiacutemicas com a utilizaccedilatildeo da seacuterie de reatividade de metais
Estrateacutegias textos jornaliacutesticos experimentos abordagem investigativa com perguntas
Avaliaccedilatildeo anaacutelise dos resultados experimentais
Recursos materiais para o experimentolousa e giztabelas
Nuacutemero de aulas 4
AULA 1 O experimento da pilha do Daniel
Nessa aula propotildee ao professor a sugestatildeo de roteiro experimental da pilha de Daniel Esse experimento eacute bastante comum e o professor pode fazecirc-lo de maneira demonstrativa ou dividir a sala em grupos para sua realizaccedilatildeo Eacute importante orientar os alunos para que observem atentamente os estados iniciais e finais das placas metaacutelicas assim como da soluccedilatildeo em relaccedilatildeo agrave coloraccedilatildeo brilho e outros aspectos para que a aprendizagem ocorra de forma plena
Questotildees que poderatildeo auxiliar os alunos durante a execuccedilatildeo do experimento
1 As placas mudaram de cor apoacutes serem mergulhadas na soluccedilatildeo Explique
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2 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
3 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
4 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
1 Limpar as placas com palha de accedilo 2 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 3 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 4 Interligar os dois potes com a ponte salina
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5 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 6 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo PauloEdusp 1998
Caso o professor deseje trabalhar outros experimentos abaixo estatildeo descritos alguns (roteiros) para trabalhar o processo de eletroacutelise Dentre eles alguns satildeo bastante simples podem ser realizados de maneira demonstrativa pelo professor ou pelos alunos (divididos em grupo)
1ordf sugestatildeo de experimento
Quem natildeo gosta de receber o troco das compras em moedas novinhas O que ningueacutem gosta mas tem que aceitar eacute aquele monte de moedas enferrujadas e com aparecircncia envelhecida Mas por que elas adquirem este aspecto Tudo comeccedila pela composiccedilatildeo das moedas que satildeo obtidas atraveacutes de ligas metaacutelicas soacute por este fato jaacute se nota porque as moedas satildeo mais resistentes do que notas As ceacutedulas de dinheiro satildeo feitas com papel especial (papel moeda) que eacute resistente mas com o passar de matildeo em matildeo ficam velhas e se rasgam A umidade presente em nossas matildeos eacute que realiza o estrago e as moedas natildeo escapam elas ficam escurecidas devido agrave oxidaccedilatildeo As moedas constituem um dinheiro muito manuseado sendo assim fica inevitaacutevel que entre em contato com a umidade e exposiccedilatildeo ao oxigecircnio fatores necessaacuterios para que ocorra a reaccedilatildeo de oxidaccedilatildeo Mas saiba agora que existe um truque para deixar suas moedinhas novinhas em folha
O que vamos demonstrar a seguir pode ser usado em sala de aula como um experimento de Quiacutemica
Reaccedilotildees de oxidaccedilatildeo em moedas
Vamos usar como exemplo a moeda de 5 centavos pois eacute uma das mais manuseadas Portanto peccedila a seus alunos que tragam moedas envelhecidas neste valor
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Vocecirc sabe de que esta moeda eacute feita Eacute composta de Accedilo e recoberta com Cobre e agrave medida que vai sendo usada vai se formando uma camada de oacutexido de cobre sobre ela Veja a equaccedilatildeo do processo 2 Cu + frac12 O2 rarr Cu2O
O metal Cobre presente na moeda eacute oxidado e forma o monoacutexido de Dicobre (Cu2O) o qual tem coloraccedilatildeo escura daiacute o porquecirc daquela cor horriacutevel O segredo para que as moedas tornem a ficar como eram antes (brilhantes e avermelhadas) eacute deixaacute-las de molho em aacutecido cloriacutedrico Equaccedilatildeo que representa a lavagem Cu2O + 2 HCl rarr Cu2Cl2 + H2O
Como se vecirc na equaccedilatildeo acima o oacutexido reage com aacutecido cloriacutedrico (HCl) e daacute origem a um sal de cobre (Cu2Cl2) esta reaccedilatildeo permite agrave moeda adquirir aparecircncia de nova Por Liacuteria Alves Graduada em Quiacutemica Equipe Brasil Escola
2ordf sugestatildeo de experimento
Pilha de Limatildeo
ou Pilha de Laranja ou ainda Pilha de Batata
Eacute possiacutevel obter eletricidade a partir de um limatildeo Sim natildeo soacute satildeo as pilhas comuns que podem gerar eletricidade E o mais legal eacute que na falta do limatildeo vocecirc pode usar uma laranja ou mesmo uma batata
Na verdade a corrente eleacutetrica surge a partir dos potenciais eleacutetricos de dois metais que satildeo cravados no limatildeo na laranja
e na batata O caraacuteter aacutecido do limatildeolaranja e o caraacuteter baacutesico da batata ajudam na conduccedilatildeo da eletricidade Mas o que eacute que causa esta corrente Pense um pouco antes de prosseguir a leitura
Bom depois de esperar vocecirc pensar um pouquinho vamos prosseguir dois pedaccedilos de metal satildeo usados O melhor resultado surge da combinaccedilatildeo de zinco e cobre mas tambeacutem pode ser usado zinco e alumiacutenio ou ainda latatildeo e alumiacutenio
Alguns tipos de pregos conteacutem zinco e o cobre pode ser encontrado na forma de fios e mesmo na composiccedilatildeo de algumas moedas Pode-se tambeacutem utilizar (na falta destes) uma taxinha destas de latatildeo e um clips
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Apoacutes fincaacute-los no limatildeo (ou laranja ou batata) e uniacute-los por fios pode-se ligaacute-los a um pequeno aparelho eleacutetrico O melhor resultado se daacute usando um destes reloacutegios eletrocircnicos - tira-se a pilha deste e faz-se a ligaccedilatildeo dos fios positivo e negativo nos pequenos terminais do reloacutegio A corrente produzida eacute suficiente para acendecirc-lo ainda que por alguns minutos Natildeo esqueccedila de antes limpar as peccedilas de metal e evitar que elas se toquem no interior do limatildeo (ou da laranja ou ainda da batata)
Cuidados no Experimento
A eletricidade produzida eacute na realidade muito pequena para acender uma lacircmpada comum mesmo as menores Mas eacute possiacutevel acender uma pequena lampadinha se vocecirc quiser substituindo o limatildeo por uma soluccedilatildeo de aacutegua + sal Assim como na soluccedilatildeo salina existem no limatildeo batata e laranja alguns sais que se dissociam em iacuteons positivos e negativos e cada um destes tipos de iacuteons migram para os terminais metaacutelicos O certo eacute dizer que houve uma conduccedilatildeo iocircnica no interior do limatildeo da laranja e da batata Jaacute nos terminais satildeo os eleacutetrons dos metais que migram alcanccedilando o reloacutegio e fazendo-o funcionar com a corrente de eleacutetrons Esta eacute a diferenccedila
Uma lampadinha (ou mesmo um LED - uma lacircmpada especial destas coloridas que existem nos aparelhos de TV e de som esteacutereo geralmente nas cores vermelha e verde) satildeo materiais muito baratos e facilmente encontraacuteveis nas lojas de produtos eleacutetricos Para se acender uma destas lampadinhas eacute necessaacuterio 15 volt e alguns miliamperes o que eacute difiacutecil de se conseguir com apenas 1 limatildeo laranja ou batatinha
A voltagem tambeacutem varia de limatildeo para limatildeo laranja para laranja e batata para batata dependendo de vaacuterios fatores incluindo a acidezbasicidade teor de sais aacutegua Por exemplo um limatildeo pode acender um pequeno circuito eleacutetrico por pouco tempo e soacute Procure testaacute-lo com um voltiacutemetro (um medidor de tensatildeo eleacutetrica) Se for muito difiacutecil mesmo trabalhar com apenas um tente experimentar uma ligaccedilatildeo em seacuterie lacircmpada-cobre-limatildeo-zinco-fio-cobre-limatildeo-zinco-lacircmpada O resultado eacute mais visiacutevel
cienciaemcasacienciavivaptpilha_limaohtml
3ordf sugestatildeo de experimento
Pilha de Batata
Objetivo
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Estudar o funcionamento das ceacutelulas voltaacuteicas e associaccedilotildees em seacuterie Uma batata cortada pela metade duas plaquinhas de cobre e duas plaquinhas de zinco permitem a confecccedilatildeo de uma batateria capaz de acionar um reloacutegio digital por pelo menos dois meses Com certos cuidados os quais comentaremos esse tempo de uso pode ser estendido para cerca de quatro meses
Apresentaccedilatildeo
Os modernos reloacutegios digitais a cristal de quartzo requerem uma baixiacutessima intensidade de corrente eleacutetrica para seu funcionamento Se vocecirc tiver um bom microamperocircmetro poderaacute constatar que ela seraacute algo como 15 x 10-6 A sob tensatildeo eleacutetrica (ddp) de 135 V Eacute devido a isso que tais reloacutegios podem funcionar com as minuacutesculas baterias bototildees que geram uma fem entre 12 a 14 volts notadamente as baterias com ceacutelulas de mercuacuterio Os experimentos a seguir aproveitam-se dessa propriedade inerente aos circuitos eletrocircnicos --- funcionarem com baixiacutessimas intensidades de corrente eleacutetrica
O que faremos essencialmente seraacute construir baterias a partir de duas ceacutelulas voltaacuteicas que produziratildeo cada uma 06 a 07 V Dois eletrodos distintos (plaquinhas de cobre e zinco) seratildeo introduzidos em meias-batata (ou quiabo ou limatildeo ou abacaxi etc) e associados em seacuterie de modo a constituiacuterem uma bateria [associaccedilatildeo de duas pilhas primaacuterias (ceacutelulas voltaicas)]
Fazendo uma pilha primaacuteria
Corte uma batata pela metade Corte duas chapinhas uma de cobre outra de zinco com cerca de (2 x 4) cm Qualquer espessura das chapinhas entre 1 e 2 mm serviraacute essas chapinhas seratildeo os eletrodos da pilha primaacuteria Solde em cada uma dessas plaquinhas um fio de cobre flexiacutevel (cabinho 22) com cerca de 20 cm de comprimento (descasque as extremidades e estanhe-as --- passe solda) Espete as plaquinhas na meia-batata (bem perpendicular agrave superfiacutecie cortada) deixando para fora apenas cerca de 1 cm e separada por cerca de 08 cm Natildeo deixe as plaquinhas se encontrarem dentro da meia-batata Veja a ilustraccedilatildeo
Fazendo a batateria
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Essa pilha de meia-batata apresentaraacute forccedila eletromotriz (fem) de cerca de 07 V o que pode ser constatado mediante um bom voltocircmetro (resistecircncia interna grande) conectado aos dois fios indicados acima Como iremos necessitar de cerca de 14 V para acionar o reloacutegio digital deveremos construir uma bateria a partir de duas dessas pilhas primaacuterias e associando-as em seacuterie como se ilustra
Preparando o reloacutegio
Qualquer reloacutegio digital que utilize uma bateria botatildeo poderaacute ser usado O que utilizei eacute um CITIZEN - CRYSTON LC A primeira coisa a fazer eacute remover a tampinha em forma de disco do alojamento da bateria botatildeo Retire a bateria pifada Olhe bem para essa bateria e repare que o corpo dela corresponde ao poacutelo positivo enquanto que o botatildeo superior corresponde ao poacutelo negativo Veja dentro do local de alojamento dessa bateria as duas lacircminas de contato uma que encosta no poacutelo positivo da bateria e outra que encosta no poacutelo negativo Solde nessa pequenas lacircminas dois pedaccedilos de cabinho 22 um vermelho ligado na lacircmina positiva e um preto ligado na lacircmina negativa
O fio que vem da plaquinha de cobre da batateria deve ser ligado ao fio vermelho do reloacutegio e o fio que vem da plaquinha de zinco da batateria deve ser ligado ao fio preto do reloacutegio
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Pronto O reloacutegio jaacute deve estar funcionando Eis as ilustraccedilotildees de minha montagem
Agrave esquerda a proteccedilatildeo de madeira para a montagem numa divisatildeo foi feito o orifiacutecio para inserir o reloacutegio na outra foi colocado um pires quadrado para conter as meias-batatas Agrave direita um destaque da montagem Abaixo detalhes da parte posterior da montagem
Anaacutelise do circuito
A tensatildeo eleacutetrica uacutetil (U) entre os terminais de cada pilha primaacuteria pode ser expressa em termos de sua fem (E) de sua resistecircncia interna (r) e da corrente de intensidade i que por ela circula assim U = E - ri mostrando claramente que a tensatildeo uacutetil depende da intensidade da corrente eleacutetrica solicitada (i)
Em circuito aberto um bom voltocircmetro (Rvint--gt conectado aos eletrodos fornece Uaberto= E pois iaberto = 0 Um bom amperocircmetro (Raint--gt0) conectado diretamente entre os eletrodos (curto-circuitando a pilha) fornece Icc = Er uma vez que Ucc = 0 Da leitura da fem E (via voltocircmetro) e da corrente de curto circuito icc
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(via amperocircmetro) obtemos r = Eicc Para nossa montagem esse valor resultou ao redor dos 3 000 ohms e E = 07 V
Para as duas pilhas em seacuterie formando nossa batateria teremos Ebat = 14 V
e rbat = 6 000
Sob ddp uacutetil de 12 V teremos i = (Ebat- U)r = (14 - 12)6000 = 3 x 10-5 A que satildeo suficientes para o funcionamento do reloacutegio digital
Como dissemos como eletroacutelito podemos usar limatildeo abacaxi pepino uvas cebolas etc e como eletrodos podemos usar os pares cobrezinco magneacutesioferro alumiacuteniocobre prego zincadocobre etc Para cada par deve-se testar antes de ligar no reloacutegio qual a polaridade obtida (sob risco que queimar o cristal de quartzo) para a bateria Por exemplo se for usado eletrodos de magneacutesio e de ferro o magneacutesio seraacute o terminal negativo e o ferro o terminal positivo Calculadoras e jogos eletrocircnicos tambeacutem funcionam com tais baterias culinaacuterias Eis abaixo uma tomateria uma bateria de tomates
Mais teoria As reaccedilotildees nas ceacutelulas voltaacuteicas satildeo
catodo Zn lt==gt Zn2 + 2e anodo 2H+ + 2e lt==gt H2
A FEM da reaccedilatildeo vem expressa por E(ZnZn22H+H2) = Eo +
(RTnF)ln([Zn2+][H+]2) O eletrodo de cobre opera apenas como coletor de eleacutetrons podendo ser substituiacutedo por platina ou outro metal inerte
httpwwwfeiradecienciascombrsala1212_21asp
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Aulas 2 e 3 Reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo e o uso da tabela de potenciais de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo
Com a utilizaccedilatildeo dos dados recolhidos pelos alunos sobre o experimento anterior pode-se introduzir o conteuacutedo sobre reaccedilotildees de oxirreduccedilatildeo e o uso da tabela de potenciais de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo
Para facilitar a inicializaccedilatildeo do conteuacutedo pode-se retomar algumas questotildees dos experimentos anteriores
1 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 2 Como a energia eleacutetrica foi obtida 3 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 4 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 5 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 6 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 7 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 8 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha Conteuacutedo sugerido para trabalhar o conceito de reaccedilatildeo de oxidorreduccedilatildeo
A eletroquiacutemica eacute o estudo sobre a transferecircncia de eleacutetrons entre diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-versa Pilhas e baterias satildeo reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo capazes de gerar corrente eleacutetrica Eletroacutelise satildeo reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo produzidas pela passagem da corrente eleacutetrica Numa eletrolise existe os seguintes termos CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e mergulhados num eletroacutelito ELETRODOS Satildeo as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica ELETROacuteLITOS Satildeo as soluccedilotildees que conduzem a corrente eleacutetrica AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula entra na soluccedilatildeo CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula deixa a soluccedilatildeo IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na soluccedilatildeo Resumo
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons aumenta o numero de oxidaccedilatildeo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons diminui o numero de oxidaccedilatildeo
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Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz o numero de oxidaccedilatildeo diminui
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida o numero de oxidaccedilatildeo aumenta
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em energia eleacutetrica
BIBLIOGRAFIA sobre o conceito de oxidorreduccedilatildeo Programa de ensino para jovens e adultosescola da juventude Ciecircncias da NaturezaMatemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemicaeditora iacutecone ltdaSatildeo Paulo
Figura retirada WWWgooglecombr
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
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A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu
++ Isso provocaraacute
diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo
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que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
AULA 4 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o experimento da pilha de Daniel
Confecccedilatildeo de relatoacuterio pode-se trabalhar produccedilatildeo de textos do gecircnero artigo de opiniatildeo (conclusatildeo) e resumos ( introduccedilatildeo) Com o relatoacuterio em matildeos o
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professor poderaacute avaliar se houve aprendizagem real ou natildeo Espera-se que os alunos possam descrever em seu relatoacuterio os seguintes toacutepicos
Na pilha de Daniel o eletrodo de cobre metaacutelico que recebe eleacutetrons eacute chamado de caacutetodo ou terminal positivo e a lacircmina de zinco que cede eleacutetrons eacute o acircnodo ou terminal negativo O conjunto montado no experimento eacute uma pilha de Daniell com ponte salina A placa de zinco fornece eleacutetrons oxidando-se atraveacutes do fio para a placa de cobre que reduziraacute iacuteons de cobre na soluccedilatildeo Os eleacutetrons passando atraveacutes do fio iratildeo alimentar o cartatildeo musical Invertendo-se os fios de ligaccedilatildeo da pilha o terminal negativo do cartatildeo musical estaraacute ligado ao caacutetodo da pilha e o terminal positivo ao acircnodo Esta inversatildeo do sentido da corrente natildeo permite que o cartatildeo musical funcione
Sugestatildeo de modelo de relatoacuterio
RELATOacuteRIO
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em sete itens principais
Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram utilizados no experimento
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32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o experimento
5 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2 ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
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baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Conteuacutedo e temas impactos ambientais relacionado ao uso de pilhas e baterias
Competecircncias e habilidades identificar os impactos ambientais causados pelo descarte inadequado de pilhas e baterias avaliar como a composiccedilatildeo das pilhas pode causar possiacuteveis impactos relacionar os impactos causados pelas induacutestrias nos processos de eletroacutelise refletir sobre a importacircncia da adoccedilatildeo de posturas conscientes com relaccedilatildeo ao consumo e descarte de pilhas e baterias
Estrateacutegias elaboraccedilatildeo de mural produccedilatildeo de folder
Recursos biombos para anexar material produzido cartolinas fitas adesivas
Avaliaccedilatildeo participaccedilatildeo e envolvimento
Nuacutemero de aulas 3
AULA 1 Elaboraccedilatildeo de mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias os alunos finalizaratildeo a segunda etapa desta unidade didaacutetica construindo seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo Nesse momento comeccedila-se a desenvolver a terceira etapa dessa unidade ( que eacute uma das mais importantes)pois os alunos iratildeo aplicar o que aprenderam preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo em um local estrateacutegico da escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas sobre o assunto estudado O nosso estudante nesta etapa final da unidade temaacutetica poderaacute desenvolver accedilotildees sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente e tambeacutem composiccedilatildeo de muacutesicas sobre os assuntos abordados
AULA 2 A escola como ponto de coleta de pilhas e baterias
Os alunos apoacutes terem finalizado o trabalho da aula anterior poderatildeo distribuir agrave comunidade o material confeccionado sensibilizando-a buscando parcerias para que a escola seja um ponto de coleta desses materiais pois somente com accedilotildees dessa natureza podemos acreditar que possam desenvolver a accedilatildeo social e ambiental desejada
AULA 3 Retomada das questotildees diagnoacutesticas poacutes desenvolvimento da unidade didaacutetica
Eacute importante retomar as questotildees aplicadas no iniacutecio dessa unidade pois somente assim teremos a certeza do quanto os alunos assimilaram de conhecimento cientiacutefico Muito importante nesse momento tambeacutem eacute poder avaliaacute-los como indiviacuteduos atuantes na sociedade
AULA 4 Avaliaccedilatildeo final
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Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos (sugere-se que contenha mapa conceitual dos conteuacutedos apreendidos) e devolutiva das questotildees comentadas
Consideraccedilotildees finais
A eletroquiacutemica trabalhada da forma que estaacute sendo apresentada nessa unidade didaacutetica leva o aluno a adquirir conhecimentos de maneira significativa O ensino atraveacutes da experimentaccedilatildeo o faraacute tirar suas proacuteprias conclusotildees e ter um aprendizado real produzindo nele mudanccedila de postura diante dos fatos observados refletindo e opinando criticamente frente a informaccedilotildees que poderaacute encontrar doravante sobre o assunto
A participaccedilatildeo e a integraccedilatildeo do aluno nas aulas tecircm que ser consideradas ponto de partida para que o mesmo possa compreender que as transformaccedilotildees quiacutemicas fazem parte do seu cotidiano Toda tecnologia existente eacute produto dessas transformaccedilotildees
Finalizando o estudo dessa unidade espera-se que o aluno natildeo soacute compreenda a importacircncia das transformaccedilotildees quiacutemicas mas que esteja envolvido a ponto de adotar uma postura responsaacutevel em relaccedilatildeo aos impactos ambientais causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e baterias e dentro dessa nova postura possa tomar decisotildees e atuar de forma eacutetica no meio em que vive
REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
41
9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
14- Programa de ensino para jovens e adultos escola da juventude Ciecircncias da Natureza Matemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemica Editora Iacutecone Ltda Satildeo Paulo
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Imagem maisumtekofileswordpresscom
2009
Katia Regina Varela Roa-DE SUZANO
Gilson Silva ndashDE CAEIRAS
Leonardo Bassi Ubeda das Neves-DE SUZANO
Massuko Sawayama Warigoda-DE MOGI DAS
CRUZES
GEPEQ- USP CURSO DE FORMACcedilAtildeO
CONTINUADA DE PROFESSORES 2008 2009
28082009
PILHAS E BATERIAS USOS E DESCARTES X IMPACTOS AMBIENTAIS Caderno do aluno
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Situaccedilatildeo de aprendizagem 1- As pilhas e baterias que fazem parte do nosso lixo eletrocircnico podem ser prejudiciais ao ser humano
Por meio desta primeira situaccedilatildeo de aprendizagem vocecirc poderaacute reconhecer
que quando descartadas incorretamente pilhas e baterias podem prejudicar o meio
ambiente apesar de indispensaacutevel para o homem E tambeacutem pode comeccedilar a
refletir o porquecirc dessa questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil toneladas de lixo eletrocircnico
por hora dentro deste destacam-se pilhas e baterias Este lixo eacute jogado na
natureza provocando vaacuterios problemas ambientais Quais os problemas
ambientais que as pilhas e baterias provocam na natureza e como podemos
evitaacute-losrdquo
Atividade 1Refletindo sobre pilhas e baterias x impactos ambientais
1 O que vocecirc entende por pilhas E baterias
2 Elas satildeo imprescindiacuteveis na atualidade Onde
3 Existe alguma relaccedilatildeo entre pilha eletricidade e transformaccedilotildees quiacutemicas
4 Que tipo de material(is) vocecirc acha que eacute(satildeo) necessaacuterio(os) para se construir
uma pilha
5 Cite alguns problemas ambientais relacionados ao uso e descarte de pilhas e
baterias Qual deve ser sua postura em relaccedilatildeo a esses problemas
Atividade 2 Pilhas e Baterias x impactos ambientais
Leitura e Anaacutelise de textos
TEXTO 1 Descarte de pilhas e baterias eacute problema seacuterio para meio ambiente
O Brasil eacute o uacutenico paiacutes da Ameacuterica do Sul que regulamenta a fabricaccedilatildeo venda e destinaccedilatildeo final de pilhas e baterias Com a entrada da Resoluccedilatildeo 257 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama) que dispotildee sobre estes resiacuteduos em vigor desde junho de 2001 o Ibama passou a fiscalizar esses limites Ou pelo menos era o que deveria acontecer Em Cuiabaacute por exemplo o gerente do oacutergatildeo Hugo Scheuer declarou natildeo estar a par do assunto mas garantiu ser este seu proacuteximo objetivo por considerar o descarte destes resiacuteduos um problema de grande amplitude Mas enquanto isso o que fazer com pilhas e baterias principalmente as de celulares quando acabam Esta duacutevida eacute frequumlente em toda a populaccedilatildeo
Considerados toacutexicos o lanccedilamento desses resiacuteduos em lixotildees nas margens das estradas ou em terrenos baldios compromete a qualidade ambiental e de vida da populaccedilatildeo Os resiacuteduos pesados quando aterrados migram para partes mais profundas do solo Com isso podem atingir o lenccedilol freaacutetico contaminando a flora e a fauna das regiotildees proacuteximas e ainda causar doenccedilas que variam de lesotildees cerebrais a disfunccedilotildees renais e pulmonares passando por distuacuterbios visuais e
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anemia Segundo a Resoluccedilatildeo 257 os fabricantes e importadores satildeo os responsaacuteveis pelo recolhimento do material e sua destinaccedilatildeo final o que deve ser fiscalizado pelos oacutergatildeos puacuteblicos ambientais Mas em Cuiabaacute apesar do site do Ministeacuterio do Meio Ambiente indicar o endereccedilo de 28 postos nenhum deles efetua o recolhimento apenas duas empresas de celulares recolhem as baterias em seus postos de venda (Vivo e Americel) e a fiscalizaccedilatildeo do Ibama eacute inexistente A Resoluccedilatildeo estabelece que as pilhas e baterias apoacutes o seu esgotamento energeacutetico devem ser entregues pelos usuaacuterios aos estabelecimentos que as comercializam ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelas respectivas induacutestrias Estas por sua vez devem repassaacute-las aos fabricantes e importadores para que passem por procedimentos de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final ambientalmente adequada No artigo 13deg estaacute previsto que as pilhas e baterias que atenderem aos limites previstos no artigo 6deg podem ser dispostas juntamente com os resiacuteduos domiciliares em aterros sanitaacuterios licenciados Mas por falta de aterros licenciados a maior parte das baterias e pilhas usadas continuam tendo os lixotildees irregulares como destino significando um risco para o meio ambiente e para as pessoas Apenas 30 destes resiacuteduos satildeo reciclados No Brasil uma empresa chamada Suzaquim anuncia que deteacutem um processo de reciclagem de baterias
Dependendo do material de que satildeo constituiacutedas pilhas e baterias podem ser jogadas em lixo domeacutestico As pilhas secas composta por zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs as mais consumidas para uso domeacutestico tecircm em sua maioria operado nos limites estabelecidos pelo artigo 6deg da Resoluccedilatildeo 257 As baterias de telefone sem fio de filmadoras de celular ou outros tipos normalmente recarregaacuteveis devem ser devolvidas agraves lojas Os fabricantes estatildeo obrigados a informar nas embalagens a necessidade ou natildeo de devoluccedilatildeo
O Brasil produz cerca de 800 milhotildees de pilhas comuns por ano o que representa seis unidades por habitante Deve-se lembrar que uma uacutenica pilha contamina o solo durante 50 anos Circulam anualmente 10 milhotildees de baterias de celular 12 milhotildees de baterias automotivas e 200 mil baterias industriais Do total de pilhas e baterias consumidas no paiacutes quase 70 satildeo constituiacutedas principalmente por zinco e caacutedmio aproximadamente 30 por amocircnia e manganecircs Ao se desfazer de pilhas e baterias usadas em local inadequado pode-se contaminar o solo a aacutegua e o ar Atraveacutes da cadeia alimentar esse produto chega aos seres humanos causando doenccedilas que afetam o sistema nervoso central Todos satildeo considerados bioacumulativos - acumula-se no organismo ao longo do tempo
RECICLAVEISCOMBR
Texto 2 Metais pesados contaminam meio ambiente e oferecem riscos agrave
sauacutede puacuteblica
Estima-se que cada bateria ou pilha depositada de forma inadequada no meio
ambiente contamine uma aacuterea de um metro quadrado Entretanto o dano ambiental
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pode ser maior se a quantidade desses equipamentos jogados em lixotildees for muito
alta
A dissoluccedilatildeo de metais pesados depositados em aterros
sanitaacuterios improacuteprios pode contaminar lenccediloacuteis freaacuteticos e o
ambiente local Em aterros a dissoluccedilatildeo dos metais eacute mais faacutecil
devido agrave acidez da aacuterea Isso facilita a acumulaccedilatildeo de metais
pesados na cadeia alimentar atraveacutes da contaminaccedilatildeo de
animais e vegetais que podem causar a intoxicaccedilatildeo de seres humanos que venham
a consumir esses alimentos afetados Metais pesados como chumbo caacutedmio
mercuacuterio e seus compostos podem provocar graves doenccedilas neuroloacutegicas aleacutem de
afetar a condiccedilatildeo motora
Pilhas e baterias comuns (pequenas usadas em raacutedios por exemplo) podem
ser descartadas no lixo domeacutestico de acordo com a determinaccedilatildeo do Conama No
entanto a professora Andreacutea Bernardes do Departamento de Engenharia de
Materiais da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) avalia que esses
produtos que acabam sendo depositados em aterros sanitaacuterios soacute poderiam ser
descartados nestes locais se houvesse o tratamento adequado do chorume
(substacircncia liacutequida encontrada em lixotildees) O chorume contaminado com metais
pesados contaminaraacute tambeacutem a terra e os lenccediloacuteis freaacuteticos
Marcelo Furtado coordenador da aacuterea de substacircncias toacutexicas do
Greenpeace vecirc com bons olhos a determinaccedilatildeo do Conama A iniciativa serve
como incentivo para que as empresas passem a reduzir o uso de substacircncias
toacutexicas para evitar todo o processo de recolhimento de baterias e pilhas usadas
diz Ele lembra que a tendecircncia eacute que substacircncias reciclaacuteveis sejam usadas cada
vez mais para que a reutilizaccedilatildeo dos produtos seja constante
Danilo FantinelRedaccedilatildeo Terra
Questotildees para anaacutelise do texto
6 Cite algumas das questotildees ambientais relacionadas ao uso de pilhas e baterias Qual deve ser a postura da populaccedilatildeo em relaccedilatildeo a essas questotildees 7 Com base na legislaccedilatildeo apresentada explique como deve ser feito o descarte de pilhas e baterias Quais impecilhos poderatildeo dificultar o cumprimento da lei 8 Qual o destino que deve ser dado agraves pilhas que seratildeo descartadas Existem formas de reciclagem Quais 9 Considerando os impactos ambientais que podem ocorrer do descarte inadequado das pilhas e baterias qual a sua opiniatildeo sobre o uso delas Existe uma ideal Explique 10 Vocecirc acha que hoje eacute possiacutevel sobrevivermos sem o uso de pilhas e baterias
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Atividade 3 Trechos do filme WALL-E
Converse com o seu professor sobre o filme a ser assistido na escola caso natildeo seja possiacutevel assista o filme em casa para auxiliaacute-lo nessa atividade
Questotildees para sala de aula reflexatildeo dos assuntos abordados no filme
5 Sente-se um escravo da tecnologia atual ( especificamente aqueles que em curto espaccedilo de tempo geram lixo eletrocircnico tais como celular Ipod Iphone etc) 6 Ficou sensibilizado sobre a quantidade de lixo eletrocircnico que o homem produz 7 Haacute uma remota possibilidade de o Planeta ser recuperado 8 Qual a sua opiniatildeo sobre a mensagem que o filme Wall-E passa 9 Viacutedeo WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97
minutos) som e cor
Situaccedilatildeo de aprendizagem 2 - Que tipos de materiais existem em uma pilha que
a classifique como poluidora do meio ambiente
Apoacutes a visatildeo do que vocecirc teve do filme e discussatildeo de trechos que falam sobre
impactos ambientais provocados pelo mau descarte de pilhas e baterias vocecirc
imagina quais seriam os agentes contaminantes
Atividade 1 Experimento demonstrativo ndash Desmontagem de uma pilha
No inicio da aula entregue para o seu professor um desenho que demonstre os
componentes que estruturam uma pilha
Apoacutes o teacutermino da desmontagem faccedila um novo desenho colocando aquilo que vocecirc
observou Compare o primeiro com o segundo desenho e em poucas linhas
descreva o que mais lhe chamou a atenccedilatildeo
Atividade 2 Buscando orientaccedilotildees com o professor para trabalho de
pesquisa
Leve para sala de aula revistas jornaislivros e mateacuterias de internet trazendo
informaccedilotildees sobre pilha ecologicamente correta
Atividade 3 Reciclagem de pilhas
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Apoacutes a viacutedeoaula sobre a reciclagem de pilhas elabore um artigo de opiniatildeo sobre
a importacircncia da reciclagem de pilhas em favor do meio ambiente e a necessidade
de maiores investimentos nessa aacuterea Ao final entregue a seu professor
Atividade 4 Pesquisa em grupo Pilha ideal
A partir de uma preacutevia busca em revistas jornais livros e internet procure obter
informaccedilotildees sobre uma pilha ideal
Atividade 5 Escolha da Pilha ideal
Apresente o material para o professor e os seus colegas para que seja feita a
escolha da melhor ideia
Questotildees para anaacutelise das ideacuteias sobre pilha ideal
5 Eacute possiacutevel produzir energia eleacutetrica atraveacutes de uma transformaccedilatildeo quiacutemica
6 Explique o surgimento da energia eleacutetrica nas transformaccedilotildees quiacutemicas
7 Podemos montar uma pilha ecologicamente correta
8 O funcionamento de uma pilha soacute acontece atraveacutes de transformaccedilatildeo quiacutemica Explique
Situaccedilatildeo de aprendizagem 3- O lado cientiacutefico da Pilha
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem permitiraacute a vocecirc compreender melhor o
funcionamento de uma pilha( conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
) e a produccedilatildeo de novos materiais atraveacutes da eletrolise (conversatildeo natildeo espontacircnea
energia eleacutetrica em quiacutemica) com experimentos Para essa situaccedilatildeo eacute importante
que vocecirc observe e anote em seu caderno tudo que se alterou
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Atividade 1 O experimento da pilha do Daniel
Questotildees que podem auxiliaacute-lo durante a execuccedilatildeo do experimento
6 As placas mudaram de cor apoacutes serem mergulhadas na soluccedilatildeo Explique
7 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
8 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
9 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
7 Limpar as placas com palha de accedilo
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8 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 9 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 10 Interligar os dois potes com a ponte salina 11 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 12 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e
transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo
PauloEdusp 1998
Atividade 2 Anaacutelise sobre experimento
Questotildees sobre o experimento
9 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 10 Como a energia eleacutetrica foi obtida 11 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 12 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 13 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 14 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 15 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 16 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha
UM POUCO DE ELETROQUIMICA
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A eletroquiacutemica estuda o aproveitamento da transferecircncia de eleacutetrons entre
diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-
versa
Pilhas conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
Eletroacutelise conversatildeo natildeo espontacircnea de energia eleacutetrica em quiacutemica
A seguir estatildeo descritos alguns termos que apareceratildeo no estudo da eletroquiacutemica
ELETRODOS Satildeo assim chamadas as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com
a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica
AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
ENTRA na soluccedilatildeo
CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
DEIXA a soluccedilatildeo
d) ELETROacuteLITOS Satildeo assim chamadas todas as soluccedilotildees que CONDUZEM a
corrente eleacutetrica
e) IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na
soluccedilatildeo
AcircNODO Eletrodo do qual saem os eleacutetrons para o circuito externo da ceacutelula
CAacuteTODO Eletrodo no qual entram os eleacutetrons atraveacutes do circuito externo da ceacutelula
f) CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que
conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e
mergulhados num eletroacutelito
Resumindo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons ( diminuiccedilatildeo de Nox)
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons ( aumento de Nox)
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida (Nox aumenta)
Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz (Nox diminui)
O redutor reduz o oxidante
O oxidante oxida o redutor
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em
energia eleacutetrica
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Cada substacircncia possui uma maior ou menor tendecircncia de perder eleacutetrons
tendecircncia esta chamada de Potencial de Oxidaccedilatildeo Deste modo uma substacircncia X
que tenha um potencial de oxidaccedilatildeo maior que uma substacircncia Y iraacute perder seus
eleacutetrons gradativamente para esta substacircncia se as duas estiverem juntas
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do
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eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu++ Isso provocaraacute diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
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Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
Atividade 3 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o
experimento da pilha de Daniel
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas
dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os
relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em
eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e
conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em
sete itens principais
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Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve
comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos
resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo
do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos
objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser
esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram
utilizados no experimento
32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute
apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela
caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o
experimento
10 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a
profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno
Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos
pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
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Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento
e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na
redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os
objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem
de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed
Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo
de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO
BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro
ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2
ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte
das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos
ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos
Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o
aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Atividade 1 Montagem de um Mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias vocecirc poderaacute construir
o seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo em que vocecirc iraacute aplicar o que
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aprendeu preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo na entrada da
escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas
sobre o assunto estudado Orientado pelo seu professor vocecirc desenvolveraacute accedilotildees
sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre
o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente Poderaacute tambeacutem
compor muacutesicas sobre os assuntos abordados
Atividade 2 Montagem de um Portifolio
Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-
avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos
ao longo do bimestre de modo que venha justificar a questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil
toneladas de lixo eletrocircnico por hora dentro deste destacam-se pilhas e
baterias Este lixo eacute jogado na natureza provocando vaacuterios problemas
ambientais Quais os problemas ambientais que as pilhas e baterias provocam
na natureza e como podemos evitaacute-losrdquo citada no inicio do bimestre
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REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
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Resumo
ldquoBrasil produz 4 mil toneladas de lixo eletrocircnico por hora dentro deste destacam-se pilhas e baterias Este lixo eacute jogado na natureza provocando vaacuterios problemas ambientais Quais os problemas ambientais que as pilhas e baterias provocam na natureza e como podemos evitaacute-losrdquo Esta unidade didaacutetica relacionar-se-aacute com a proposta curricular no que concerne a alguns conceitos que devem ser desenvolvidos durante o quarto bimestre da segunda seacuterie do ensino meacutedio Desse modo reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo ndash conceituaccedilatildeo e balanceamento de equaccedilotildees quiacutemicas - aplicaccedilotildees das transformaccedilotildees quiacutemicas que ocorrem com o envolvimento eletricidade ndash pilhas e baterias - ideias sobre estrutura da mateacuteria ndash conceituaccedilatildeo microscoacutepica dos processos de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo - seacuterie de reatividade de metais e impactos ambientais relacionados ao uso de pilhas e baterias evidenciam-se como conteuacutedos essenciais para a compreensatildeo do tema propostoCom o foco do estudo recaindo sobre as transformaccedilotildees quiacutemicas que ocorrem com o envolvimento de eletricidade suas aplicaccedilotildees tecnoloacutegicas e os aspectos ambientais atrelados a ela ao estudar esse tema os alunos teratildeo como preacute-requisitos seus conhecimentos sobre usos cotidianos destes materiais
Iniciar-se-aacute o estudo com problematizaccedilatildeo temaacutetica e posteriores leituras e discussotildees Ao longo do desenvolvimento da unidade didaacutetica seraacute permitido ao aluno reconhecer a utilizaccedilatildeo das transformaccedilotildees quiacutemicas que envolvem energia eleacutetrica no sistema produtivo e na vida em sociedade Ao lado disto em observaccedilotildees experimentais os alunos poderatildeo aplicar os modelos microscoacutepicos estudados anteriormente o que possibilitaraacute uma percepccedilatildeo de que eles podem ser usados para compreender as transformaccedilotildees que envolvem energia construindo-se assim o conceito de oxirreduccedilatildeo Tambeacutem ao longo do desenvolvimento da unidade didaacutetica a etapa correspondente agrave montagem de uma pilha permitiraacute ao estudante perceber que existem transformaccedilotildees quiacutemicas que geram energia eleacutetrica Por sua vez a interaccedilatildeo com a seacuterie de reatividade dos metais torna possiacutevel a compreensatildeo de que se pode prever se ocorreratildeo reaccedilotildees de oxirreduccedilatildeo quando satildeo feitas associaccedilotildees entre metais e soluccedilotildees de caacutetions metaacutelicos aleacutem da retomada do estudo de balanceamento de equaccedilotildees agora de oxirreduccedilatildeo
Por fim atividades que objetivam a conscientizaccedilatildeo sobre impactos ambientais associados ao uso e descarte destes dispositivos que encerram os principais eixos a serem tomados como norte desta unidade As estrateacutegias propostas ao longo da unidade didaacutetica ndash leituras de textos observaccedilatildeo de viacutedeos pesquisas e debates realizaccedilatildeo e discussatildeo de experimentos produccedilatildeo de textos confecccedilatildeo de portifoacutelio e um mural ndash permitiratildeo desenvolver nos estudantes uma gama de habilidades e competecircncias tais como a compreensatildeo da importacircncia de pilhas e baterias para o sistema produtivo aleacutem do conhecimento de suas aplicaccedilotildees e impactos decorrentes da sua utilizaccedilatildeo a observaccedilatildeo coleta e interpretaccedilatildeo de dados experimentais a compreensatildeo de que as transformaccedilotildees quiacutemicas podem conduzir corrente eleacutetrica e que esta pode ser gerada por meio de transformaccedilotildees quiacutemicas a aplicaccedilatildeo de modelos sobre a constituiccedilatildeo da mateacuteria para explicar o funcionamento das pilhas a compreensatildeo de que os metais e seus iacuteons possuem diferentes reatividades o que lhes permitem prever a ocorrecircncia ou natildeo de uma transformaccedilatildeo quiacutemica desta natureza a representaccedilatildeo de transformaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo aleacutem da reflexatildeo sobre a importacircncia da adoccedilatildeo de posturas conscientes com relaccedilatildeo ao consumo e descarte de pilhas
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Introduccedilatildeo
Trabalhar eletroquiacutemica no segundo ano do ensino meacutedio sempre foi uma dificuldade devido agrave maneira como era apresentado o conteuacutedo (muito longo) e aleacutem disso natildeo muito agradaacutevel aos alunos Constatada a problemaacutetica um grupo de professores de quiacutemica que enfrenta essa situaccedilatildeo estaacute propondo uma forma diferenciada para desenvolver este assunto tatildeo complexo A ideia que os conhecimentos adquiridos pelos alunos possam ter significado no seu cotidiano A proposta do grupo eacute introduzir o conteuacutedo a partir de uma situaccedilatildeo problema e desenvolvecirc-lo ao longo de dezesseis aulas em uma unidade didaacutetica
A situaccedilatildeo problema proposta pelo grupo partindo de uma reportagem estaacute descrita da seguinte forma ldquoBrasil produz 4 mil toneladas de lixo eletrocircnico por hora dentro deste destacam-se pilhas e baterias Este lixo eacute jogado na natureza provocando vaacuterios problemas ambientais Quais os problemas ambientais que as pilhas e baterias provocam na natureza e como podemos evitaacute-losrdquo Pretendemos trabalhar essa unidade didaacutetica relacionando-a com a proposta curricular no que concerne a alguns conceitos que devem ser desenvolvidos durante o quarto bimestre da segunda seacuterie do ensino meacutedio Desse modo reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo ndash conceituaccedilatildeo e balanceamento de equaccedilotildees quiacutemicas aplicaccedilotildees das transformaccedilotildees quiacutemicas que ocorrem com o envolvimento eletricidade ndash pilhas e baterias ideias sobre estrutura da mateacuteria ndash estudo microscoacutepico dos processos de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo seacuterie de reatividade de metais e impactos ambientais relacionados ao descarte de pilhas e baterias evidenciam-se como conteuacutedos essenciais para a compreensatildeo do tema proposto Com o foco do estudo recaindo sobre as transformaccedilotildees quiacutemicas que ocorrem com o envolvimento de eletricidade suas aplicaccedilotildees tecnoloacutegicas e os aspectos ambientais atrelados a ela ao dar iniacutecio agraves atividades os alunos teratildeo como preacute-requisitos seus conhecimentos sobre usos cotidianos destes materiais
Iniciar-se-aacute o estudo com problematizaccedilatildeo temaacutetica e posteriormente leituras e discussotildees Ao longo do desenvolvimento da unidade didaacutetica o aluno seraacute levado a reconhecer a utilizaccedilatildeo das transformaccedilotildees quiacutemicas que envolvem energia eleacutetrica no sistema produtivo e na vida em sociedade Paralelamente em observaccedilotildees experimentais os alunos poderatildeo aplicar os modelos microscoacutepicos estudados anteriormente o que possibilitaraacute uma percepccedilatildeo de que podem ser utilizados para compreender as transformaccedilotildees que envolvem energia construindo-se assim o conceito de oxirreduccedilatildeo E tambeacutem ao longo do desenvolvimento desta unidade a etapa correspondente agrave montagem de uma pilha permitiraacute ao estudante perceber que existem transformaccedilotildees quiacutemicas que geram energia eleacutetrica
Por sua vez a interaccedilatildeo com a seacuterie de reatividade dos metais torna possiacutevel a compreensatildeo de que se pode prever se ocorreratildeo reaccedilotildees de oxirreduccedilatildeo quando satildeo feitas associaccedilotildees entre metais e soluccedilotildees de caacutetions metaacutelicos aleacutem da retomada do estudo de balanceamento de equaccedilotildees agora de oxirreduccedilatildeo
Por fim atividades que objetivam a conscientizaccedilatildeo sobre impactos ambientais associados ao uso e descarte destes dispositivos encerram os eixos a
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serem tomados como norte desta unidade As estrateacutegias propostas ao longo da unidade didaacutetica ndash leituras de textos observaccedilatildeo de viacutedeos pesquisas e debates realizaccedilatildeo e discussatildeo de experimentos produccedilatildeo de textos confecccedilatildeo de portfoacutelio e um mural ndash permitiratildeo desenvolver nos estudantes uma gama de habilidades e competecircncias tais como a compreensatildeo da importacircncia de pilhas e baterias para o sistema produtivo aleacutem do conhecimento de suas aplicaccedilotildees e impactos decorrentes da sua utilizaccedilatildeo a observaccedilatildeo coleta e interpretaccedilatildeo de dados experimentais a compreensatildeo de que transformaccedilotildees quiacutemicas podem conduzir corrente eleacutetrica e que esta pode ser gerada por meio de transformaccedilotildees quiacutemicas a aplicaccedilatildeo de modelos sobre a constituiccedilatildeo da mateacuteria para explicar o funcionamento das pilhas a compreensatildeo de que os metais e seus iacuteons possuem diferentes reatividades o que permitiraacute prever a ocorrecircncia ou natildeo de uma transformaccedilatildeo quiacutemica desta natureza a representaccedilatildeo de reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo aleacutem da reflexatildeo sobre a importacircncia da adoccedilatildeo de posturas conscientes com relaccedilatildeo ao consumo e descarte de pilhas e baterias
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AacuteREA DO CONHECIMENTO CIEcircNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS
ETAPA DA EDUCACcedilAtildeO BAacuteSICA ENSINO MEacuteDIO
SEacuteRIE 2ordf
PERIacuteODO LETIVO 4deg BIMESTRE
AULAS SEMANAIS 2
DISCIPLINAS QUE PODEM DESENVOLVER UM TRABALHO INTERDISCIPLINAR
Portuguecircs Matemaacutetica e Artes
OBJETIVOS
bull Compreender a importacircncia das pilhas e baterias para o sistema produtivo conhecendo suas aplicaccedilotildees e os impactos decorrentes da sua utilizaccedilatildeo
bull Observar coletar dados experimentais e interpretaacute-los
bull Compreender que transformaccedilotildees quiacutemicas podem produzir corrente eleacutetrica e que esta pode ser gerada por meio de transformaccedilotildees quiacutemicas
bull Aplicar modelos sobre a constituiccedilatildeo da mateacuteria para explicar o funcionamento das pilhas e dos processos de eletroacutelise
bull Compreender que os metais e seus iacuteons possuem diferentes reatividades e aplicar este conceito para prever a ocorrecircncia de transformaccedilotildees quiacutemicas
bull Representar transformaccedilotildees de oxirreduccedilatildeo
bull Refletir sobre a importacircncia da adoccedilatildeo de posturas conscientes com relaccedilatildeo ao consumo e descartes de pilhas e baterias
CONTEUacuteDO PROGRAMAacuteTICO
Aplicaccedilatildeo das transformaccedilotildees que ocorrem com o envolvimento de eletricidade pilhas e eletroacutelise
Reaccedilotildees de oxirreduccedilatildeo
Seacuterie de reatividade de metais
Impactos ambientais relacionados ao uso de pilhas baterias e processos de eletroacutelise
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APLICACcedilAtildeO DO CONHECIMENTO
Produccedilatildeo de mural informativoexplicativo sobre diferentes tipos de pilhas e baterias para conscientizar a comunidade escolar sobre arrecadaccedilatildeo coleta e destino de pilhas e baterias
A escola como ponto de coleta de lixo eletrocircnico ( pilhas e baterias ) para ser doado posteriormente a uma associaccedilatildeo apropriada
Prestaccedilatildeo de serviccedilo agrave comunidade onde o aluno estaacute inserido desenvolvendo nele a responsabilidade social e ambiental
Mobilizar a comunidade escolar promovendo accedilotildees ambientais
Produccedilatildeo de pilha de caraacuteter investigativo Estrateacutegias de Ensino
Coleta de ideacuteias preacutevias
Elaboraccedilatildeo de textos dos gecircneros artigo de opiniatildeo e resumo
Leitura e discussatildeo de textos
Anaacutelise de dados experimentais
Confecccedilatildeo de folders e mural
Elaboraccedilatildeo de mapa conceitual
Construccedilatildeo de um portfoacutelio
Recursos
Lousagiz e texto
Materiais para a realizaccedilatildeo de experimento
Materiais para a elaboraccedilatildeo de mural e propaganda
Aacuteudio visuais
Avaliaccedilatildeo
Participaccedilatildeo e envolvimento
Respostas agraves questotildees propostas
Situaccedilatildeo de aprendizagem 1- As pilhas e baterias que fazem parte do nosso lixo eletrocircnico podem ser prejudiciais ao ser humano
Por meio desta primeira situaccedilatildeo de aprendizagem os alunos poderatildeo reconhecer que quando descartadas incorretamente pilhas e baterias podem prejudicar o meio ambiente mas atualmente eacute indispensaacutevel para o homem
Conteuacutedo e temas a serem trabalhados nesta situaccedilatildeo impactos ambientais relacionados ao uso de pilhas e baterias
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Competecircncias e habilidades desenvolvimento da leitura e interpretaccedilatildeo de textos siacutentese e argumentaccedilatildeo consistentes necessaacuterias para responder a perguntas que acompanham os textos buscarselecionarorganizar e relacionar dados e informaccedilotildees apresentados em diferentes miacutedias e representados em diferentes formas para resolver o problema apresentado
Estrateacutegias discussotildees desencadeadas por perguntas leituras de texto seguidas de discussotildees pesquisas em revistas jornais internet e filmes
Recursos material escrito coacutepias de textos acompanhadas de perguntas filme e viacutedeos da internet
Avaliaccedilatildeo respostas dadas agraves questotildees e participaccedilatildeo nas aulas
Nuacutemero de aulas 3
Aula 1 Levantamento de ideias sobre uso e descarte de pilhas e baterias
O professor pode iniciar a atividade com o levantamento das ideias iniciais dos alunos pedindo que se sentem em grupos de quatro a seis alunos e respondam um questionaacuterio preacutevio sobre funcionamento uso e descartes de pilhas e baterias As respostas podem ser registradas por cada aluno no caderno ou guardadas pelo professor ateacute o final da aplicaccedilatildeo dessa unidade quando seratildeo retomadas e analisadas novamente pelos proacuteprios autores Esta anaacutelise pode servir como um dos instrumentos de avaliaccedilatildeo desta unidade
Questionaacuterio preacutevio 1 O que vocecirc entende por pilhas E baterias 2 Elas satildeo imprescindiacuteveis na atualidade Onde 3 Existe alguma relaccedilatildeo entre pilha eletricidade e transformaccedilotildees quiacutemicas 4 Que tipo de material(is) vocecirc acha que eacute(satildeo) necessaacuterio(os) para se construir uma pilha 5 Cite alguns problemas ambientais relacionados ao uso e descarte de pilhas e baterias Qual deve ser sua postura em relaccedilatildeo a esses problemas
Aula 2 Problematizaccedilatildeo inicial leitura e discussatildeo de textos jornaliacutesticos
Neste segundo momento o aluno eacute convidado a tomar conhecimento de informaccedilotildees contidas nos textos apresentados com isso teraacute oportunidade de criar seu proacuteprio texto a partir da interpretaccedilatildeo destes
O trabalho pode prosseguir com leitura e discussatildeo dos textos que informam sobre leis para descarte de pilhas e baterias contaminaccedilatildeo da biosfera por metais (presentes nas pilhas e baterias) soluccedilotildees para a diminuiccedilatildeo dos impactos ambientais Satildeo eles
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TEXTO 1 Descarte de pilhas e baterias eacute problema seacuterio para meio ambiente
O Brasil eacute o uacutenico paiacutes da Ameacuterica do Sul que regulamenta a fabricaccedilatildeo venda e destinaccedilatildeo final de pilhas e baterias Com a entrada da Resoluccedilatildeo 257 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama) que dispotildee sobre estes resiacuteduos em vigor desde junho de 2001 o Ibama passou a fiscalizar esses limites Ou pelo menos era o que deveria acontecer Em Cuiabaacute por exemplo o gerente do oacutergatildeo Hugo Scheuer declarou natildeo estar a par do assunto mas garantiu ser este seu proacuteximo objetivo por considerar o descarte destes resiacuteduos um problema de grande amplitude Mas enquanto isso o que fazer com pilhas e baterias principalmente as de celulares quando acabam Esta duacutevida eacute frequumlente em toda a populaccedilatildeo
Considerados toacutexicos o lanccedilamento desses resiacuteduos em lixotildees nas margens das estradas ou em terrenos baldios compromete a qualidade ambiental e de vida da populaccedilatildeo Os resiacuteduos pesados quando aterrados migram para partes mais profundas do solo Com isso podem atingir o lenccedilol freaacutetico contaminando a flora e a fauna das regiotildees proacuteximas e ainda causar doenccedilas que variam de lesotildees cerebrais a disfunccedilotildees renais e pulmonares passando por distuacuterbios visuais e anemia Segundo a Resoluccedilatildeo 257 os fabricantes e importadores satildeo os responsaacuteveis pelo recolhimento do material e sua destinaccedilatildeo final o que deve ser fiscalizado pelos oacutergatildeos puacuteblicos ambientais Mas em Cuiabaacute apesar do site do Ministeacuterio do Meio Ambiente indicar o endereccedilo de 28 postos nenhum deles efetua o recolhimento apenas duas empresas de celulares recolhem as baterias em seus postos de venda (Vivo e Americel) e a fiscalizaccedilatildeo do Ibama eacute inexistente A Resoluccedilatildeo estabelece que as pilhas e baterias apoacutes o seu esgotamento energeacutetico devem ser entregues pelos usuaacuterios aos estabelecimentos que as comercializam ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelas respectivas induacutestrias Estas por sua vez devem repassaacute-las aos fabricantes e importadores para que passem por procedimentos de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final ambientalmente adequada No artigo 13deg estaacute previsto que as pilhas e baterias que atenderem aos limites previstos no artigo 6deg podem ser dispostas juntamente com os resiacuteduos domiciliares em aterros sanitaacuterios licenciados Mas por falta de aterros licenciados a maior parte das baterias e pilhas usadas continuam tendo os lixotildees irregulares como destino significando um risco para o meio ambiente e para as pessoas Apenas 30 destes resiacuteduos satildeo reciclados No Brasil uma empresa chamada Suzaquim anuncia que deteacutem um processo de reciclagem de baterias
Dependendo do material de que satildeo constituiacutedas pilhas e baterias podem ser jogadas em lixo domeacutestico As pilhas secas composta por zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs as mais consumidas para uso domeacutestico tecircm em sua maioria operado nos limites estabelecidos pelo artigo 6deg da Resoluccedilatildeo 257 As baterias de telefone sem fio de filmadoras de celular ou outros tipos normalmente recarregaacuteveis devem ser devolvidas agraves lojas Os fabricantes estatildeo obrigados a informar nas embalagens a necessidade ou natildeo de devoluccedilatildeo
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O Brasil produz cerca de 800 milhotildees de pilhas comuns por ano o que representa seis unidades por habitante Deve-se lembrar que uma uacutenica pilha contamina o solo durante 50 anos Circulam anualmente 10 milhotildees de baterias de celular 12 milhotildees de baterias automotivas e 200 mil baterias industriais Do total de pilhas e baterias consumidas no paiacutes quase 70 satildeo constituiacutedas principalmente por zinco e caacutedmio aproximadamente 30 por amocircnia e manganecircs Ao se desfazer de pilhas e baterias usadas em local inadequado pode-se contaminar o solo a aacutegua e o ar Atraveacutes da cadeia alimentar esse produto chega aos seres humanos causando doenccedilas que afetam o sistema nervoso central Todos satildeo considerados bioacumulativos - acumula-se no organismo ao longo do tempo
RECICLAVEISCOMBR
TEXTO 2Pilhas e baterias usadas devem ser devolvidas a fabricantes
Embora seja de junho de 1999 a determinaccedilatildeo do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama) que prevecirc a devoluccedilatildeo de pilhas e baterias que contenham metais pesados aos fabricantes depois do fim de sua vida uacutetil ainda hoje essa medida natildeo eacute adotada com abrangecircncia Conforme a determinaccedilatildeo do Conama as empresas tecircm de reciclar ou dar uma destinaccedilatildeo final adequada (armazenar em local apropriado ou incinerar por exemplo) a esses materiais para evitar o risco de contaminaccedilatildeo ambiental e possiacuteveis danos agrave sauacutede puacuteblica
A medida atinge principalmente o setor industrial mas tambeacutem vale para os cidadatildeos comuns consumidores de pilhas e baterias geralmente usadas em automoacuteveis filmadoras telefones celular e barbeadores (veja na tabela abaixo os tipos de pilhas e baterias suas composiccedilotildees e finalidades)
Conforme a Resoluccedilatildeo 25799 do Conama as empresas que desobedecerem agrave norma de recolhimento dos produtos poderatildeo ser enquadradas na Lei de Crimes Ambientais Jaacute os consumidores tecircm papel fundamental no processo de recolhimento de baterias principalmente as usadas em celulares conforme Cleusa de Morais Gomes assessora teacutecnica da Secretaria de Qualidade Ambiental nos Assentamentos Humanos (SQA)
Cleusa lembra que ao inveacutes de ser jogado no lixo o material deve ser devolvido agrave rede autorizada dos fabricantes que satildeo obrigados a instalar um posto de recolhimento junto aos pontos de vendas de celulares ou nos serviccedilos teacutecnicos de conserto A cooperaccedilatildeo dos consumidores eacute essencial para que os fabricantes possam recolher as baterias usadas
Devem ser devolvidas ao fabricante ou importador
Tipo Bateria de Chumbo Aacutecido Aplicaccedilatildeo Induacutestrias automoacuteveis filmadoras
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Tipo Pilhas e baterias de niacutequel caacutedmio Aplicaccedilatildeo Telefone celular telefone sem fio barbeador e outros aparelhos que usam pilhas e baterias recarregaacuteveis
Tipo Pilhas e baterias de oacutexido de mercuacuterio Aplicaccedilatildeo Instrumentos de navegaccedilatildeo e aparelhos de instrumentaccedilatildeo e controle
Podem ser descartadas no lixo comum
Tipo Comuns e alcalinas com ZincoManganecircs e AlcalinaManganecircs Aplicaccedilatildeo Brinquedos lanterna raacutedio controle remoto raacutedio-reloacutegio equipamento fotograacutefico pager walkman
Jornal On line terra
Metais pesados contaminam meio ambiente e oferecem riscos agrave saude puacuteblica
Estima-se que cada bateria ou pilha depositada de forma inadequada no meio ambiente contamine uma aacuterea de um metro quadrado Entretanto o dano ambiental pode ser maior se a quantidade desses equipamentos jogados em lixotildees for muito alta
A dissoluccedilatildeo de metais pesados depositados em aterros sanitaacuterios improacuteprios pode contaminar lenccediloacuteis freaacuteticos e o ambiente local Em aterros a dissoluccedilatildeo dos metais eacute mais faacutecil devido agrave acidez da aacuterea Isso facilita a acumulaccedilatildeo de metais pesados na cadeia alimentar atraveacutes da contaminaccedilatildeo de animais e vegetais que podem causar a intoxicaccedilatildeo de seres humanos que venham a consumir esses alimentos afetados Metais pesados como chumbo caacutedmio mercuacuterio e seus compostos podem provocar graves doenccedilas neuroloacutegicas aleacutem de afetar a condiccedilatildeo motora
Pilhas e baterias comuns (pequenas usadas em raacutedios por exemplo) podem ser descartadas no lixo domeacutestico de acordo com a determinaccedilatildeo do Conama No entanto a professora Andreacutea Bernardes do Departamento de Engenharia de Materiais da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) avalia que esses produtos que acabam sendo depositados em aterros sanitaacuterios soacute poderiam ser descartados nestes locais se houvesse o tratamento adequado do chorume (substacircncia liacutequida encontrada em lixotildees) O chorume contaminado com metais pesados contaminaraacute tambeacutem a terra e os lenccediloacuteis freaacuteticos
Marcelo Furtado coordenador da aacuterea de substacircncias toacutexicas do Greenpeace vecirc com bons olhos a determinaccedilatildeo do Conama A iniciativa serve como incentivo para que as empresas passem a reduzir o uso de substacircncias toacutexicas para evitar todo o processo de recolhimento de baterias e pilhas usadas
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diz Ele lembra que a tendecircncia eacute que substacircncias reciclaacuteveis sejam usadas cada vez mais para que a reutilizaccedilatildeo dos produtos seja constante
Danilo FantinelRedaccedilatildeo Terra
TEXTO 3Resoluccedilatildeo Nordm 257 de 30 de junho de 1999 Pilhas e baterias usadas
O Conselho Nacional do Meio Ambiente - Conama no uso das atribuiccedilotildees e competecircncias que lhe satildeo conferidas pela Lei no 6938 de 31 de agosto de 1981 e pelo Decreto no 99274 de 6 de junho de 1990 e conforme o disposto em seu Regimento Interno e Considerando os impactos negativos causados ao meio ambiente pelo descarte inadequado de pilhas e baterias usadas Considerando a necessidade de se disciplinar o descarte e o gerenciamento ambientalmente adequado de pilhas e baterias usadas no que tange agrave coleta reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final Considerando que tais resiacuteduos aleacutem de continuarem sem destinaccedilatildeo adequada e contaminando o ambiente necessitam por suas especificidades de procedimentos especiais ou diferenciados resolve Art 1o As pilhas e baterias que contenham em suas composiccedilotildees chumbo caacutedmio mercuacuterio e seus compostos necessaacuterias ao funcionamento de quaisquer tipos de aparelhos veiacuteculos ou sistemas moacuteveis ou fixos bem como os produtos eletro-eletrocircnicos que as contenham integradas em sua estrutura de forma natildeo substituiacutevel apoacutes seu esgotamento energeacutetico seratildeo entregues pelos usuaacuterios aos estabelecimentos que as comercializam ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelas respectivas induacutestrias para repasse aos fabricantes ou importadores para que estes adotem diretamente ou por meio de terceiros os procedimentos de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final ambientalmente adequada Paraacutegrafo Uacutenico As baterias industriais constituiacutedas de chumbo caacutedmio e seus compostos destinadas a telecomunicaccedilotildees usinas eleacutetricas sistemas ininterruptos de fornecimento de energia alarme seguranccedila movimentaccedilatildeo de cargas ou pessoas partida de motores diesel e uso geral industrial apoacutes seu esgotamento energeacutetico deveratildeo ser entregues pelo usuaacuterio ao fabricante ou ao importador ou ao distribuidor da bateria observado o mesmo sistema quiacutemico para os procedimentos referidos no caput deste artigo Art 2o Para os fins do disposto nesta Resoluccedilatildeo considera-se I - bateria conjunto de pilhas ou acumuladores recarregaacuteveis interligados convenientemente(NBR 703987) II - pilha gerador eletroquiacutemico de energia eleacutetrica mediante conversatildeo geralmente irreversiacutevel de energia quiacutemica(NBR 703987) III - acumulador chumbondashaacutecido acumulador no qual o material ativo das placas positivas eacute constituiacutedo por compostos de chumbo e os das placas negativas essencialmente por chumbo sendo o eletroacutelito uma soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico (NBR 703987) IV - acumulador (eleacutetrico) dispositivo eletroquiacutemico constituiacutedo de um elemento eletroacutelito e caixa que armazena sob forma de energia quiacutemica a energia eleacutetrica que lhe seja fornecida e que a restitui quando ligado a um circuito consumidor(NBR 703987) V - baterias industriais satildeo consideradas baterias de aplicaccedilatildeo industrial aquelas que se destinam a aplicaccedilotildees estacionaacuterias tais como telecomunicaccedilotildees usinas eleacutetricas sistemas ininterruptos de fornecimento de energia alarme e seguranccedila uso geral industrial e para partidas de motores diesel ou ainda tracionaacuterias tais como as utilizadas para movimentaccedilatildeo de cargas ou pessoas e carros eleacutetricos VI - baterias veiculares satildeo consideradas baterias de aplicaccedilatildeo veicular aquelas utilizadas para partidas de sistemas propulsores eou
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como principal fonte de energia em veiacuteculos automotores de locomoccedilatildeo em meio terrestre aquaacutetico e aeacutereo inclusive de tratores equipamentos de construccedilatildeo cadeiras de roda e assemelhados VII - pilhas e baterias portaacuteteis satildeo consideradas pilhas e baterias portaacuteteis aquelas utilizadas em telefonia e equipamentos eletro-eletrocircnicos tais como jogos brinquedos ferramentas eleacutetricas portaacuteteis informaacutetica lanternas equipamentos fotograacuteficos raacutedios aparelhos de som reloacutegios agendas eletrocircnicas barbeadores instrumentos de mediccedilatildeo de afericcedilatildeo equipamentos meacutedicos e outros VIII - pilhas e baterias de aplicaccedilatildeo especial satildeo consideradas pilhas e baterias de aplicaccedilatildeo especial aquelas utilizadas em aplicaccedilotildees especiacuteficas de caraacuteter cientiacutefico meacutedico ou militar e aquelas que sejam parte integrante de circuitos eletro-eletrocircnicos para exercer funccedilotildees que requeiram energia eleacutetrica ininterrupta em caso de fonte de energia primaacuteria sofrer alguma falha ou flutuaccedilatildeo momentacircnea Art 3o Os estabelecimentos que comercializam os produtos descritos no art1o bem como a rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelos fabricantes e importadores desses produtos ficam obrigados a aceitar dos usuaacuterios a devoluccedilatildeo das unidades usadas cujas caracteriacutesticas sejam similares agravequelas comercializadas com vistas aos procedimentos referidos no art 1o Art 4o As pilhas e baterias recebidas na forma do artigo anterior seratildeo acondicionadas adequadamente e armazenadas de forma segregada obedecidas as normas ambientais e de sauacutede puacuteblica pertinentes bem como as recomendaccedilotildees definidas pelos fabricantes ou importadores ateacute o seu repasse a estes uacuteltimos Art 5o A partir de 1o de janeiro de 2000 a fabricaccedilatildeo importaccedilatildeo e comercializaccedilatildeo de pilhas e baterias deveratildeo atender aos limites estabelecidos a seguir I - com ateacute 0025 em peso de mercuacuterio quando forem do tipo zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs II - com ateacute 0025 em peso de caacutedmio quando forem do tipo zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs III - com ateacute 0400 em peso de chumbo quando forem do tipo zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs IV - com ateacute 25 mg de mercuacuterio por elemento quando forem do tipo pilhas miniaturas e botatildeo Art 6o A partir de 1o de janeiro de 2001 a fabricaccedilatildeo importaccedilatildeo e comercializaccedilatildeo de pilhas e baterias deveratildeo atender aos limites estabelecidos a seguir I - com ateacute 0010 em peso de mercuacuterio quando forem do tipo zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs II - com ateacute 0015 em peso de caacutedmio quando forem dos tipos alcalina-manganecircs e zinco-manganecircs III - com ateacute 0200 em peso de chumbo quando forem dos tipos alcalina-manganecircs e zinco-manganecircs Art 7o Os fabricantes dos produtos abrangidos por esta Resoluccedilatildeo deveratildeo conduzir estudos para substituir as substacircncias toacutexicas potencialmente perigosas neles contidas ou reduzir o teor das mesmas ateacute os valores mais baixos viaacuteveis tecnologicamente Art 8o Ficam proibidas as seguintes formas de destinaccedilatildeo final de pilhas e baterias usadas de quaisquer tipos ou caracteriacutesticas I - lanccedilamento in natura a ceacuteu aberto tanto em aacutereas urbanas como rurais II - queima a ceacuteu aberto ou em recipientes instalaccedilotildees ou equipamentos natildeo adequados conforme legislaccedilatildeo vigente III - lanccedilamento em corpos daacutegua praias manguezais terrenos baldios poccedilos ou cacimbas cavidades subterracircneas em redes de drenagem de aacuteguas pluviais esgotos eletricidade ou telefone mesmo que abandonadas ou em aacutereas sujeitas agrave inundaccedilatildeo Art 9o No prazo de um ano a partir da data de vigecircncia desta resoluccedilatildeo nas mateacuterias publicitaacuterias e nas embalagens ou produtos descritos no art 1o deveratildeo constar de forma visiacutevel as advertecircncias sobre os riscos agrave sauacutede humana e ao meio ambiente bem como a necessidade de apoacutes seu uso serem devolvidos aos revendedores ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada para
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repasse aos fabricantes ou importadores Art 10 Os fabricantes devem proceder gestotildees no sentido de que a incorporaccedilatildeo de pilhas e baterias em determinados aparelhos somente seja efetivada na condiccedilatildeo de poderem ser facilmente substituiacutedas pelos consumidores apoacutes sua utilizaccedilatildeo possibilitando o seu descarte independentemente dos aparelhos Art 11 Os fabricantes os importadores a rede autorizada de assistecircncia teacutecnica e os comerciantes de pilhas e baterias descritas no art 1o ficam obrigados a no prazo de doze meses contados a partir da vigecircncia desta resoluccedilatildeo implantar os mecanismos operacionais para a coleta transporte e armazenamento Art 12 Os fabricantes e os importadores de pilhas e baterias descritas no art 1o ficam obrigados a no prazo de vinte e quatro meses contados a partir da vigecircncia desta Resoluccedilatildeo implantar os sistemas de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final obedecida a legislaccedilatildeo em vigor Art 13 As pilhas e baterias que atenderem aos limites previstos no artigo 6o poderatildeo ser dispostas juntamente com os resiacuteduos domiciliares em aterros sanitaacuterios licenciados Paraacutegrafo Uacutenico Os fabricantes e importadores deveratildeo identificar os produtos descritos no caput deste artigo mediante a aposiccedilatildeo nas embalagens e quando couber nos produtos de siacutembolo que permita ao usuaacuterio distinguiacute-los dos demais tipos de pilhas e baterias comercializados Art 14 A reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou a disposiccedilatildeo final das pilhas e baterias abrangidas por esta resoluccedilatildeo realizadas diretamente pelo fabricante ou por terceiros deveratildeo ser processadas de forma tecnicamente segura e adequada com vistas a evitar riscos agrave sauacutede humana e ao meio ambiente principalmente no que tange ao manuseio dos resiacuteduos pelos seres humanos filtragem do ar tratamento de efluentes e cuidados com o solo observadas as normas ambientais especialmente no que se refere ao licenciamento da atividade Paraacutegrafo Uacutenico Na impossibilidade de reutilizaccedilatildeo ou reciclagem das pilhas e baterias descritas no art 1o a destinaccedilatildeo final por destruiccedilatildeo teacutermica deveraacute obedecer as condiccedilotildees teacutecnicas previstas na NBR - 11175 - Incineraccedilatildeo de Resiacuteduos Soacutelidos Perigosos - e os padrotildees de qualidade do ar estabelecidos pela Resoluccedilatildeo Conama no 03 de 28 de junho de l990 Art 15 Compete aos oacutergatildeos integrantes do SISNAMA dentro do limite de suas competecircncias a fiscalizaccedilatildeo relativa ao cumprimento das disposiccedilotildees desta resoluccedilatildeo Art 16 O natildeo cumprimento das obrigaccedilotildees previstas nesta Resoluccedilatildeo sujeitaraacute os infratores agraves penalidades previstas nas Leis no 6938 de 31 de agosto de 1981 e no 9605 de 12 de fevereiro de 1998 Art 17 Esta Resoluccedilatildeo entra em vigor na data de sua publicaccedilatildeo
Publicado em 18-09-2008
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TEXTO 4 Pilhas e baterias podem ter primeiro avanccedilo significativo em 200 anos Redaccedilatildeo do Site Inovaccedilatildeo Tecnoloacutegica 15022006
Dois grupos de pesquisadores trabalhando isoladamente anunciaram quase ao mesmo tempo a descoberta do que poderaacute se tornar o mais importante avanccedilo nas baterias desde a sua invenccedilatildeo haacute mais de 200 anos Aleacutem dos aparelhos portaacuteteis uma infinidade de aplicaccedilotildees utiliza as baterias como fonte de energia de sistemas de no-breaks ateacute veiacuteculos hiacutebridos Mas sua tecnologia natildeo sofreu nenhum avanccedilo radical nos uacuteltimos anos
Cientistas dos Laboratoacuterios Bell e da empresa mPhase relataram a construccedilatildeo de um protoacutetipo de bateria inteligente a partir de materiais nanoscoacutepicos capaz de fornecer energia natildeo de forma contiacutenua como as pilhas e baterias tradicionais mas apenas quando essa energia for necessaacuteria
O protoacutetipo ainda eacute pequeno produzindo energia suficiente para alimentar um LED Mas os cientistas estatildeo entusiasmados com seu potencial
A nova bateria eacute a demonstraccedilatildeo praacutetica de uma descoberta feita pelos mesmos pesquisadores de que um eletroacutelito permanece sobre superfiacutecies nanoestruturadas ateacute ser estimulado a fluir Esse estiacutemulo eacute o gatilho para que a nova bateria comece a produzir eletricidade
Esse comportamento inteligente poderaacute permitir a ativaccedilatildeo das baterias quando necessaacuterio aumentando enormemente sua vida uacutetil
Ultracapacitores
Jaacute os pesquisadores Joel E Schindall John G Kassakian e Riccardo Signorelli do MIT Estados Unidos utilizaram membranas criadas com nanotubos de carbono para aprimorar um outro tipo de dispositivo de armazenagem de energia chamado ultracapacitor Com a melhoria o novo componente poderaacute vir a substituir as atuais pilhas e baterias
Os capacitores armazenam energia como um campo eleacutetrico o que os torna mais eficientes do que as baterias tradicionais que retiram sua energia de reaccedilotildees quiacutemicas Jaacute os ultracapacitores satildeo ceacutelulas de armazenamento funcionando no mesmo princiacutepio dos capacitores mas capazes de fornecer quantidades enormes de energia instantaneamente Eles jaacute satildeo utilizados em veiacuteculos experimentais principalmente aqueles movidos por ceacutelulas a combustiacutevel
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Ateacute agora poreacutem os ultracapacitores necessitavam ser muito maiores do que as baterias para fornecer a mesma quantidade de energia Os cientistas resolveram o problema lidando com os campos eleacutetricos em niacutevel atocircmico Eles utilizaram uma membrana construiacuteda com nanotubos de carbono alinhados verticalmente
A capacidade de armazenamento de um ultracapacitor depende da aacuterea superficial de seus eletrodos Atualmente esses eletrodos satildeo feitos de carbono ativado um material extremamente poroso o que se traduz em uma enorme aacuterea superficial Mas seus poros satildeo irregulares o que significa que essa aacuterea natildeo eacute tatildeo grande quanto poderia ser reduzindo a eficiecircncia do ultracapacitor
Jaacute os nanotubos de carbono tecircm um desenho perfeitamente regular aleacutem de possuir diacircmetros de apenas alguns poucos aacutetomos A membrana construiacuteda com eles apresenta uma aacuterea superficial muito maior o que se traduz em uma eficiecircncia incomparaacutevel no armazenamento de energia
Os cientistas afirmam jaacute deter a tecnologia para a fabricaccedilatildeo das membranas de nanotubos de carbono em qualquer formato o que poderaacute facilitar a fabricaccedilatildeo de ultracapacitores nos formatos das pilhas e baterias tradicionalmente utilizados em aparelhos eletrocircnicos
Questotildees desencadeadoras para discussatildeo dos textos
1 Cite algumas das questotildees ambientais relacionadas ao uso de pilhas e baterias Qual deve ser a postura da populaccedilatildeo em relaccedilatildeo a essas questotildees 2 Com base na legislaccedilatildeo apresentada explique como deve ser feito o descarte de pilhas e baterias Quais impecilhos poderatildeo dificultar o cumprimento da lei 3 Qual o destino que deve ser dado agraves pilhas que seratildeo descartadas Existem formas de reciclagem Quais 4 Considerando os impactos ambientais que podem ocorrer do descarte inadequado das pilhas e baterias qual a sua opiniatildeo sobre o uso delas Existe uma ideal Explique 5 Vocecirc acha que hoje eacute possiacutevel sobrevivermos sem o uso de pilhas e baterias
Aula 3 viacutedeo aulas de conscientizaccedilatildeo sobre descarte de pilhas
Nessa aula pode-se discutir com os alunos os problemas ambientais causados pelo descarte inadequado de pilhas e com isso incentivar o nosso aluno a uma nova mudanccedila de atitude em relaccedilatildeo ao meio ambiente e tomada de posiccedilatildeo ecologicamente correta Como sugestatildeo estatildeo um desenho animado e uma reportagem que podem ser abordadas com questotildees orais e escrita sobre a preocupaccedilatildeo com o descarte das pilhas e seus efeitos Pode-se pedir tambeacutem que elaborem textos do gecircnero artigo de opiniatildeo sobre o assunto em questatildeo (Sugere-se que os alunos assistam o filme WALL-E em casa e tragam seus pontos de vista para debate posterior em salaOutra maneira de trabalhar com esse tipo de recurso visual seria uma preacutevia ediccedilatildeo dos filmes indicados onde o professor selecionaria as cenas com a intenccedilatildeo de promover debates em sala )
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Questotildees para discussatildeo das miacutedias apresentadasque tambeacutem podem ser ferramentas para um debate
1 Sente-se um escravo da tecnologia atual ( especificamente aqueles que em curto espaccedilo de tempo geram lixo eletrocircnico tais como celular Ipod Iphone etc) 2 Ficou sensibilizado sobre a quantidade de lixo eletrocircnico que o homem produz 3 Haacute uma remota possibilidade de o Planeta ser recuperado 4 Qual a sua opiniatildeo sobre a mensagem que o filme Wall-E passa
Viacutedeo 1 IMPACTOS AMBIENTAIS Desenho animado sobre educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambiental retirado do site WWWyoutubecombr (1min e 45 segundos)
Viacutedeo 2 RECICLAGEM DE PILHAS Cidades e soluccedilotildees Globo News retirado do site WWWyoutubecombr (22 min e 35 segundos)
Viacutedeo 3WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
AVALIACcedilAtildeO DA UNIDADE
Ao final do estudo desta situaccedilatildeo de aprendizagem espera-se que o nosso educando tome uma posiccedilatildeo ecologicamente correta sabendo dos males que um descarte inadequado de pilhas e baterias possa causar ao meio ambiente
Situaccedilatildeo de aprendizagem 2 - Que tipos de materiais existem em uma pilha que a classifique como poluidora do meio ambiente
A partir de um experimento investigativo o nosso educando eacute instigado a pensar refletir sobre os componentes presentes em uma pilha e o principio de funcionamento desta Nesta situaccedilatildeo de aprendizagem os alunos seratildeo estimulados a dar explicaccedilotildees para as observaccedilotildees feitas e aplicaratildeo os conhecimentos que jaacute possuem sobre pilhas e baterias adquiridos na situaccedilatildeo anterior e atraveacutes de pesquisas posteriores ao experimento investigativo os alunos teratildeo contato com diversas fontes de pesquisa faratildeo anaacutelise das informaccedilotildees nelas contidas com o estabelecimento de relaccedilotildees entre elas para a elaboraccedilatildeo de conclusotildees Este processo estimula uma reflexatildeo efetiva dos alunos favorecendo uma aprendizagem mais significativa
Conteuacutedos e temas pilhas e aplicaccedilotildees das transformaccedilotildees que ocorrem com o envolvimento de eletricidade
Competecircncias e a habilidades avaliar a composiccedilatildeo das pilhas e o impacto que poderatildeo causar quando descartadas inadequadamente elencar impactos causados pelo uso industrial dos processos de eletroacutelise e discussotildees sobre a viabilidade do uso de diferentes fontes de energia
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Estrateacutegias leitura e discussotildees de textos debates realizaccedilatildeo de pesquisas e anaacutelise de resultados experimentais
Recursos livros didaacuteticos paradidaacuteticos perioacutedicos pesquisa na internet materiais para experimento
Nuacutemero de aulas 5
AULA 1 EXPERIMENTO INVESTIGATIVO Quais componentes estatildeo presentes em uma Pilha
Devido a toxidade presente nos componentes da pilha (chapa de accedilozincobastatildeo de carbonodioacutexido de manganecircs e cloretos de zinco e amocircnio) sugere-se um experimento de natureza demonstrativa tais como desmontar uma pilha passo a passo conforme figuras abaixo e tambeacutem pesquisar viacutedeos no youtube sobre desmontagem de pilhas ou pode produzir uma filmagem da desmontagem da pilha uma vez que a ideia eacute preservar o meio ambiente Entatildeo os viacutedeos satildeo uma ideia aceitaacutevel
A ideacuteia de trabalhar esse experimento eacute demonstrar para o aluno os componentes de uma pilha o aluno durante o experimento deve ser questionado a todo tempo sobre os materiais existentes em uma pilha e o que pode prejudicar o meio ambiente apoacutes o descarte
Sugestotildees de questotildees para os alunos
1 Quais os componentes presentes em uma pilha
2 Quantos materiais perigosos podem conter uma pilhaExplique por que esses materiais satildeo perigosos
3 Seraacute que os materiais de uma pilha podem ter alguma utilidade ao ser humano
Outra sugestatildeo eacute pedir para o aluno fazer um desenho da pilhas antes e depois do experimento
ROTEIRO EXPERIMENTAL DESMONTAGEM DE PILHA
OBJETIVO Mostrar a constituiccedilatildeo quiacutemica de uma pilha e obter a partir dela alguns reagentes aproveitaacuteveis em aulas praacuteticas de laboratoacuterio
MATERIAL
1 pilha comum
Canivete
Chave de fenda
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Alicate
Funil plaacutestico
Filtro de papel
Bico de bunsen ou lamparina com aacutelcool
Beacutequer (pyrex)
Tripeacute
Tela de amianto
Espaacutetula (ou palito de sorvete)
Baqueta de vidro
Erlenmeyer
REAGENTES
Aacutegua destilada
PROCEDIMENTO
1 Com auxilio de um canivete abrir a pilha ao longo da emendaretirando a proteccedilatildeo de accedilo
2 Desenrolar bem a chapa obtida
3 Retirar o papelatildeo ou plaacutestico que se encontra abaixo da chapa de accedilo
4 O zinco eacute a camada que vem logo a seguir devendo ser retirado lavado com aacutegua e detergente colocando-o para secar
5 Finalmente retirar o bastatildeo preto e central da pilha (bastatildeo de carbono)lavando-o igualmente com aacutegua e detergente e transferir o resto do conteuacutedo da pilha para um beacutequer ou um copo de vidro
6 Acrescentar agrave esta mistura aproximadamente 50 ml de aacutegua e agitar bem
7 Filtrar a misturarecolhendo o filtrado em um erlenmeyere em seguidaabrir o papel de filtro com resiacuteduo para deixaacute-lo secar
8 Depois de secoguarde o poacute preto obtido (dioacutexido de manganecircs)em um frasco rotulado
9 Aquecer o filtrado com o auxilio do bico de bunsen (ou lamparina )ateacute toda a aacutegua evaporar
10 Depois de filtrarguardar os cristais em um frasco devidamente rotulado
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O filtrado conteacutem a misturas de cloretos de zinco e amocircnio ambos soluacuteveis em aacutegua
Observaccedilatildeo O invoacutelucro de accedilo pode ser usado como cadinho para uma secagem raacutepida e de pequenas quantidades de dioacutexido de manganecircs obtido
BIBLIOGRAFIA BRAATHENPCet AL Curso de treinamento de professores de segundo grau- Moacutedulo de QuiacutemicaViccedilosaMGUniversidade Federal de Viccedilosa1989
A seguir sequumlecircncia de fotos da desmontagem de uma pilha
Figura 1-pilha antes da desmontagem
Figura 2-passo1 retirada do invoacutelucro
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Figura 3-passo 2 retirada da camada de papelatildeo
Figura 4-passo 3 retirada da parte superior
Figura 5-passo 4 retirada do bastatildeo de carbono
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Figura 6- passo 5 retirada do poacute preto de dioacutexido de manganecircs
Figura 7 passo 6 visualizaccedilatildeo do interior da pilha
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Figura 8-passo 7 visualizaccedilatildeo de todos os componentes presentes em uma pilha
Para colaborar na avaliaccedilatildeo dessa aula investigativa e demonstrativa o ideal seria que o professor retomasse as questotildees que foram aplicadas no inicio da aula
AULA 2 Pilhas e baterias conceituaccedilatildeo a partir de pesquisas em livros didaacuteticos paradidaacuteticos internet e revistas especializadas
Com intuito de melhorar o conhecimento cientiacutefico dos alunos pode-se orientaacute-los para realizarem uma pesquisa literaacuteria sobre o que vem a ser pilha e bateria e os possiacuteveis problemas ambientais causados pelos usos e descarte inadequados destes Esta pesquisa pode ser realizada em grupo ou individualmente em sala ou extraclasse (a criteacuterio do professor) O objetivo da pesquisa eacute que os alunos com o auxilio do professor durante a aula aprenda transpor a linguagem da ciecircncia comum para a linguagem cientiacutefica compreendendo termos teacutecnicos especiacuteficos da Quiacutemica para opinar e atuar como cidadatildeo ou profissional num futuro proacuteximo de forma eacutetica
AULA 3 Visita virtual a uma induacutestria de reciclagem
Apoacutes discussotildees introdutoacuterias feitas na situaccedilatildeo de aprendizagem anterior pode-se fazer uma visita virtual no site do youtube onde poderatildeo assistir a um filme ( 5 minutos de duraccedilatildeo) da empresa de reciclagem de pilhas SUZAQUIM tem-se a possibilidade de se observar um processo quiacutemico de reciclagem de pilhas e baterias ( a visita fiacutesica eacute praticamente impossiacutevel de se realizar devido ao ambiente ser improacuteprio para essa finalidade) Finaliza-se essa primeira etapa do processo de aprendizagem pedindo aos alunos um relatoacuterio na forma de artigo de
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opiniatildeo sobre a importacircncia da reciclagem de pilhas em favor do meio ambiente e a necessidade de maiores investimentos nessa aacuterea
AULA 4 Modelo de pilha ideal
Considerando que agrave essa altura os nossos alunos jaacute tenham conhecimento sobre descarte de pilhas e baterias podemos inicializar a segunda etapa da unidade didaacutetica propondo que criem um modelo ideal de pilha (que impacte minimamente o meio ambiente) Essa atividade pode ser realizada em grupo os alunos teratildeo como material base informaccedilotildees jaacute trabalhadas anteriormente
Pode-se sugerir temas como
Pilhas recarregaacuteveis
Fontes de energias alternativas
Utilizaccedilatildeo de metais natildeo agressivos ao meio ambiente ou novos processos de eletroacutelise
Professor e alunos levaratildeo agrave sala de aula livros didaacuteticos paradidaacuteticos perioacutedicos e materiais da internet para consulta e realizaccedilatildeo da atividade propostaOs alunos seratildeo orientados pelo professor para em grupo montarem um modelo ideal de pilha que poderaacute ser apresentada na aula seguinte em forma de seminaacuterio experimento demonstrativo slides ou filmagens
Observaccedilatildeo para facilitar o trabalho o professor pode pedir aos alunos que usem os recursos mencionados acima para confecccedilatildeo do material a ser apresentado extraclasse
AULA 5 Modelos de pilhas produzidos apresentaccedilatildeo
Nesta aula o objetivo eacute que os alunos apresentem o seu modelo ideal de pilha escolhidos e idealizados na aula anterior e produzidos extraclasse Natildeo resta a menor duacutevida que seraacute um facilitador para o aprofundamento dos conteuacutedos gerais e especiacuteficos desta unidade didaacutetica Para que isso aconteccedila pode-se desencadear uma discussatildeo e um acordo coletivo para escolha da melhor pilha apresentada para que a haja compreensatildeo do processo de transformaccedilatildeo de energia quiacutemica em eleacutetrica
Para finalizar esta situaccedilatildeo de aprendizagem podemos avaliar os nossos alunos propondo as questotildees abaixo sugere-se que sejam realizadas individualmente pelos alunos pois somente desta maneira o professor poderaacute diagnosticar se houve o aprendizado real e significativo
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Questotildees sugeridas
1 Eacute possiacutevel produzir energia eleacutetrica atraveacutes de uma transformaccedilatildeo quiacutemica
2 Explique o surgimento da energia eleacutetrica nas transformaccedilotildees quiacutemicas
3 Podemos montar uma pilha ecologicamente correta
4 O funcionamento de uma pilha soacute acontece atraveacutes de transformaccedilatildeo quiacutemica Explique
Situaccedilatildeo de aprendizagem 3- O lado cientiacutefico da Pilha
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem permitiraacute aos alunos compreenderem o funcionamento de uma pilha( conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica ) e a produccedilatildeo de novos materiais atraveacutes da eletrolise (conversatildeo natildeo espontacircnea energia eleacutetrica em quiacutemica) com experimentos
Conteuacutedos e temas eletroacutelise reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo seacuterie de reatividade de metais
Competecircncias e habilidades compreender que existem transformaccedilotildees quiacutemicas que ocorrem com transferecircncia de eleacutetrons e podem gerar corrente eleacutetrica prever a ocorrecircncia de transformaccedilotildees quiacutemicas com a utilizaccedilatildeo da seacuterie de reatividade de metais
Estrateacutegias textos jornaliacutesticos experimentos abordagem investigativa com perguntas
Avaliaccedilatildeo anaacutelise dos resultados experimentais
Recursos materiais para o experimentolousa e giztabelas
Nuacutemero de aulas 4
AULA 1 O experimento da pilha do Daniel
Nessa aula propotildee ao professor a sugestatildeo de roteiro experimental da pilha de Daniel Esse experimento eacute bastante comum e o professor pode fazecirc-lo de maneira demonstrativa ou dividir a sala em grupos para sua realizaccedilatildeo Eacute importante orientar os alunos para que observem atentamente os estados iniciais e finais das placas metaacutelicas assim como da soluccedilatildeo em relaccedilatildeo agrave coloraccedilatildeo brilho e outros aspectos para que a aprendizagem ocorra de forma plena
Questotildees que poderatildeo auxiliar os alunos durante a execuccedilatildeo do experimento
1 As placas mudaram de cor apoacutes serem mergulhadas na soluccedilatildeo Explique
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2 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
3 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
4 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
1 Limpar as placas com palha de accedilo 2 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 3 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 4 Interligar os dois potes com a ponte salina
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5 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 6 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo PauloEdusp 1998
Caso o professor deseje trabalhar outros experimentos abaixo estatildeo descritos alguns (roteiros) para trabalhar o processo de eletroacutelise Dentre eles alguns satildeo bastante simples podem ser realizados de maneira demonstrativa pelo professor ou pelos alunos (divididos em grupo)
1ordf sugestatildeo de experimento
Quem natildeo gosta de receber o troco das compras em moedas novinhas O que ningueacutem gosta mas tem que aceitar eacute aquele monte de moedas enferrujadas e com aparecircncia envelhecida Mas por que elas adquirem este aspecto Tudo comeccedila pela composiccedilatildeo das moedas que satildeo obtidas atraveacutes de ligas metaacutelicas soacute por este fato jaacute se nota porque as moedas satildeo mais resistentes do que notas As ceacutedulas de dinheiro satildeo feitas com papel especial (papel moeda) que eacute resistente mas com o passar de matildeo em matildeo ficam velhas e se rasgam A umidade presente em nossas matildeos eacute que realiza o estrago e as moedas natildeo escapam elas ficam escurecidas devido agrave oxidaccedilatildeo As moedas constituem um dinheiro muito manuseado sendo assim fica inevitaacutevel que entre em contato com a umidade e exposiccedilatildeo ao oxigecircnio fatores necessaacuterios para que ocorra a reaccedilatildeo de oxidaccedilatildeo Mas saiba agora que existe um truque para deixar suas moedinhas novinhas em folha
O que vamos demonstrar a seguir pode ser usado em sala de aula como um experimento de Quiacutemica
Reaccedilotildees de oxidaccedilatildeo em moedas
Vamos usar como exemplo a moeda de 5 centavos pois eacute uma das mais manuseadas Portanto peccedila a seus alunos que tragam moedas envelhecidas neste valor
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Vocecirc sabe de que esta moeda eacute feita Eacute composta de Accedilo e recoberta com Cobre e agrave medida que vai sendo usada vai se formando uma camada de oacutexido de cobre sobre ela Veja a equaccedilatildeo do processo 2 Cu + frac12 O2 rarr Cu2O
O metal Cobre presente na moeda eacute oxidado e forma o monoacutexido de Dicobre (Cu2O) o qual tem coloraccedilatildeo escura daiacute o porquecirc daquela cor horriacutevel O segredo para que as moedas tornem a ficar como eram antes (brilhantes e avermelhadas) eacute deixaacute-las de molho em aacutecido cloriacutedrico Equaccedilatildeo que representa a lavagem Cu2O + 2 HCl rarr Cu2Cl2 + H2O
Como se vecirc na equaccedilatildeo acima o oacutexido reage com aacutecido cloriacutedrico (HCl) e daacute origem a um sal de cobre (Cu2Cl2) esta reaccedilatildeo permite agrave moeda adquirir aparecircncia de nova Por Liacuteria Alves Graduada em Quiacutemica Equipe Brasil Escola
2ordf sugestatildeo de experimento
Pilha de Limatildeo
ou Pilha de Laranja ou ainda Pilha de Batata
Eacute possiacutevel obter eletricidade a partir de um limatildeo Sim natildeo soacute satildeo as pilhas comuns que podem gerar eletricidade E o mais legal eacute que na falta do limatildeo vocecirc pode usar uma laranja ou mesmo uma batata
Na verdade a corrente eleacutetrica surge a partir dos potenciais eleacutetricos de dois metais que satildeo cravados no limatildeo na laranja
e na batata O caraacuteter aacutecido do limatildeolaranja e o caraacuteter baacutesico da batata ajudam na conduccedilatildeo da eletricidade Mas o que eacute que causa esta corrente Pense um pouco antes de prosseguir a leitura
Bom depois de esperar vocecirc pensar um pouquinho vamos prosseguir dois pedaccedilos de metal satildeo usados O melhor resultado surge da combinaccedilatildeo de zinco e cobre mas tambeacutem pode ser usado zinco e alumiacutenio ou ainda latatildeo e alumiacutenio
Alguns tipos de pregos conteacutem zinco e o cobre pode ser encontrado na forma de fios e mesmo na composiccedilatildeo de algumas moedas Pode-se tambeacutem utilizar (na falta destes) uma taxinha destas de latatildeo e um clips
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Apoacutes fincaacute-los no limatildeo (ou laranja ou batata) e uniacute-los por fios pode-se ligaacute-los a um pequeno aparelho eleacutetrico O melhor resultado se daacute usando um destes reloacutegios eletrocircnicos - tira-se a pilha deste e faz-se a ligaccedilatildeo dos fios positivo e negativo nos pequenos terminais do reloacutegio A corrente produzida eacute suficiente para acendecirc-lo ainda que por alguns minutos Natildeo esqueccedila de antes limpar as peccedilas de metal e evitar que elas se toquem no interior do limatildeo (ou da laranja ou ainda da batata)
Cuidados no Experimento
A eletricidade produzida eacute na realidade muito pequena para acender uma lacircmpada comum mesmo as menores Mas eacute possiacutevel acender uma pequena lampadinha se vocecirc quiser substituindo o limatildeo por uma soluccedilatildeo de aacutegua + sal Assim como na soluccedilatildeo salina existem no limatildeo batata e laranja alguns sais que se dissociam em iacuteons positivos e negativos e cada um destes tipos de iacuteons migram para os terminais metaacutelicos O certo eacute dizer que houve uma conduccedilatildeo iocircnica no interior do limatildeo da laranja e da batata Jaacute nos terminais satildeo os eleacutetrons dos metais que migram alcanccedilando o reloacutegio e fazendo-o funcionar com a corrente de eleacutetrons Esta eacute a diferenccedila
Uma lampadinha (ou mesmo um LED - uma lacircmpada especial destas coloridas que existem nos aparelhos de TV e de som esteacutereo geralmente nas cores vermelha e verde) satildeo materiais muito baratos e facilmente encontraacuteveis nas lojas de produtos eleacutetricos Para se acender uma destas lampadinhas eacute necessaacuterio 15 volt e alguns miliamperes o que eacute difiacutecil de se conseguir com apenas 1 limatildeo laranja ou batatinha
A voltagem tambeacutem varia de limatildeo para limatildeo laranja para laranja e batata para batata dependendo de vaacuterios fatores incluindo a acidezbasicidade teor de sais aacutegua Por exemplo um limatildeo pode acender um pequeno circuito eleacutetrico por pouco tempo e soacute Procure testaacute-lo com um voltiacutemetro (um medidor de tensatildeo eleacutetrica) Se for muito difiacutecil mesmo trabalhar com apenas um tente experimentar uma ligaccedilatildeo em seacuterie lacircmpada-cobre-limatildeo-zinco-fio-cobre-limatildeo-zinco-lacircmpada O resultado eacute mais visiacutevel
cienciaemcasacienciavivaptpilha_limaohtml
3ordf sugestatildeo de experimento
Pilha de Batata
Objetivo
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Estudar o funcionamento das ceacutelulas voltaacuteicas e associaccedilotildees em seacuterie Uma batata cortada pela metade duas plaquinhas de cobre e duas plaquinhas de zinco permitem a confecccedilatildeo de uma batateria capaz de acionar um reloacutegio digital por pelo menos dois meses Com certos cuidados os quais comentaremos esse tempo de uso pode ser estendido para cerca de quatro meses
Apresentaccedilatildeo
Os modernos reloacutegios digitais a cristal de quartzo requerem uma baixiacutessima intensidade de corrente eleacutetrica para seu funcionamento Se vocecirc tiver um bom microamperocircmetro poderaacute constatar que ela seraacute algo como 15 x 10-6 A sob tensatildeo eleacutetrica (ddp) de 135 V Eacute devido a isso que tais reloacutegios podem funcionar com as minuacutesculas baterias bototildees que geram uma fem entre 12 a 14 volts notadamente as baterias com ceacutelulas de mercuacuterio Os experimentos a seguir aproveitam-se dessa propriedade inerente aos circuitos eletrocircnicos --- funcionarem com baixiacutessimas intensidades de corrente eleacutetrica
O que faremos essencialmente seraacute construir baterias a partir de duas ceacutelulas voltaacuteicas que produziratildeo cada uma 06 a 07 V Dois eletrodos distintos (plaquinhas de cobre e zinco) seratildeo introduzidos em meias-batata (ou quiabo ou limatildeo ou abacaxi etc) e associados em seacuterie de modo a constituiacuterem uma bateria [associaccedilatildeo de duas pilhas primaacuterias (ceacutelulas voltaicas)]
Fazendo uma pilha primaacuteria
Corte uma batata pela metade Corte duas chapinhas uma de cobre outra de zinco com cerca de (2 x 4) cm Qualquer espessura das chapinhas entre 1 e 2 mm serviraacute essas chapinhas seratildeo os eletrodos da pilha primaacuteria Solde em cada uma dessas plaquinhas um fio de cobre flexiacutevel (cabinho 22) com cerca de 20 cm de comprimento (descasque as extremidades e estanhe-as --- passe solda) Espete as plaquinhas na meia-batata (bem perpendicular agrave superfiacutecie cortada) deixando para fora apenas cerca de 1 cm e separada por cerca de 08 cm Natildeo deixe as plaquinhas se encontrarem dentro da meia-batata Veja a ilustraccedilatildeo
Fazendo a batateria
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Essa pilha de meia-batata apresentaraacute forccedila eletromotriz (fem) de cerca de 07 V o que pode ser constatado mediante um bom voltocircmetro (resistecircncia interna grande) conectado aos dois fios indicados acima Como iremos necessitar de cerca de 14 V para acionar o reloacutegio digital deveremos construir uma bateria a partir de duas dessas pilhas primaacuterias e associando-as em seacuterie como se ilustra
Preparando o reloacutegio
Qualquer reloacutegio digital que utilize uma bateria botatildeo poderaacute ser usado O que utilizei eacute um CITIZEN - CRYSTON LC A primeira coisa a fazer eacute remover a tampinha em forma de disco do alojamento da bateria botatildeo Retire a bateria pifada Olhe bem para essa bateria e repare que o corpo dela corresponde ao poacutelo positivo enquanto que o botatildeo superior corresponde ao poacutelo negativo Veja dentro do local de alojamento dessa bateria as duas lacircminas de contato uma que encosta no poacutelo positivo da bateria e outra que encosta no poacutelo negativo Solde nessa pequenas lacircminas dois pedaccedilos de cabinho 22 um vermelho ligado na lacircmina positiva e um preto ligado na lacircmina negativa
O fio que vem da plaquinha de cobre da batateria deve ser ligado ao fio vermelho do reloacutegio e o fio que vem da plaquinha de zinco da batateria deve ser ligado ao fio preto do reloacutegio
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Pronto O reloacutegio jaacute deve estar funcionando Eis as ilustraccedilotildees de minha montagem
Agrave esquerda a proteccedilatildeo de madeira para a montagem numa divisatildeo foi feito o orifiacutecio para inserir o reloacutegio na outra foi colocado um pires quadrado para conter as meias-batatas Agrave direita um destaque da montagem Abaixo detalhes da parte posterior da montagem
Anaacutelise do circuito
A tensatildeo eleacutetrica uacutetil (U) entre os terminais de cada pilha primaacuteria pode ser expressa em termos de sua fem (E) de sua resistecircncia interna (r) e da corrente de intensidade i que por ela circula assim U = E - ri mostrando claramente que a tensatildeo uacutetil depende da intensidade da corrente eleacutetrica solicitada (i)
Em circuito aberto um bom voltocircmetro (Rvint--gt conectado aos eletrodos fornece Uaberto= E pois iaberto = 0 Um bom amperocircmetro (Raint--gt0) conectado diretamente entre os eletrodos (curto-circuitando a pilha) fornece Icc = Er uma vez que Ucc = 0 Da leitura da fem E (via voltocircmetro) e da corrente de curto circuito icc
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(via amperocircmetro) obtemos r = Eicc Para nossa montagem esse valor resultou ao redor dos 3 000 ohms e E = 07 V
Para as duas pilhas em seacuterie formando nossa batateria teremos Ebat = 14 V
e rbat = 6 000
Sob ddp uacutetil de 12 V teremos i = (Ebat- U)r = (14 - 12)6000 = 3 x 10-5 A que satildeo suficientes para o funcionamento do reloacutegio digital
Como dissemos como eletroacutelito podemos usar limatildeo abacaxi pepino uvas cebolas etc e como eletrodos podemos usar os pares cobrezinco magneacutesioferro alumiacuteniocobre prego zincadocobre etc Para cada par deve-se testar antes de ligar no reloacutegio qual a polaridade obtida (sob risco que queimar o cristal de quartzo) para a bateria Por exemplo se for usado eletrodos de magneacutesio e de ferro o magneacutesio seraacute o terminal negativo e o ferro o terminal positivo Calculadoras e jogos eletrocircnicos tambeacutem funcionam com tais baterias culinaacuterias Eis abaixo uma tomateria uma bateria de tomates
Mais teoria As reaccedilotildees nas ceacutelulas voltaacuteicas satildeo
catodo Zn lt==gt Zn2 + 2e anodo 2H+ + 2e lt==gt H2
A FEM da reaccedilatildeo vem expressa por E(ZnZn22H+H2) = Eo +
(RTnF)ln([Zn2+][H+]2) O eletrodo de cobre opera apenas como coletor de eleacutetrons podendo ser substituiacutedo por platina ou outro metal inerte
httpwwwfeiradecienciascombrsala1212_21asp
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Aulas 2 e 3 Reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo e o uso da tabela de potenciais de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo
Com a utilizaccedilatildeo dos dados recolhidos pelos alunos sobre o experimento anterior pode-se introduzir o conteuacutedo sobre reaccedilotildees de oxirreduccedilatildeo e o uso da tabela de potenciais de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo
Para facilitar a inicializaccedilatildeo do conteuacutedo pode-se retomar algumas questotildees dos experimentos anteriores
1 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 2 Como a energia eleacutetrica foi obtida 3 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 4 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 5 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 6 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 7 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 8 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha Conteuacutedo sugerido para trabalhar o conceito de reaccedilatildeo de oxidorreduccedilatildeo
A eletroquiacutemica eacute o estudo sobre a transferecircncia de eleacutetrons entre diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-versa Pilhas e baterias satildeo reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo capazes de gerar corrente eleacutetrica Eletroacutelise satildeo reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo produzidas pela passagem da corrente eleacutetrica Numa eletrolise existe os seguintes termos CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e mergulhados num eletroacutelito ELETRODOS Satildeo as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica ELETROacuteLITOS Satildeo as soluccedilotildees que conduzem a corrente eleacutetrica AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula entra na soluccedilatildeo CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula deixa a soluccedilatildeo IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na soluccedilatildeo Resumo
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons aumenta o numero de oxidaccedilatildeo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons diminui o numero de oxidaccedilatildeo
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Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz o numero de oxidaccedilatildeo diminui
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida o numero de oxidaccedilatildeo aumenta
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em energia eleacutetrica
BIBLIOGRAFIA sobre o conceito de oxidorreduccedilatildeo Programa de ensino para jovens e adultosescola da juventude Ciecircncias da NaturezaMatemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemicaeditora iacutecone ltdaSatildeo Paulo
Figura retirada WWWgooglecombr
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
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A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu
++ Isso provocaraacute
diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo
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que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
AULA 4 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o experimento da pilha de Daniel
Confecccedilatildeo de relatoacuterio pode-se trabalhar produccedilatildeo de textos do gecircnero artigo de opiniatildeo (conclusatildeo) e resumos ( introduccedilatildeo) Com o relatoacuterio em matildeos o
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professor poderaacute avaliar se houve aprendizagem real ou natildeo Espera-se que os alunos possam descrever em seu relatoacuterio os seguintes toacutepicos
Na pilha de Daniel o eletrodo de cobre metaacutelico que recebe eleacutetrons eacute chamado de caacutetodo ou terminal positivo e a lacircmina de zinco que cede eleacutetrons eacute o acircnodo ou terminal negativo O conjunto montado no experimento eacute uma pilha de Daniell com ponte salina A placa de zinco fornece eleacutetrons oxidando-se atraveacutes do fio para a placa de cobre que reduziraacute iacuteons de cobre na soluccedilatildeo Os eleacutetrons passando atraveacutes do fio iratildeo alimentar o cartatildeo musical Invertendo-se os fios de ligaccedilatildeo da pilha o terminal negativo do cartatildeo musical estaraacute ligado ao caacutetodo da pilha e o terminal positivo ao acircnodo Esta inversatildeo do sentido da corrente natildeo permite que o cartatildeo musical funcione
Sugestatildeo de modelo de relatoacuterio
RELATOacuteRIO
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em sete itens principais
Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram utilizados no experimento
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32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o experimento
5 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2 ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
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baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Conteuacutedo e temas impactos ambientais relacionado ao uso de pilhas e baterias
Competecircncias e habilidades identificar os impactos ambientais causados pelo descarte inadequado de pilhas e baterias avaliar como a composiccedilatildeo das pilhas pode causar possiacuteveis impactos relacionar os impactos causados pelas induacutestrias nos processos de eletroacutelise refletir sobre a importacircncia da adoccedilatildeo de posturas conscientes com relaccedilatildeo ao consumo e descarte de pilhas e baterias
Estrateacutegias elaboraccedilatildeo de mural produccedilatildeo de folder
Recursos biombos para anexar material produzido cartolinas fitas adesivas
Avaliaccedilatildeo participaccedilatildeo e envolvimento
Nuacutemero de aulas 3
AULA 1 Elaboraccedilatildeo de mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias os alunos finalizaratildeo a segunda etapa desta unidade didaacutetica construindo seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo Nesse momento comeccedila-se a desenvolver a terceira etapa dessa unidade ( que eacute uma das mais importantes)pois os alunos iratildeo aplicar o que aprenderam preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo em um local estrateacutegico da escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas sobre o assunto estudado O nosso estudante nesta etapa final da unidade temaacutetica poderaacute desenvolver accedilotildees sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente e tambeacutem composiccedilatildeo de muacutesicas sobre os assuntos abordados
AULA 2 A escola como ponto de coleta de pilhas e baterias
Os alunos apoacutes terem finalizado o trabalho da aula anterior poderatildeo distribuir agrave comunidade o material confeccionado sensibilizando-a buscando parcerias para que a escola seja um ponto de coleta desses materiais pois somente com accedilotildees dessa natureza podemos acreditar que possam desenvolver a accedilatildeo social e ambiental desejada
AULA 3 Retomada das questotildees diagnoacutesticas poacutes desenvolvimento da unidade didaacutetica
Eacute importante retomar as questotildees aplicadas no iniacutecio dessa unidade pois somente assim teremos a certeza do quanto os alunos assimilaram de conhecimento cientiacutefico Muito importante nesse momento tambeacutem eacute poder avaliaacute-los como indiviacuteduos atuantes na sociedade
AULA 4 Avaliaccedilatildeo final
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Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos (sugere-se que contenha mapa conceitual dos conteuacutedos apreendidos) e devolutiva das questotildees comentadas
Consideraccedilotildees finais
A eletroquiacutemica trabalhada da forma que estaacute sendo apresentada nessa unidade didaacutetica leva o aluno a adquirir conhecimentos de maneira significativa O ensino atraveacutes da experimentaccedilatildeo o faraacute tirar suas proacuteprias conclusotildees e ter um aprendizado real produzindo nele mudanccedila de postura diante dos fatos observados refletindo e opinando criticamente frente a informaccedilotildees que poderaacute encontrar doravante sobre o assunto
A participaccedilatildeo e a integraccedilatildeo do aluno nas aulas tecircm que ser consideradas ponto de partida para que o mesmo possa compreender que as transformaccedilotildees quiacutemicas fazem parte do seu cotidiano Toda tecnologia existente eacute produto dessas transformaccedilotildees
Finalizando o estudo dessa unidade espera-se que o aluno natildeo soacute compreenda a importacircncia das transformaccedilotildees quiacutemicas mas que esteja envolvido a ponto de adotar uma postura responsaacutevel em relaccedilatildeo aos impactos ambientais causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e baterias e dentro dessa nova postura possa tomar decisotildees e atuar de forma eacutetica no meio em que vive
REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
41
9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
14- Programa de ensino para jovens e adultos escola da juventude Ciecircncias da Natureza Matemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemica Editora Iacutecone Ltda Satildeo Paulo
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Imagem maisumtekofileswordpresscom
2009
Katia Regina Varela Roa-DE SUZANO
Gilson Silva ndashDE CAEIRAS
Leonardo Bassi Ubeda das Neves-DE SUZANO
Massuko Sawayama Warigoda-DE MOGI DAS
CRUZES
GEPEQ- USP CURSO DE FORMACcedilAtildeO
CONTINUADA DE PROFESSORES 2008 2009
28082009
PILHAS E BATERIAS USOS E DESCARTES X IMPACTOS AMBIENTAIS Caderno do aluno
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Situaccedilatildeo de aprendizagem 1- As pilhas e baterias que fazem parte do nosso lixo eletrocircnico podem ser prejudiciais ao ser humano
Por meio desta primeira situaccedilatildeo de aprendizagem vocecirc poderaacute reconhecer
que quando descartadas incorretamente pilhas e baterias podem prejudicar o meio
ambiente apesar de indispensaacutevel para o homem E tambeacutem pode comeccedilar a
refletir o porquecirc dessa questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil toneladas de lixo eletrocircnico
por hora dentro deste destacam-se pilhas e baterias Este lixo eacute jogado na
natureza provocando vaacuterios problemas ambientais Quais os problemas
ambientais que as pilhas e baterias provocam na natureza e como podemos
evitaacute-losrdquo
Atividade 1Refletindo sobre pilhas e baterias x impactos ambientais
1 O que vocecirc entende por pilhas E baterias
2 Elas satildeo imprescindiacuteveis na atualidade Onde
3 Existe alguma relaccedilatildeo entre pilha eletricidade e transformaccedilotildees quiacutemicas
4 Que tipo de material(is) vocecirc acha que eacute(satildeo) necessaacuterio(os) para se construir
uma pilha
5 Cite alguns problemas ambientais relacionados ao uso e descarte de pilhas e
baterias Qual deve ser sua postura em relaccedilatildeo a esses problemas
Atividade 2 Pilhas e Baterias x impactos ambientais
Leitura e Anaacutelise de textos
TEXTO 1 Descarte de pilhas e baterias eacute problema seacuterio para meio ambiente
O Brasil eacute o uacutenico paiacutes da Ameacuterica do Sul que regulamenta a fabricaccedilatildeo venda e destinaccedilatildeo final de pilhas e baterias Com a entrada da Resoluccedilatildeo 257 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama) que dispotildee sobre estes resiacuteduos em vigor desde junho de 2001 o Ibama passou a fiscalizar esses limites Ou pelo menos era o que deveria acontecer Em Cuiabaacute por exemplo o gerente do oacutergatildeo Hugo Scheuer declarou natildeo estar a par do assunto mas garantiu ser este seu proacuteximo objetivo por considerar o descarte destes resiacuteduos um problema de grande amplitude Mas enquanto isso o que fazer com pilhas e baterias principalmente as de celulares quando acabam Esta duacutevida eacute frequumlente em toda a populaccedilatildeo
Considerados toacutexicos o lanccedilamento desses resiacuteduos em lixotildees nas margens das estradas ou em terrenos baldios compromete a qualidade ambiental e de vida da populaccedilatildeo Os resiacuteduos pesados quando aterrados migram para partes mais profundas do solo Com isso podem atingir o lenccedilol freaacutetico contaminando a flora e a fauna das regiotildees proacuteximas e ainda causar doenccedilas que variam de lesotildees cerebrais a disfunccedilotildees renais e pulmonares passando por distuacuterbios visuais e
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anemia Segundo a Resoluccedilatildeo 257 os fabricantes e importadores satildeo os responsaacuteveis pelo recolhimento do material e sua destinaccedilatildeo final o que deve ser fiscalizado pelos oacutergatildeos puacuteblicos ambientais Mas em Cuiabaacute apesar do site do Ministeacuterio do Meio Ambiente indicar o endereccedilo de 28 postos nenhum deles efetua o recolhimento apenas duas empresas de celulares recolhem as baterias em seus postos de venda (Vivo e Americel) e a fiscalizaccedilatildeo do Ibama eacute inexistente A Resoluccedilatildeo estabelece que as pilhas e baterias apoacutes o seu esgotamento energeacutetico devem ser entregues pelos usuaacuterios aos estabelecimentos que as comercializam ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelas respectivas induacutestrias Estas por sua vez devem repassaacute-las aos fabricantes e importadores para que passem por procedimentos de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final ambientalmente adequada No artigo 13deg estaacute previsto que as pilhas e baterias que atenderem aos limites previstos no artigo 6deg podem ser dispostas juntamente com os resiacuteduos domiciliares em aterros sanitaacuterios licenciados Mas por falta de aterros licenciados a maior parte das baterias e pilhas usadas continuam tendo os lixotildees irregulares como destino significando um risco para o meio ambiente e para as pessoas Apenas 30 destes resiacuteduos satildeo reciclados No Brasil uma empresa chamada Suzaquim anuncia que deteacutem um processo de reciclagem de baterias
Dependendo do material de que satildeo constituiacutedas pilhas e baterias podem ser jogadas em lixo domeacutestico As pilhas secas composta por zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs as mais consumidas para uso domeacutestico tecircm em sua maioria operado nos limites estabelecidos pelo artigo 6deg da Resoluccedilatildeo 257 As baterias de telefone sem fio de filmadoras de celular ou outros tipos normalmente recarregaacuteveis devem ser devolvidas agraves lojas Os fabricantes estatildeo obrigados a informar nas embalagens a necessidade ou natildeo de devoluccedilatildeo
O Brasil produz cerca de 800 milhotildees de pilhas comuns por ano o que representa seis unidades por habitante Deve-se lembrar que uma uacutenica pilha contamina o solo durante 50 anos Circulam anualmente 10 milhotildees de baterias de celular 12 milhotildees de baterias automotivas e 200 mil baterias industriais Do total de pilhas e baterias consumidas no paiacutes quase 70 satildeo constituiacutedas principalmente por zinco e caacutedmio aproximadamente 30 por amocircnia e manganecircs Ao se desfazer de pilhas e baterias usadas em local inadequado pode-se contaminar o solo a aacutegua e o ar Atraveacutes da cadeia alimentar esse produto chega aos seres humanos causando doenccedilas que afetam o sistema nervoso central Todos satildeo considerados bioacumulativos - acumula-se no organismo ao longo do tempo
RECICLAVEISCOMBR
Texto 2 Metais pesados contaminam meio ambiente e oferecem riscos agrave
sauacutede puacuteblica
Estima-se que cada bateria ou pilha depositada de forma inadequada no meio
ambiente contamine uma aacuterea de um metro quadrado Entretanto o dano ambiental
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pode ser maior se a quantidade desses equipamentos jogados em lixotildees for muito
alta
A dissoluccedilatildeo de metais pesados depositados em aterros
sanitaacuterios improacuteprios pode contaminar lenccediloacuteis freaacuteticos e o
ambiente local Em aterros a dissoluccedilatildeo dos metais eacute mais faacutecil
devido agrave acidez da aacuterea Isso facilita a acumulaccedilatildeo de metais
pesados na cadeia alimentar atraveacutes da contaminaccedilatildeo de
animais e vegetais que podem causar a intoxicaccedilatildeo de seres humanos que venham
a consumir esses alimentos afetados Metais pesados como chumbo caacutedmio
mercuacuterio e seus compostos podem provocar graves doenccedilas neuroloacutegicas aleacutem de
afetar a condiccedilatildeo motora
Pilhas e baterias comuns (pequenas usadas em raacutedios por exemplo) podem
ser descartadas no lixo domeacutestico de acordo com a determinaccedilatildeo do Conama No
entanto a professora Andreacutea Bernardes do Departamento de Engenharia de
Materiais da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) avalia que esses
produtos que acabam sendo depositados em aterros sanitaacuterios soacute poderiam ser
descartados nestes locais se houvesse o tratamento adequado do chorume
(substacircncia liacutequida encontrada em lixotildees) O chorume contaminado com metais
pesados contaminaraacute tambeacutem a terra e os lenccediloacuteis freaacuteticos
Marcelo Furtado coordenador da aacuterea de substacircncias toacutexicas do
Greenpeace vecirc com bons olhos a determinaccedilatildeo do Conama A iniciativa serve
como incentivo para que as empresas passem a reduzir o uso de substacircncias
toacutexicas para evitar todo o processo de recolhimento de baterias e pilhas usadas
diz Ele lembra que a tendecircncia eacute que substacircncias reciclaacuteveis sejam usadas cada
vez mais para que a reutilizaccedilatildeo dos produtos seja constante
Danilo FantinelRedaccedilatildeo Terra
Questotildees para anaacutelise do texto
6 Cite algumas das questotildees ambientais relacionadas ao uso de pilhas e baterias Qual deve ser a postura da populaccedilatildeo em relaccedilatildeo a essas questotildees 7 Com base na legislaccedilatildeo apresentada explique como deve ser feito o descarte de pilhas e baterias Quais impecilhos poderatildeo dificultar o cumprimento da lei 8 Qual o destino que deve ser dado agraves pilhas que seratildeo descartadas Existem formas de reciclagem Quais 9 Considerando os impactos ambientais que podem ocorrer do descarte inadequado das pilhas e baterias qual a sua opiniatildeo sobre o uso delas Existe uma ideal Explique 10 Vocecirc acha que hoje eacute possiacutevel sobrevivermos sem o uso de pilhas e baterias
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Atividade 3 Trechos do filme WALL-E
Converse com o seu professor sobre o filme a ser assistido na escola caso natildeo seja possiacutevel assista o filme em casa para auxiliaacute-lo nessa atividade
Questotildees para sala de aula reflexatildeo dos assuntos abordados no filme
5 Sente-se um escravo da tecnologia atual ( especificamente aqueles que em curto espaccedilo de tempo geram lixo eletrocircnico tais como celular Ipod Iphone etc) 6 Ficou sensibilizado sobre a quantidade de lixo eletrocircnico que o homem produz 7 Haacute uma remota possibilidade de o Planeta ser recuperado 8 Qual a sua opiniatildeo sobre a mensagem que o filme Wall-E passa 9 Viacutedeo WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97
minutos) som e cor
Situaccedilatildeo de aprendizagem 2 - Que tipos de materiais existem em uma pilha que
a classifique como poluidora do meio ambiente
Apoacutes a visatildeo do que vocecirc teve do filme e discussatildeo de trechos que falam sobre
impactos ambientais provocados pelo mau descarte de pilhas e baterias vocecirc
imagina quais seriam os agentes contaminantes
Atividade 1 Experimento demonstrativo ndash Desmontagem de uma pilha
No inicio da aula entregue para o seu professor um desenho que demonstre os
componentes que estruturam uma pilha
Apoacutes o teacutermino da desmontagem faccedila um novo desenho colocando aquilo que vocecirc
observou Compare o primeiro com o segundo desenho e em poucas linhas
descreva o que mais lhe chamou a atenccedilatildeo
Atividade 2 Buscando orientaccedilotildees com o professor para trabalho de
pesquisa
Leve para sala de aula revistas jornaislivros e mateacuterias de internet trazendo
informaccedilotildees sobre pilha ecologicamente correta
Atividade 3 Reciclagem de pilhas
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Apoacutes a viacutedeoaula sobre a reciclagem de pilhas elabore um artigo de opiniatildeo sobre
a importacircncia da reciclagem de pilhas em favor do meio ambiente e a necessidade
de maiores investimentos nessa aacuterea Ao final entregue a seu professor
Atividade 4 Pesquisa em grupo Pilha ideal
A partir de uma preacutevia busca em revistas jornais livros e internet procure obter
informaccedilotildees sobre uma pilha ideal
Atividade 5 Escolha da Pilha ideal
Apresente o material para o professor e os seus colegas para que seja feita a
escolha da melhor ideia
Questotildees para anaacutelise das ideacuteias sobre pilha ideal
5 Eacute possiacutevel produzir energia eleacutetrica atraveacutes de uma transformaccedilatildeo quiacutemica
6 Explique o surgimento da energia eleacutetrica nas transformaccedilotildees quiacutemicas
7 Podemos montar uma pilha ecologicamente correta
8 O funcionamento de uma pilha soacute acontece atraveacutes de transformaccedilatildeo quiacutemica Explique
Situaccedilatildeo de aprendizagem 3- O lado cientiacutefico da Pilha
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem permitiraacute a vocecirc compreender melhor o
funcionamento de uma pilha( conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
) e a produccedilatildeo de novos materiais atraveacutes da eletrolise (conversatildeo natildeo espontacircnea
energia eleacutetrica em quiacutemica) com experimentos Para essa situaccedilatildeo eacute importante
que vocecirc observe e anote em seu caderno tudo que se alterou
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Atividade 1 O experimento da pilha do Daniel
Questotildees que podem auxiliaacute-lo durante a execuccedilatildeo do experimento
6 As placas mudaram de cor apoacutes serem mergulhadas na soluccedilatildeo Explique
7 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
8 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
9 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
7 Limpar as placas com palha de accedilo
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8 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 9 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 10 Interligar os dois potes com a ponte salina 11 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 12 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e
transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo
PauloEdusp 1998
Atividade 2 Anaacutelise sobre experimento
Questotildees sobre o experimento
9 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 10 Como a energia eleacutetrica foi obtida 11 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 12 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 13 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 14 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 15 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 16 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha
UM POUCO DE ELETROQUIMICA
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A eletroquiacutemica estuda o aproveitamento da transferecircncia de eleacutetrons entre
diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-
versa
Pilhas conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
Eletroacutelise conversatildeo natildeo espontacircnea de energia eleacutetrica em quiacutemica
A seguir estatildeo descritos alguns termos que apareceratildeo no estudo da eletroquiacutemica
ELETRODOS Satildeo assim chamadas as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com
a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica
AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
ENTRA na soluccedilatildeo
CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
DEIXA a soluccedilatildeo
d) ELETROacuteLITOS Satildeo assim chamadas todas as soluccedilotildees que CONDUZEM a
corrente eleacutetrica
e) IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na
soluccedilatildeo
AcircNODO Eletrodo do qual saem os eleacutetrons para o circuito externo da ceacutelula
CAacuteTODO Eletrodo no qual entram os eleacutetrons atraveacutes do circuito externo da ceacutelula
f) CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que
conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e
mergulhados num eletroacutelito
Resumindo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons ( diminuiccedilatildeo de Nox)
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons ( aumento de Nox)
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida (Nox aumenta)
Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz (Nox diminui)
O redutor reduz o oxidante
O oxidante oxida o redutor
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em
energia eleacutetrica
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Cada substacircncia possui uma maior ou menor tendecircncia de perder eleacutetrons
tendecircncia esta chamada de Potencial de Oxidaccedilatildeo Deste modo uma substacircncia X
que tenha um potencial de oxidaccedilatildeo maior que uma substacircncia Y iraacute perder seus
eleacutetrons gradativamente para esta substacircncia se as duas estiverem juntas
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do
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eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu++ Isso provocaraacute diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
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Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
Atividade 3 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o
experimento da pilha de Daniel
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas
dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os
relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em
eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e
conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em
sete itens principais
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Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve
comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos
resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo
do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos
objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser
esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram
utilizados no experimento
32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute
apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela
caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o
experimento
10 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a
profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno
Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos
pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
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Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento
e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na
redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os
objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem
de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed
Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo
de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO
BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro
ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2
ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte
das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos
ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos
Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o
aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Atividade 1 Montagem de um Mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias vocecirc poderaacute construir
o seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo em que vocecirc iraacute aplicar o que
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aprendeu preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo na entrada da
escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas
sobre o assunto estudado Orientado pelo seu professor vocecirc desenvolveraacute accedilotildees
sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre
o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente Poderaacute tambeacutem
compor muacutesicas sobre os assuntos abordados
Atividade 2 Montagem de um Portifolio
Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-
avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos
ao longo do bimestre de modo que venha justificar a questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil
toneladas de lixo eletrocircnico por hora dentro deste destacam-se pilhas e
baterias Este lixo eacute jogado na natureza provocando vaacuterios problemas
ambientais Quais os problemas ambientais que as pilhas e baterias provocam
na natureza e como podemos evitaacute-losrdquo citada no inicio do bimestre
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REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
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Introduccedilatildeo
Trabalhar eletroquiacutemica no segundo ano do ensino meacutedio sempre foi uma dificuldade devido agrave maneira como era apresentado o conteuacutedo (muito longo) e aleacutem disso natildeo muito agradaacutevel aos alunos Constatada a problemaacutetica um grupo de professores de quiacutemica que enfrenta essa situaccedilatildeo estaacute propondo uma forma diferenciada para desenvolver este assunto tatildeo complexo A ideia que os conhecimentos adquiridos pelos alunos possam ter significado no seu cotidiano A proposta do grupo eacute introduzir o conteuacutedo a partir de uma situaccedilatildeo problema e desenvolvecirc-lo ao longo de dezesseis aulas em uma unidade didaacutetica
A situaccedilatildeo problema proposta pelo grupo partindo de uma reportagem estaacute descrita da seguinte forma ldquoBrasil produz 4 mil toneladas de lixo eletrocircnico por hora dentro deste destacam-se pilhas e baterias Este lixo eacute jogado na natureza provocando vaacuterios problemas ambientais Quais os problemas ambientais que as pilhas e baterias provocam na natureza e como podemos evitaacute-losrdquo Pretendemos trabalhar essa unidade didaacutetica relacionando-a com a proposta curricular no que concerne a alguns conceitos que devem ser desenvolvidos durante o quarto bimestre da segunda seacuterie do ensino meacutedio Desse modo reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo ndash conceituaccedilatildeo e balanceamento de equaccedilotildees quiacutemicas aplicaccedilotildees das transformaccedilotildees quiacutemicas que ocorrem com o envolvimento eletricidade ndash pilhas e baterias ideias sobre estrutura da mateacuteria ndash estudo microscoacutepico dos processos de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo seacuterie de reatividade de metais e impactos ambientais relacionados ao descarte de pilhas e baterias evidenciam-se como conteuacutedos essenciais para a compreensatildeo do tema proposto Com o foco do estudo recaindo sobre as transformaccedilotildees quiacutemicas que ocorrem com o envolvimento de eletricidade suas aplicaccedilotildees tecnoloacutegicas e os aspectos ambientais atrelados a ela ao dar iniacutecio agraves atividades os alunos teratildeo como preacute-requisitos seus conhecimentos sobre usos cotidianos destes materiais
Iniciar-se-aacute o estudo com problematizaccedilatildeo temaacutetica e posteriormente leituras e discussotildees Ao longo do desenvolvimento da unidade didaacutetica o aluno seraacute levado a reconhecer a utilizaccedilatildeo das transformaccedilotildees quiacutemicas que envolvem energia eleacutetrica no sistema produtivo e na vida em sociedade Paralelamente em observaccedilotildees experimentais os alunos poderatildeo aplicar os modelos microscoacutepicos estudados anteriormente o que possibilitaraacute uma percepccedilatildeo de que podem ser utilizados para compreender as transformaccedilotildees que envolvem energia construindo-se assim o conceito de oxirreduccedilatildeo E tambeacutem ao longo do desenvolvimento desta unidade a etapa correspondente agrave montagem de uma pilha permitiraacute ao estudante perceber que existem transformaccedilotildees quiacutemicas que geram energia eleacutetrica
Por sua vez a interaccedilatildeo com a seacuterie de reatividade dos metais torna possiacutevel a compreensatildeo de que se pode prever se ocorreratildeo reaccedilotildees de oxirreduccedilatildeo quando satildeo feitas associaccedilotildees entre metais e soluccedilotildees de caacutetions metaacutelicos aleacutem da retomada do estudo de balanceamento de equaccedilotildees agora de oxirreduccedilatildeo
Por fim atividades que objetivam a conscientizaccedilatildeo sobre impactos ambientais associados ao uso e descarte destes dispositivos encerram os eixos a
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serem tomados como norte desta unidade As estrateacutegias propostas ao longo da unidade didaacutetica ndash leituras de textos observaccedilatildeo de viacutedeos pesquisas e debates realizaccedilatildeo e discussatildeo de experimentos produccedilatildeo de textos confecccedilatildeo de portfoacutelio e um mural ndash permitiratildeo desenvolver nos estudantes uma gama de habilidades e competecircncias tais como a compreensatildeo da importacircncia de pilhas e baterias para o sistema produtivo aleacutem do conhecimento de suas aplicaccedilotildees e impactos decorrentes da sua utilizaccedilatildeo a observaccedilatildeo coleta e interpretaccedilatildeo de dados experimentais a compreensatildeo de que transformaccedilotildees quiacutemicas podem conduzir corrente eleacutetrica e que esta pode ser gerada por meio de transformaccedilotildees quiacutemicas a aplicaccedilatildeo de modelos sobre a constituiccedilatildeo da mateacuteria para explicar o funcionamento das pilhas a compreensatildeo de que os metais e seus iacuteons possuem diferentes reatividades o que permitiraacute prever a ocorrecircncia ou natildeo de uma transformaccedilatildeo quiacutemica desta natureza a representaccedilatildeo de reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo aleacutem da reflexatildeo sobre a importacircncia da adoccedilatildeo de posturas conscientes com relaccedilatildeo ao consumo e descarte de pilhas e baterias
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AacuteREA DO CONHECIMENTO CIEcircNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS
ETAPA DA EDUCACcedilAtildeO BAacuteSICA ENSINO MEacuteDIO
SEacuteRIE 2ordf
PERIacuteODO LETIVO 4deg BIMESTRE
AULAS SEMANAIS 2
DISCIPLINAS QUE PODEM DESENVOLVER UM TRABALHO INTERDISCIPLINAR
Portuguecircs Matemaacutetica e Artes
OBJETIVOS
bull Compreender a importacircncia das pilhas e baterias para o sistema produtivo conhecendo suas aplicaccedilotildees e os impactos decorrentes da sua utilizaccedilatildeo
bull Observar coletar dados experimentais e interpretaacute-los
bull Compreender que transformaccedilotildees quiacutemicas podem produzir corrente eleacutetrica e que esta pode ser gerada por meio de transformaccedilotildees quiacutemicas
bull Aplicar modelos sobre a constituiccedilatildeo da mateacuteria para explicar o funcionamento das pilhas e dos processos de eletroacutelise
bull Compreender que os metais e seus iacuteons possuem diferentes reatividades e aplicar este conceito para prever a ocorrecircncia de transformaccedilotildees quiacutemicas
bull Representar transformaccedilotildees de oxirreduccedilatildeo
bull Refletir sobre a importacircncia da adoccedilatildeo de posturas conscientes com relaccedilatildeo ao consumo e descartes de pilhas e baterias
CONTEUacuteDO PROGRAMAacuteTICO
Aplicaccedilatildeo das transformaccedilotildees que ocorrem com o envolvimento de eletricidade pilhas e eletroacutelise
Reaccedilotildees de oxirreduccedilatildeo
Seacuterie de reatividade de metais
Impactos ambientais relacionados ao uso de pilhas baterias e processos de eletroacutelise
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APLICACcedilAtildeO DO CONHECIMENTO
Produccedilatildeo de mural informativoexplicativo sobre diferentes tipos de pilhas e baterias para conscientizar a comunidade escolar sobre arrecadaccedilatildeo coleta e destino de pilhas e baterias
A escola como ponto de coleta de lixo eletrocircnico ( pilhas e baterias ) para ser doado posteriormente a uma associaccedilatildeo apropriada
Prestaccedilatildeo de serviccedilo agrave comunidade onde o aluno estaacute inserido desenvolvendo nele a responsabilidade social e ambiental
Mobilizar a comunidade escolar promovendo accedilotildees ambientais
Produccedilatildeo de pilha de caraacuteter investigativo Estrateacutegias de Ensino
Coleta de ideacuteias preacutevias
Elaboraccedilatildeo de textos dos gecircneros artigo de opiniatildeo e resumo
Leitura e discussatildeo de textos
Anaacutelise de dados experimentais
Confecccedilatildeo de folders e mural
Elaboraccedilatildeo de mapa conceitual
Construccedilatildeo de um portfoacutelio
Recursos
Lousagiz e texto
Materiais para a realizaccedilatildeo de experimento
Materiais para a elaboraccedilatildeo de mural e propaganda
Aacuteudio visuais
Avaliaccedilatildeo
Participaccedilatildeo e envolvimento
Respostas agraves questotildees propostas
Situaccedilatildeo de aprendizagem 1- As pilhas e baterias que fazem parte do nosso lixo eletrocircnico podem ser prejudiciais ao ser humano
Por meio desta primeira situaccedilatildeo de aprendizagem os alunos poderatildeo reconhecer que quando descartadas incorretamente pilhas e baterias podem prejudicar o meio ambiente mas atualmente eacute indispensaacutevel para o homem
Conteuacutedo e temas a serem trabalhados nesta situaccedilatildeo impactos ambientais relacionados ao uso de pilhas e baterias
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Competecircncias e habilidades desenvolvimento da leitura e interpretaccedilatildeo de textos siacutentese e argumentaccedilatildeo consistentes necessaacuterias para responder a perguntas que acompanham os textos buscarselecionarorganizar e relacionar dados e informaccedilotildees apresentados em diferentes miacutedias e representados em diferentes formas para resolver o problema apresentado
Estrateacutegias discussotildees desencadeadas por perguntas leituras de texto seguidas de discussotildees pesquisas em revistas jornais internet e filmes
Recursos material escrito coacutepias de textos acompanhadas de perguntas filme e viacutedeos da internet
Avaliaccedilatildeo respostas dadas agraves questotildees e participaccedilatildeo nas aulas
Nuacutemero de aulas 3
Aula 1 Levantamento de ideias sobre uso e descarte de pilhas e baterias
O professor pode iniciar a atividade com o levantamento das ideias iniciais dos alunos pedindo que se sentem em grupos de quatro a seis alunos e respondam um questionaacuterio preacutevio sobre funcionamento uso e descartes de pilhas e baterias As respostas podem ser registradas por cada aluno no caderno ou guardadas pelo professor ateacute o final da aplicaccedilatildeo dessa unidade quando seratildeo retomadas e analisadas novamente pelos proacuteprios autores Esta anaacutelise pode servir como um dos instrumentos de avaliaccedilatildeo desta unidade
Questionaacuterio preacutevio 1 O que vocecirc entende por pilhas E baterias 2 Elas satildeo imprescindiacuteveis na atualidade Onde 3 Existe alguma relaccedilatildeo entre pilha eletricidade e transformaccedilotildees quiacutemicas 4 Que tipo de material(is) vocecirc acha que eacute(satildeo) necessaacuterio(os) para se construir uma pilha 5 Cite alguns problemas ambientais relacionados ao uso e descarte de pilhas e baterias Qual deve ser sua postura em relaccedilatildeo a esses problemas
Aula 2 Problematizaccedilatildeo inicial leitura e discussatildeo de textos jornaliacutesticos
Neste segundo momento o aluno eacute convidado a tomar conhecimento de informaccedilotildees contidas nos textos apresentados com isso teraacute oportunidade de criar seu proacuteprio texto a partir da interpretaccedilatildeo destes
O trabalho pode prosseguir com leitura e discussatildeo dos textos que informam sobre leis para descarte de pilhas e baterias contaminaccedilatildeo da biosfera por metais (presentes nas pilhas e baterias) soluccedilotildees para a diminuiccedilatildeo dos impactos ambientais Satildeo eles
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TEXTO 1 Descarte de pilhas e baterias eacute problema seacuterio para meio ambiente
O Brasil eacute o uacutenico paiacutes da Ameacuterica do Sul que regulamenta a fabricaccedilatildeo venda e destinaccedilatildeo final de pilhas e baterias Com a entrada da Resoluccedilatildeo 257 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama) que dispotildee sobre estes resiacuteduos em vigor desde junho de 2001 o Ibama passou a fiscalizar esses limites Ou pelo menos era o que deveria acontecer Em Cuiabaacute por exemplo o gerente do oacutergatildeo Hugo Scheuer declarou natildeo estar a par do assunto mas garantiu ser este seu proacuteximo objetivo por considerar o descarte destes resiacuteduos um problema de grande amplitude Mas enquanto isso o que fazer com pilhas e baterias principalmente as de celulares quando acabam Esta duacutevida eacute frequumlente em toda a populaccedilatildeo
Considerados toacutexicos o lanccedilamento desses resiacuteduos em lixotildees nas margens das estradas ou em terrenos baldios compromete a qualidade ambiental e de vida da populaccedilatildeo Os resiacuteduos pesados quando aterrados migram para partes mais profundas do solo Com isso podem atingir o lenccedilol freaacutetico contaminando a flora e a fauna das regiotildees proacuteximas e ainda causar doenccedilas que variam de lesotildees cerebrais a disfunccedilotildees renais e pulmonares passando por distuacuterbios visuais e anemia Segundo a Resoluccedilatildeo 257 os fabricantes e importadores satildeo os responsaacuteveis pelo recolhimento do material e sua destinaccedilatildeo final o que deve ser fiscalizado pelos oacutergatildeos puacuteblicos ambientais Mas em Cuiabaacute apesar do site do Ministeacuterio do Meio Ambiente indicar o endereccedilo de 28 postos nenhum deles efetua o recolhimento apenas duas empresas de celulares recolhem as baterias em seus postos de venda (Vivo e Americel) e a fiscalizaccedilatildeo do Ibama eacute inexistente A Resoluccedilatildeo estabelece que as pilhas e baterias apoacutes o seu esgotamento energeacutetico devem ser entregues pelos usuaacuterios aos estabelecimentos que as comercializam ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelas respectivas induacutestrias Estas por sua vez devem repassaacute-las aos fabricantes e importadores para que passem por procedimentos de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final ambientalmente adequada No artigo 13deg estaacute previsto que as pilhas e baterias que atenderem aos limites previstos no artigo 6deg podem ser dispostas juntamente com os resiacuteduos domiciliares em aterros sanitaacuterios licenciados Mas por falta de aterros licenciados a maior parte das baterias e pilhas usadas continuam tendo os lixotildees irregulares como destino significando um risco para o meio ambiente e para as pessoas Apenas 30 destes resiacuteduos satildeo reciclados No Brasil uma empresa chamada Suzaquim anuncia que deteacutem um processo de reciclagem de baterias
Dependendo do material de que satildeo constituiacutedas pilhas e baterias podem ser jogadas em lixo domeacutestico As pilhas secas composta por zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs as mais consumidas para uso domeacutestico tecircm em sua maioria operado nos limites estabelecidos pelo artigo 6deg da Resoluccedilatildeo 257 As baterias de telefone sem fio de filmadoras de celular ou outros tipos normalmente recarregaacuteveis devem ser devolvidas agraves lojas Os fabricantes estatildeo obrigados a informar nas embalagens a necessidade ou natildeo de devoluccedilatildeo
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O Brasil produz cerca de 800 milhotildees de pilhas comuns por ano o que representa seis unidades por habitante Deve-se lembrar que uma uacutenica pilha contamina o solo durante 50 anos Circulam anualmente 10 milhotildees de baterias de celular 12 milhotildees de baterias automotivas e 200 mil baterias industriais Do total de pilhas e baterias consumidas no paiacutes quase 70 satildeo constituiacutedas principalmente por zinco e caacutedmio aproximadamente 30 por amocircnia e manganecircs Ao se desfazer de pilhas e baterias usadas em local inadequado pode-se contaminar o solo a aacutegua e o ar Atraveacutes da cadeia alimentar esse produto chega aos seres humanos causando doenccedilas que afetam o sistema nervoso central Todos satildeo considerados bioacumulativos - acumula-se no organismo ao longo do tempo
RECICLAVEISCOMBR
TEXTO 2Pilhas e baterias usadas devem ser devolvidas a fabricantes
Embora seja de junho de 1999 a determinaccedilatildeo do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama) que prevecirc a devoluccedilatildeo de pilhas e baterias que contenham metais pesados aos fabricantes depois do fim de sua vida uacutetil ainda hoje essa medida natildeo eacute adotada com abrangecircncia Conforme a determinaccedilatildeo do Conama as empresas tecircm de reciclar ou dar uma destinaccedilatildeo final adequada (armazenar em local apropriado ou incinerar por exemplo) a esses materiais para evitar o risco de contaminaccedilatildeo ambiental e possiacuteveis danos agrave sauacutede puacuteblica
A medida atinge principalmente o setor industrial mas tambeacutem vale para os cidadatildeos comuns consumidores de pilhas e baterias geralmente usadas em automoacuteveis filmadoras telefones celular e barbeadores (veja na tabela abaixo os tipos de pilhas e baterias suas composiccedilotildees e finalidades)
Conforme a Resoluccedilatildeo 25799 do Conama as empresas que desobedecerem agrave norma de recolhimento dos produtos poderatildeo ser enquadradas na Lei de Crimes Ambientais Jaacute os consumidores tecircm papel fundamental no processo de recolhimento de baterias principalmente as usadas em celulares conforme Cleusa de Morais Gomes assessora teacutecnica da Secretaria de Qualidade Ambiental nos Assentamentos Humanos (SQA)
Cleusa lembra que ao inveacutes de ser jogado no lixo o material deve ser devolvido agrave rede autorizada dos fabricantes que satildeo obrigados a instalar um posto de recolhimento junto aos pontos de vendas de celulares ou nos serviccedilos teacutecnicos de conserto A cooperaccedilatildeo dos consumidores eacute essencial para que os fabricantes possam recolher as baterias usadas
Devem ser devolvidas ao fabricante ou importador
Tipo Bateria de Chumbo Aacutecido Aplicaccedilatildeo Induacutestrias automoacuteveis filmadoras
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Tipo Pilhas e baterias de niacutequel caacutedmio Aplicaccedilatildeo Telefone celular telefone sem fio barbeador e outros aparelhos que usam pilhas e baterias recarregaacuteveis
Tipo Pilhas e baterias de oacutexido de mercuacuterio Aplicaccedilatildeo Instrumentos de navegaccedilatildeo e aparelhos de instrumentaccedilatildeo e controle
Podem ser descartadas no lixo comum
Tipo Comuns e alcalinas com ZincoManganecircs e AlcalinaManganecircs Aplicaccedilatildeo Brinquedos lanterna raacutedio controle remoto raacutedio-reloacutegio equipamento fotograacutefico pager walkman
Jornal On line terra
Metais pesados contaminam meio ambiente e oferecem riscos agrave saude puacuteblica
Estima-se que cada bateria ou pilha depositada de forma inadequada no meio ambiente contamine uma aacuterea de um metro quadrado Entretanto o dano ambiental pode ser maior se a quantidade desses equipamentos jogados em lixotildees for muito alta
A dissoluccedilatildeo de metais pesados depositados em aterros sanitaacuterios improacuteprios pode contaminar lenccediloacuteis freaacuteticos e o ambiente local Em aterros a dissoluccedilatildeo dos metais eacute mais faacutecil devido agrave acidez da aacuterea Isso facilita a acumulaccedilatildeo de metais pesados na cadeia alimentar atraveacutes da contaminaccedilatildeo de animais e vegetais que podem causar a intoxicaccedilatildeo de seres humanos que venham a consumir esses alimentos afetados Metais pesados como chumbo caacutedmio mercuacuterio e seus compostos podem provocar graves doenccedilas neuroloacutegicas aleacutem de afetar a condiccedilatildeo motora
Pilhas e baterias comuns (pequenas usadas em raacutedios por exemplo) podem ser descartadas no lixo domeacutestico de acordo com a determinaccedilatildeo do Conama No entanto a professora Andreacutea Bernardes do Departamento de Engenharia de Materiais da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) avalia que esses produtos que acabam sendo depositados em aterros sanitaacuterios soacute poderiam ser descartados nestes locais se houvesse o tratamento adequado do chorume (substacircncia liacutequida encontrada em lixotildees) O chorume contaminado com metais pesados contaminaraacute tambeacutem a terra e os lenccediloacuteis freaacuteticos
Marcelo Furtado coordenador da aacuterea de substacircncias toacutexicas do Greenpeace vecirc com bons olhos a determinaccedilatildeo do Conama A iniciativa serve como incentivo para que as empresas passem a reduzir o uso de substacircncias toacutexicas para evitar todo o processo de recolhimento de baterias e pilhas usadas
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diz Ele lembra que a tendecircncia eacute que substacircncias reciclaacuteveis sejam usadas cada vez mais para que a reutilizaccedilatildeo dos produtos seja constante
Danilo FantinelRedaccedilatildeo Terra
TEXTO 3Resoluccedilatildeo Nordm 257 de 30 de junho de 1999 Pilhas e baterias usadas
O Conselho Nacional do Meio Ambiente - Conama no uso das atribuiccedilotildees e competecircncias que lhe satildeo conferidas pela Lei no 6938 de 31 de agosto de 1981 e pelo Decreto no 99274 de 6 de junho de 1990 e conforme o disposto em seu Regimento Interno e Considerando os impactos negativos causados ao meio ambiente pelo descarte inadequado de pilhas e baterias usadas Considerando a necessidade de se disciplinar o descarte e o gerenciamento ambientalmente adequado de pilhas e baterias usadas no que tange agrave coleta reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final Considerando que tais resiacuteduos aleacutem de continuarem sem destinaccedilatildeo adequada e contaminando o ambiente necessitam por suas especificidades de procedimentos especiais ou diferenciados resolve Art 1o As pilhas e baterias que contenham em suas composiccedilotildees chumbo caacutedmio mercuacuterio e seus compostos necessaacuterias ao funcionamento de quaisquer tipos de aparelhos veiacuteculos ou sistemas moacuteveis ou fixos bem como os produtos eletro-eletrocircnicos que as contenham integradas em sua estrutura de forma natildeo substituiacutevel apoacutes seu esgotamento energeacutetico seratildeo entregues pelos usuaacuterios aos estabelecimentos que as comercializam ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelas respectivas induacutestrias para repasse aos fabricantes ou importadores para que estes adotem diretamente ou por meio de terceiros os procedimentos de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final ambientalmente adequada Paraacutegrafo Uacutenico As baterias industriais constituiacutedas de chumbo caacutedmio e seus compostos destinadas a telecomunicaccedilotildees usinas eleacutetricas sistemas ininterruptos de fornecimento de energia alarme seguranccedila movimentaccedilatildeo de cargas ou pessoas partida de motores diesel e uso geral industrial apoacutes seu esgotamento energeacutetico deveratildeo ser entregues pelo usuaacuterio ao fabricante ou ao importador ou ao distribuidor da bateria observado o mesmo sistema quiacutemico para os procedimentos referidos no caput deste artigo Art 2o Para os fins do disposto nesta Resoluccedilatildeo considera-se I - bateria conjunto de pilhas ou acumuladores recarregaacuteveis interligados convenientemente(NBR 703987) II - pilha gerador eletroquiacutemico de energia eleacutetrica mediante conversatildeo geralmente irreversiacutevel de energia quiacutemica(NBR 703987) III - acumulador chumbondashaacutecido acumulador no qual o material ativo das placas positivas eacute constituiacutedo por compostos de chumbo e os das placas negativas essencialmente por chumbo sendo o eletroacutelito uma soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico (NBR 703987) IV - acumulador (eleacutetrico) dispositivo eletroquiacutemico constituiacutedo de um elemento eletroacutelito e caixa que armazena sob forma de energia quiacutemica a energia eleacutetrica que lhe seja fornecida e que a restitui quando ligado a um circuito consumidor(NBR 703987) V - baterias industriais satildeo consideradas baterias de aplicaccedilatildeo industrial aquelas que se destinam a aplicaccedilotildees estacionaacuterias tais como telecomunicaccedilotildees usinas eleacutetricas sistemas ininterruptos de fornecimento de energia alarme e seguranccedila uso geral industrial e para partidas de motores diesel ou ainda tracionaacuterias tais como as utilizadas para movimentaccedilatildeo de cargas ou pessoas e carros eleacutetricos VI - baterias veiculares satildeo consideradas baterias de aplicaccedilatildeo veicular aquelas utilizadas para partidas de sistemas propulsores eou
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como principal fonte de energia em veiacuteculos automotores de locomoccedilatildeo em meio terrestre aquaacutetico e aeacutereo inclusive de tratores equipamentos de construccedilatildeo cadeiras de roda e assemelhados VII - pilhas e baterias portaacuteteis satildeo consideradas pilhas e baterias portaacuteteis aquelas utilizadas em telefonia e equipamentos eletro-eletrocircnicos tais como jogos brinquedos ferramentas eleacutetricas portaacuteteis informaacutetica lanternas equipamentos fotograacuteficos raacutedios aparelhos de som reloacutegios agendas eletrocircnicas barbeadores instrumentos de mediccedilatildeo de afericcedilatildeo equipamentos meacutedicos e outros VIII - pilhas e baterias de aplicaccedilatildeo especial satildeo consideradas pilhas e baterias de aplicaccedilatildeo especial aquelas utilizadas em aplicaccedilotildees especiacuteficas de caraacuteter cientiacutefico meacutedico ou militar e aquelas que sejam parte integrante de circuitos eletro-eletrocircnicos para exercer funccedilotildees que requeiram energia eleacutetrica ininterrupta em caso de fonte de energia primaacuteria sofrer alguma falha ou flutuaccedilatildeo momentacircnea Art 3o Os estabelecimentos que comercializam os produtos descritos no art1o bem como a rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelos fabricantes e importadores desses produtos ficam obrigados a aceitar dos usuaacuterios a devoluccedilatildeo das unidades usadas cujas caracteriacutesticas sejam similares agravequelas comercializadas com vistas aos procedimentos referidos no art 1o Art 4o As pilhas e baterias recebidas na forma do artigo anterior seratildeo acondicionadas adequadamente e armazenadas de forma segregada obedecidas as normas ambientais e de sauacutede puacuteblica pertinentes bem como as recomendaccedilotildees definidas pelos fabricantes ou importadores ateacute o seu repasse a estes uacuteltimos Art 5o A partir de 1o de janeiro de 2000 a fabricaccedilatildeo importaccedilatildeo e comercializaccedilatildeo de pilhas e baterias deveratildeo atender aos limites estabelecidos a seguir I - com ateacute 0025 em peso de mercuacuterio quando forem do tipo zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs II - com ateacute 0025 em peso de caacutedmio quando forem do tipo zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs III - com ateacute 0400 em peso de chumbo quando forem do tipo zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs IV - com ateacute 25 mg de mercuacuterio por elemento quando forem do tipo pilhas miniaturas e botatildeo Art 6o A partir de 1o de janeiro de 2001 a fabricaccedilatildeo importaccedilatildeo e comercializaccedilatildeo de pilhas e baterias deveratildeo atender aos limites estabelecidos a seguir I - com ateacute 0010 em peso de mercuacuterio quando forem do tipo zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs II - com ateacute 0015 em peso de caacutedmio quando forem dos tipos alcalina-manganecircs e zinco-manganecircs III - com ateacute 0200 em peso de chumbo quando forem dos tipos alcalina-manganecircs e zinco-manganecircs Art 7o Os fabricantes dos produtos abrangidos por esta Resoluccedilatildeo deveratildeo conduzir estudos para substituir as substacircncias toacutexicas potencialmente perigosas neles contidas ou reduzir o teor das mesmas ateacute os valores mais baixos viaacuteveis tecnologicamente Art 8o Ficam proibidas as seguintes formas de destinaccedilatildeo final de pilhas e baterias usadas de quaisquer tipos ou caracteriacutesticas I - lanccedilamento in natura a ceacuteu aberto tanto em aacutereas urbanas como rurais II - queima a ceacuteu aberto ou em recipientes instalaccedilotildees ou equipamentos natildeo adequados conforme legislaccedilatildeo vigente III - lanccedilamento em corpos daacutegua praias manguezais terrenos baldios poccedilos ou cacimbas cavidades subterracircneas em redes de drenagem de aacuteguas pluviais esgotos eletricidade ou telefone mesmo que abandonadas ou em aacutereas sujeitas agrave inundaccedilatildeo Art 9o No prazo de um ano a partir da data de vigecircncia desta resoluccedilatildeo nas mateacuterias publicitaacuterias e nas embalagens ou produtos descritos no art 1o deveratildeo constar de forma visiacutevel as advertecircncias sobre os riscos agrave sauacutede humana e ao meio ambiente bem como a necessidade de apoacutes seu uso serem devolvidos aos revendedores ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada para
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repasse aos fabricantes ou importadores Art 10 Os fabricantes devem proceder gestotildees no sentido de que a incorporaccedilatildeo de pilhas e baterias em determinados aparelhos somente seja efetivada na condiccedilatildeo de poderem ser facilmente substituiacutedas pelos consumidores apoacutes sua utilizaccedilatildeo possibilitando o seu descarte independentemente dos aparelhos Art 11 Os fabricantes os importadores a rede autorizada de assistecircncia teacutecnica e os comerciantes de pilhas e baterias descritas no art 1o ficam obrigados a no prazo de doze meses contados a partir da vigecircncia desta resoluccedilatildeo implantar os mecanismos operacionais para a coleta transporte e armazenamento Art 12 Os fabricantes e os importadores de pilhas e baterias descritas no art 1o ficam obrigados a no prazo de vinte e quatro meses contados a partir da vigecircncia desta Resoluccedilatildeo implantar os sistemas de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final obedecida a legislaccedilatildeo em vigor Art 13 As pilhas e baterias que atenderem aos limites previstos no artigo 6o poderatildeo ser dispostas juntamente com os resiacuteduos domiciliares em aterros sanitaacuterios licenciados Paraacutegrafo Uacutenico Os fabricantes e importadores deveratildeo identificar os produtos descritos no caput deste artigo mediante a aposiccedilatildeo nas embalagens e quando couber nos produtos de siacutembolo que permita ao usuaacuterio distinguiacute-los dos demais tipos de pilhas e baterias comercializados Art 14 A reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou a disposiccedilatildeo final das pilhas e baterias abrangidas por esta resoluccedilatildeo realizadas diretamente pelo fabricante ou por terceiros deveratildeo ser processadas de forma tecnicamente segura e adequada com vistas a evitar riscos agrave sauacutede humana e ao meio ambiente principalmente no que tange ao manuseio dos resiacuteduos pelos seres humanos filtragem do ar tratamento de efluentes e cuidados com o solo observadas as normas ambientais especialmente no que se refere ao licenciamento da atividade Paraacutegrafo Uacutenico Na impossibilidade de reutilizaccedilatildeo ou reciclagem das pilhas e baterias descritas no art 1o a destinaccedilatildeo final por destruiccedilatildeo teacutermica deveraacute obedecer as condiccedilotildees teacutecnicas previstas na NBR - 11175 - Incineraccedilatildeo de Resiacuteduos Soacutelidos Perigosos - e os padrotildees de qualidade do ar estabelecidos pela Resoluccedilatildeo Conama no 03 de 28 de junho de l990 Art 15 Compete aos oacutergatildeos integrantes do SISNAMA dentro do limite de suas competecircncias a fiscalizaccedilatildeo relativa ao cumprimento das disposiccedilotildees desta resoluccedilatildeo Art 16 O natildeo cumprimento das obrigaccedilotildees previstas nesta Resoluccedilatildeo sujeitaraacute os infratores agraves penalidades previstas nas Leis no 6938 de 31 de agosto de 1981 e no 9605 de 12 de fevereiro de 1998 Art 17 Esta Resoluccedilatildeo entra em vigor na data de sua publicaccedilatildeo
Publicado em 18-09-2008
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TEXTO 4 Pilhas e baterias podem ter primeiro avanccedilo significativo em 200 anos Redaccedilatildeo do Site Inovaccedilatildeo Tecnoloacutegica 15022006
Dois grupos de pesquisadores trabalhando isoladamente anunciaram quase ao mesmo tempo a descoberta do que poderaacute se tornar o mais importante avanccedilo nas baterias desde a sua invenccedilatildeo haacute mais de 200 anos Aleacutem dos aparelhos portaacuteteis uma infinidade de aplicaccedilotildees utiliza as baterias como fonte de energia de sistemas de no-breaks ateacute veiacuteculos hiacutebridos Mas sua tecnologia natildeo sofreu nenhum avanccedilo radical nos uacuteltimos anos
Cientistas dos Laboratoacuterios Bell e da empresa mPhase relataram a construccedilatildeo de um protoacutetipo de bateria inteligente a partir de materiais nanoscoacutepicos capaz de fornecer energia natildeo de forma contiacutenua como as pilhas e baterias tradicionais mas apenas quando essa energia for necessaacuteria
O protoacutetipo ainda eacute pequeno produzindo energia suficiente para alimentar um LED Mas os cientistas estatildeo entusiasmados com seu potencial
A nova bateria eacute a demonstraccedilatildeo praacutetica de uma descoberta feita pelos mesmos pesquisadores de que um eletroacutelito permanece sobre superfiacutecies nanoestruturadas ateacute ser estimulado a fluir Esse estiacutemulo eacute o gatilho para que a nova bateria comece a produzir eletricidade
Esse comportamento inteligente poderaacute permitir a ativaccedilatildeo das baterias quando necessaacuterio aumentando enormemente sua vida uacutetil
Ultracapacitores
Jaacute os pesquisadores Joel E Schindall John G Kassakian e Riccardo Signorelli do MIT Estados Unidos utilizaram membranas criadas com nanotubos de carbono para aprimorar um outro tipo de dispositivo de armazenagem de energia chamado ultracapacitor Com a melhoria o novo componente poderaacute vir a substituir as atuais pilhas e baterias
Os capacitores armazenam energia como um campo eleacutetrico o que os torna mais eficientes do que as baterias tradicionais que retiram sua energia de reaccedilotildees quiacutemicas Jaacute os ultracapacitores satildeo ceacutelulas de armazenamento funcionando no mesmo princiacutepio dos capacitores mas capazes de fornecer quantidades enormes de energia instantaneamente Eles jaacute satildeo utilizados em veiacuteculos experimentais principalmente aqueles movidos por ceacutelulas a combustiacutevel
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Ateacute agora poreacutem os ultracapacitores necessitavam ser muito maiores do que as baterias para fornecer a mesma quantidade de energia Os cientistas resolveram o problema lidando com os campos eleacutetricos em niacutevel atocircmico Eles utilizaram uma membrana construiacuteda com nanotubos de carbono alinhados verticalmente
A capacidade de armazenamento de um ultracapacitor depende da aacuterea superficial de seus eletrodos Atualmente esses eletrodos satildeo feitos de carbono ativado um material extremamente poroso o que se traduz em uma enorme aacuterea superficial Mas seus poros satildeo irregulares o que significa que essa aacuterea natildeo eacute tatildeo grande quanto poderia ser reduzindo a eficiecircncia do ultracapacitor
Jaacute os nanotubos de carbono tecircm um desenho perfeitamente regular aleacutem de possuir diacircmetros de apenas alguns poucos aacutetomos A membrana construiacuteda com eles apresenta uma aacuterea superficial muito maior o que se traduz em uma eficiecircncia incomparaacutevel no armazenamento de energia
Os cientistas afirmam jaacute deter a tecnologia para a fabricaccedilatildeo das membranas de nanotubos de carbono em qualquer formato o que poderaacute facilitar a fabricaccedilatildeo de ultracapacitores nos formatos das pilhas e baterias tradicionalmente utilizados em aparelhos eletrocircnicos
Questotildees desencadeadoras para discussatildeo dos textos
1 Cite algumas das questotildees ambientais relacionadas ao uso de pilhas e baterias Qual deve ser a postura da populaccedilatildeo em relaccedilatildeo a essas questotildees 2 Com base na legislaccedilatildeo apresentada explique como deve ser feito o descarte de pilhas e baterias Quais impecilhos poderatildeo dificultar o cumprimento da lei 3 Qual o destino que deve ser dado agraves pilhas que seratildeo descartadas Existem formas de reciclagem Quais 4 Considerando os impactos ambientais que podem ocorrer do descarte inadequado das pilhas e baterias qual a sua opiniatildeo sobre o uso delas Existe uma ideal Explique 5 Vocecirc acha que hoje eacute possiacutevel sobrevivermos sem o uso de pilhas e baterias
Aula 3 viacutedeo aulas de conscientizaccedilatildeo sobre descarte de pilhas
Nessa aula pode-se discutir com os alunos os problemas ambientais causados pelo descarte inadequado de pilhas e com isso incentivar o nosso aluno a uma nova mudanccedila de atitude em relaccedilatildeo ao meio ambiente e tomada de posiccedilatildeo ecologicamente correta Como sugestatildeo estatildeo um desenho animado e uma reportagem que podem ser abordadas com questotildees orais e escrita sobre a preocupaccedilatildeo com o descarte das pilhas e seus efeitos Pode-se pedir tambeacutem que elaborem textos do gecircnero artigo de opiniatildeo sobre o assunto em questatildeo (Sugere-se que os alunos assistam o filme WALL-E em casa e tragam seus pontos de vista para debate posterior em salaOutra maneira de trabalhar com esse tipo de recurso visual seria uma preacutevia ediccedilatildeo dos filmes indicados onde o professor selecionaria as cenas com a intenccedilatildeo de promover debates em sala )
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Questotildees para discussatildeo das miacutedias apresentadasque tambeacutem podem ser ferramentas para um debate
1 Sente-se um escravo da tecnologia atual ( especificamente aqueles que em curto espaccedilo de tempo geram lixo eletrocircnico tais como celular Ipod Iphone etc) 2 Ficou sensibilizado sobre a quantidade de lixo eletrocircnico que o homem produz 3 Haacute uma remota possibilidade de o Planeta ser recuperado 4 Qual a sua opiniatildeo sobre a mensagem que o filme Wall-E passa
Viacutedeo 1 IMPACTOS AMBIENTAIS Desenho animado sobre educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambiental retirado do site WWWyoutubecombr (1min e 45 segundos)
Viacutedeo 2 RECICLAGEM DE PILHAS Cidades e soluccedilotildees Globo News retirado do site WWWyoutubecombr (22 min e 35 segundos)
Viacutedeo 3WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
AVALIACcedilAtildeO DA UNIDADE
Ao final do estudo desta situaccedilatildeo de aprendizagem espera-se que o nosso educando tome uma posiccedilatildeo ecologicamente correta sabendo dos males que um descarte inadequado de pilhas e baterias possa causar ao meio ambiente
Situaccedilatildeo de aprendizagem 2 - Que tipos de materiais existem em uma pilha que a classifique como poluidora do meio ambiente
A partir de um experimento investigativo o nosso educando eacute instigado a pensar refletir sobre os componentes presentes em uma pilha e o principio de funcionamento desta Nesta situaccedilatildeo de aprendizagem os alunos seratildeo estimulados a dar explicaccedilotildees para as observaccedilotildees feitas e aplicaratildeo os conhecimentos que jaacute possuem sobre pilhas e baterias adquiridos na situaccedilatildeo anterior e atraveacutes de pesquisas posteriores ao experimento investigativo os alunos teratildeo contato com diversas fontes de pesquisa faratildeo anaacutelise das informaccedilotildees nelas contidas com o estabelecimento de relaccedilotildees entre elas para a elaboraccedilatildeo de conclusotildees Este processo estimula uma reflexatildeo efetiva dos alunos favorecendo uma aprendizagem mais significativa
Conteuacutedos e temas pilhas e aplicaccedilotildees das transformaccedilotildees que ocorrem com o envolvimento de eletricidade
Competecircncias e a habilidades avaliar a composiccedilatildeo das pilhas e o impacto que poderatildeo causar quando descartadas inadequadamente elencar impactos causados pelo uso industrial dos processos de eletroacutelise e discussotildees sobre a viabilidade do uso de diferentes fontes de energia
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Estrateacutegias leitura e discussotildees de textos debates realizaccedilatildeo de pesquisas e anaacutelise de resultados experimentais
Recursos livros didaacuteticos paradidaacuteticos perioacutedicos pesquisa na internet materiais para experimento
Nuacutemero de aulas 5
AULA 1 EXPERIMENTO INVESTIGATIVO Quais componentes estatildeo presentes em uma Pilha
Devido a toxidade presente nos componentes da pilha (chapa de accedilozincobastatildeo de carbonodioacutexido de manganecircs e cloretos de zinco e amocircnio) sugere-se um experimento de natureza demonstrativa tais como desmontar uma pilha passo a passo conforme figuras abaixo e tambeacutem pesquisar viacutedeos no youtube sobre desmontagem de pilhas ou pode produzir uma filmagem da desmontagem da pilha uma vez que a ideia eacute preservar o meio ambiente Entatildeo os viacutedeos satildeo uma ideia aceitaacutevel
A ideacuteia de trabalhar esse experimento eacute demonstrar para o aluno os componentes de uma pilha o aluno durante o experimento deve ser questionado a todo tempo sobre os materiais existentes em uma pilha e o que pode prejudicar o meio ambiente apoacutes o descarte
Sugestotildees de questotildees para os alunos
1 Quais os componentes presentes em uma pilha
2 Quantos materiais perigosos podem conter uma pilhaExplique por que esses materiais satildeo perigosos
3 Seraacute que os materiais de uma pilha podem ter alguma utilidade ao ser humano
Outra sugestatildeo eacute pedir para o aluno fazer um desenho da pilhas antes e depois do experimento
ROTEIRO EXPERIMENTAL DESMONTAGEM DE PILHA
OBJETIVO Mostrar a constituiccedilatildeo quiacutemica de uma pilha e obter a partir dela alguns reagentes aproveitaacuteveis em aulas praacuteticas de laboratoacuterio
MATERIAL
1 pilha comum
Canivete
Chave de fenda
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Alicate
Funil plaacutestico
Filtro de papel
Bico de bunsen ou lamparina com aacutelcool
Beacutequer (pyrex)
Tripeacute
Tela de amianto
Espaacutetula (ou palito de sorvete)
Baqueta de vidro
Erlenmeyer
REAGENTES
Aacutegua destilada
PROCEDIMENTO
1 Com auxilio de um canivete abrir a pilha ao longo da emendaretirando a proteccedilatildeo de accedilo
2 Desenrolar bem a chapa obtida
3 Retirar o papelatildeo ou plaacutestico que se encontra abaixo da chapa de accedilo
4 O zinco eacute a camada que vem logo a seguir devendo ser retirado lavado com aacutegua e detergente colocando-o para secar
5 Finalmente retirar o bastatildeo preto e central da pilha (bastatildeo de carbono)lavando-o igualmente com aacutegua e detergente e transferir o resto do conteuacutedo da pilha para um beacutequer ou um copo de vidro
6 Acrescentar agrave esta mistura aproximadamente 50 ml de aacutegua e agitar bem
7 Filtrar a misturarecolhendo o filtrado em um erlenmeyere em seguidaabrir o papel de filtro com resiacuteduo para deixaacute-lo secar
8 Depois de secoguarde o poacute preto obtido (dioacutexido de manganecircs)em um frasco rotulado
9 Aquecer o filtrado com o auxilio do bico de bunsen (ou lamparina )ateacute toda a aacutegua evaporar
10 Depois de filtrarguardar os cristais em um frasco devidamente rotulado
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O filtrado conteacutem a misturas de cloretos de zinco e amocircnio ambos soluacuteveis em aacutegua
Observaccedilatildeo O invoacutelucro de accedilo pode ser usado como cadinho para uma secagem raacutepida e de pequenas quantidades de dioacutexido de manganecircs obtido
BIBLIOGRAFIA BRAATHENPCet AL Curso de treinamento de professores de segundo grau- Moacutedulo de QuiacutemicaViccedilosaMGUniversidade Federal de Viccedilosa1989
A seguir sequumlecircncia de fotos da desmontagem de uma pilha
Figura 1-pilha antes da desmontagem
Figura 2-passo1 retirada do invoacutelucro
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Figura 3-passo 2 retirada da camada de papelatildeo
Figura 4-passo 3 retirada da parte superior
Figura 5-passo 4 retirada do bastatildeo de carbono
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Figura 6- passo 5 retirada do poacute preto de dioacutexido de manganecircs
Figura 7 passo 6 visualizaccedilatildeo do interior da pilha
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Figura 8-passo 7 visualizaccedilatildeo de todos os componentes presentes em uma pilha
Para colaborar na avaliaccedilatildeo dessa aula investigativa e demonstrativa o ideal seria que o professor retomasse as questotildees que foram aplicadas no inicio da aula
AULA 2 Pilhas e baterias conceituaccedilatildeo a partir de pesquisas em livros didaacuteticos paradidaacuteticos internet e revistas especializadas
Com intuito de melhorar o conhecimento cientiacutefico dos alunos pode-se orientaacute-los para realizarem uma pesquisa literaacuteria sobre o que vem a ser pilha e bateria e os possiacuteveis problemas ambientais causados pelos usos e descarte inadequados destes Esta pesquisa pode ser realizada em grupo ou individualmente em sala ou extraclasse (a criteacuterio do professor) O objetivo da pesquisa eacute que os alunos com o auxilio do professor durante a aula aprenda transpor a linguagem da ciecircncia comum para a linguagem cientiacutefica compreendendo termos teacutecnicos especiacuteficos da Quiacutemica para opinar e atuar como cidadatildeo ou profissional num futuro proacuteximo de forma eacutetica
AULA 3 Visita virtual a uma induacutestria de reciclagem
Apoacutes discussotildees introdutoacuterias feitas na situaccedilatildeo de aprendizagem anterior pode-se fazer uma visita virtual no site do youtube onde poderatildeo assistir a um filme ( 5 minutos de duraccedilatildeo) da empresa de reciclagem de pilhas SUZAQUIM tem-se a possibilidade de se observar um processo quiacutemico de reciclagem de pilhas e baterias ( a visita fiacutesica eacute praticamente impossiacutevel de se realizar devido ao ambiente ser improacuteprio para essa finalidade) Finaliza-se essa primeira etapa do processo de aprendizagem pedindo aos alunos um relatoacuterio na forma de artigo de
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opiniatildeo sobre a importacircncia da reciclagem de pilhas em favor do meio ambiente e a necessidade de maiores investimentos nessa aacuterea
AULA 4 Modelo de pilha ideal
Considerando que agrave essa altura os nossos alunos jaacute tenham conhecimento sobre descarte de pilhas e baterias podemos inicializar a segunda etapa da unidade didaacutetica propondo que criem um modelo ideal de pilha (que impacte minimamente o meio ambiente) Essa atividade pode ser realizada em grupo os alunos teratildeo como material base informaccedilotildees jaacute trabalhadas anteriormente
Pode-se sugerir temas como
Pilhas recarregaacuteveis
Fontes de energias alternativas
Utilizaccedilatildeo de metais natildeo agressivos ao meio ambiente ou novos processos de eletroacutelise
Professor e alunos levaratildeo agrave sala de aula livros didaacuteticos paradidaacuteticos perioacutedicos e materiais da internet para consulta e realizaccedilatildeo da atividade propostaOs alunos seratildeo orientados pelo professor para em grupo montarem um modelo ideal de pilha que poderaacute ser apresentada na aula seguinte em forma de seminaacuterio experimento demonstrativo slides ou filmagens
Observaccedilatildeo para facilitar o trabalho o professor pode pedir aos alunos que usem os recursos mencionados acima para confecccedilatildeo do material a ser apresentado extraclasse
AULA 5 Modelos de pilhas produzidos apresentaccedilatildeo
Nesta aula o objetivo eacute que os alunos apresentem o seu modelo ideal de pilha escolhidos e idealizados na aula anterior e produzidos extraclasse Natildeo resta a menor duacutevida que seraacute um facilitador para o aprofundamento dos conteuacutedos gerais e especiacuteficos desta unidade didaacutetica Para que isso aconteccedila pode-se desencadear uma discussatildeo e um acordo coletivo para escolha da melhor pilha apresentada para que a haja compreensatildeo do processo de transformaccedilatildeo de energia quiacutemica em eleacutetrica
Para finalizar esta situaccedilatildeo de aprendizagem podemos avaliar os nossos alunos propondo as questotildees abaixo sugere-se que sejam realizadas individualmente pelos alunos pois somente desta maneira o professor poderaacute diagnosticar se houve o aprendizado real e significativo
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Questotildees sugeridas
1 Eacute possiacutevel produzir energia eleacutetrica atraveacutes de uma transformaccedilatildeo quiacutemica
2 Explique o surgimento da energia eleacutetrica nas transformaccedilotildees quiacutemicas
3 Podemos montar uma pilha ecologicamente correta
4 O funcionamento de uma pilha soacute acontece atraveacutes de transformaccedilatildeo quiacutemica Explique
Situaccedilatildeo de aprendizagem 3- O lado cientiacutefico da Pilha
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem permitiraacute aos alunos compreenderem o funcionamento de uma pilha( conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica ) e a produccedilatildeo de novos materiais atraveacutes da eletrolise (conversatildeo natildeo espontacircnea energia eleacutetrica em quiacutemica) com experimentos
Conteuacutedos e temas eletroacutelise reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo seacuterie de reatividade de metais
Competecircncias e habilidades compreender que existem transformaccedilotildees quiacutemicas que ocorrem com transferecircncia de eleacutetrons e podem gerar corrente eleacutetrica prever a ocorrecircncia de transformaccedilotildees quiacutemicas com a utilizaccedilatildeo da seacuterie de reatividade de metais
Estrateacutegias textos jornaliacutesticos experimentos abordagem investigativa com perguntas
Avaliaccedilatildeo anaacutelise dos resultados experimentais
Recursos materiais para o experimentolousa e giztabelas
Nuacutemero de aulas 4
AULA 1 O experimento da pilha do Daniel
Nessa aula propotildee ao professor a sugestatildeo de roteiro experimental da pilha de Daniel Esse experimento eacute bastante comum e o professor pode fazecirc-lo de maneira demonstrativa ou dividir a sala em grupos para sua realizaccedilatildeo Eacute importante orientar os alunos para que observem atentamente os estados iniciais e finais das placas metaacutelicas assim como da soluccedilatildeo em relaccedilatildeo agrave coloraccedilatildeo brilho e outros aspectos para que a aprendizagem ocorra de forma plena
Questotildees que poderatildeo auxiliar os alunos durante a execuccedilatildeo do experimento
1 As placas mudaram de cor apoacutes serem mergulhadas na soluccedilatildeo Explique
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2 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
3 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
4 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
1 Limpar as placas com palha de accedilo 2 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 3 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 4 Interligar os dois potes com a ponte salina
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5 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 6 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo PauloEdusp 1998
Caso o professor deseje trabalhar outros experimentos abaixo estatildeo descritos alguns (roteiros) para trabalhar o processo de eletroacutelise Dentre eles alguns satildeo bastante simples podem ser realizados de maneira demonstrativa pelo professor ou pelos alunos (divididos em grupo)
1ordf sugestatildeo de experimento
Quem natildeo gosta de receber o troco das compras em moedas novinhas O que ningueacutem gosta mas tem que aceitar eacute aquele monte de moedas enferrujadas e com aparecircncia envelhecida Mas por que elas adquirem este aspecto Tudo comeccedila pela composiccedilatildeo das moedas que satildeo obtidas atraveacutes de ligas metaacutelicas soacute por este fato jaacute se nota porque as moedas satildeo mais resistentes do que notas As ceacutedulas de dinheiro satildeo feitas com papel especial (papel moeda) que eacute resistente mas com o passar de matildeo em matildeo ficam velhas e se rasgam A umidade presente em nossas matildeos eacute que realiza o estrago e as moedas natildeo escapam elas ficam escurecidas devido agrave oxidaccedilatildeo As moedas constituem um dinheiro muito manuseado sendo assim fica inevitaacutevel que entre em contato com a umidade e exposiccedilatildeo ao oxigecircnio fatores necessaacuterios para que ocorra a reaccedilatildeo de oxidaccedilatildeo Mas saiba agora que existe um truque para deixar suas moedinhas novinhas em folha
O que vamos demonstrar a seguir pode ser usado em sala de aula como um experimento de Quiacutemica
Reaccedilotildees de oxidaccedilatildeo em moedas
Vamos usar como exemplo a moeda de 5 centavos pois eacute uma das mais manuseadas Portanto peccedila a seus alunos que tragam moedas envelhecidas neste valor
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Vocecirc sabe de que esta moeda eacute feita Eacute composta de Accedilo e recoberta com Cobre e agrave medida que vai sendo usada vai se formando uma camada de oacutexido de cobre sobre ela Veja a equaccedilatildeo do processo 2 Cu + frac12 O2 rarr Cu2O
O metal Cobre presente na moeda eacute oxidado e forma o monoacutexido de Dicobre (Cu2O) o qual tem coloraccedilatildeo escura daiacute o porquecirc daquela cor horriacutevel O segredo para que as moedas tornem a ficar como eram antes (brilhantes e avermelhadas) eacute deixaacute-las de molho em aacutecido cloriacutedrico Equaccedilatildeo que representa a lavagem Cu2O + 2 HCl rarr Cu2Cl2 + H2O
Como se vecirc na equaccedilatildeo acima o oacutexido reage com aacutecido cloriacutedrico (HCl) e daacute origem a um sal de cobre (Cu2Cl2) esta reaccedilatildeo permite agrave moeda adquirir aparecircncia de nova Por Liacuteria Alves Graduada em Quiacutemica Equipe Brasil Escola
2ordf sugestatildeo de experimento
Pilha de Limatildeo
ou Pilha de Laranja ou ainda Pilha de Batata
Eacute possiacutevel obter eletricidade a partir de um limatildeo Sim natildeo soacute satildeo as pilhas comuns que podem gerar eletricidade E o mais legal eacute que na falta do limatildeo vocecirc pode usar uma laranja ou mesmo uma batata
Na verdade a corrente eleacutetrica surge a partir dos potenciais eleacutetricos de dois metais que satildeo cravados no limatildeo na laranja
e na batata O caraacuteter aacutecido do limatildeolaranja e o caraacuteter baacutesico da batata ajudam na conduccedilatildeo da eletricidade Mas o que eacute que causa esta corrente Pense um pouco antes de prosseguir a leitura
Bom depois de esperar vocecirc pensar um pouquinho vamos prosseguir dois pedaccedilos de metal satildeo usados O melhor resultado surge da combinaccedilatildeo de zinco e cobre mas tambeacutem pode ser usado zinco e alumiacutenio ou ainda latatildeo e alumiacutenio
Alguns tipos de pregos conteacutem zinco e o cobre pode ser encontrado na forma de fios e mesmo na composiccedilatildeo de algumas moedas Pode-se tambeacutem utilizar (na falta destes) uma taxinha destas de latatildeo e um clips
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Apoacutes fincaacute-los no limatildeo (ou laranja ou batata) e uniacute-los por fios pode-se ligaacute-los a um pequeno aparelho eleacutetrico O melhor resultado se daacute usando um destes reloacutegios eletrocircnicos - tira-se a pilha deste e faz-se a ligaccedilatildeo dos fios positivo e negativo nos pequenos terminais do reloacutegio A corrente produzida eacute suficiente para acendecirc-lo ainda que por alguns minutos Natildeo esqueccedila de antes limpar as peccedilas de metal e evitar que elas se toquem no interior do limatildeo (ou da laranja ou ainda da batata)
Cuidados no Experimento
A eletricidade produzida eacute na realidade muito pequena para acender uma lacircmpada comum mesmo as menores Mas eacute possiacutevel acender uma pequena lampadinha se vocecirc quiser substituindo o limatildeo por uma soluccedilatildeo de aacutegua + sal Assim como na soluccedilatildeo salina existem no limatildeo batata e laranja alguns sais que se dissociam em iacuteons positivos e negativos e cada um destes tipos de iacuteons migram para os terminais metaacutelicos O certo eacute dizer que houve uma conduccedilatildeo iocircnica no interior do limatildeo da laranja e da batata Jaacute nos terminais satildeo os eleacutetrons dos metais que migram alcanccedilando o reloacutegio e fazendo-o funcionar com a corrente de eleacutetrons Esta eacute a diferenccedila
Uma lampadinha (ou mesmo um LED - uma lacircmpada especial destas coloridas que existem nos aparelhos de TV e de som esteacutereo geralmente nas cores vermelha e verde) satildeo materiais muito baratos e facilmente encontraacuteveis nas lojas de produtos eleacutetricos Para se acender uma destas lampadinhas eacute necessaacuterio 15 volt e alguns miliamperes o que eacute difiacutecil de se conseguir com apenas 1 limatildeo laranja ou batatinha
A voltagem tambeacutem varia de limatildeo para limatildeo laranja para laranja e batata para batata dependendo de vaacuterios fatores incluindo a acidezbasicidade teor de sais aacutegua Por exemplo um limatildeo pode acender um pequeno circuito eleacutetrico por pouco tempo e soacute Procure testaacute-lo com um voltiacutemetro (um medidor de tensatildeo eleacutetrica) Se for muito difiacutecil mesmo trabalhar com apenas um tente experimentar uma ligaccedilatildeo em seacuterie lacircmpada-cobre-limatildeo-zinco-fio-cobre-limatildeo-zinco-lacircmpada O resultado eacute mais visiacutevel
cienciaemcasacienciavivaptpilha_limaohtml
3ordf sugestatildeo de experimento
Pilha de Batata
Objetivo
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Estudar o funcionamento das ceacutelulas voltaacuteicas e associaccedilotildees em seacuterie Uma batata cortada pela metade duas plaquinhas de cobre e duas plaquinhas de zinco permitem a confecccedilatildeo de uma batateria capaz de acionar um reloacutegio digital por pelo menos dois meses Com certos cuidados os quais comentaremos esse tempo de uso pode ser estendido para cerca de quatro meses
Apresentaccedilatildeo
Os modernos reloacutegios digitais a cristal de quartzo requerem uma baixiacutessima intensidade de corrente eleacutetrica para seu funcionamento Se vocecirc tiver um bom microamperocircmetro poderaacute constatar que ela seraacute algo como 15 x 10-6 A sob tensatildeo eleacutetrica (ddp) de 135 V Eacute devido a isso que tais reloacutegios podem funcionar com as minuacutesculas baterias bototildees que geram uma fem entre 12 a 14 volts notadamente as baterias com ceacutelulas de mercuacuterio Os experimentos a seguir aproveitam-se dessa propriedade inerente aos circuitos eletrocircnicos --- funcionarem com baixiacutessimas intensidades de corrente eleacutetrica
O que faremos essencialmente seraacute construir baterias a partir de duas ceacutelulas voltaacuteicas que produziratildeo cada uma 06 a 07 V Dois eletrodos distintos (plaquinhas de cobre e zinco) seratildeo introduzidos em meias-batata (ou quiabo ou limatildeo ou abacaxi etc) e associados em seacuterie de modo a constituiacuterem uma bateria [associaccedilatildeo de duas pilhas primaacuterias (ceacutelulas voltaicas)]
Fazendo uma pilha primaacuteria
Corte uma batata pela metade Corte duas chapinhas uma de cobre outra de zinco com cerca de (2 x 4) cm Qualquer espessura das chapinhas entre 1 e 2 mm serviraacute essas chapinhas seratildeo os eletrodos da pilha primaacuteria Solde em cada uma dessas plaquinhas um fio de cobre flexiacutevel (cabinho 22) com cerca de 20 cm de comprimento (descasque as extremidades e estanhe-as --- passe solda) Espete as plaquinhas na meia-batata (bem perpendicular agrave superfiacutecie cortada) deixando para fora apenas cerca de 1 cm e separada por cerca de 08 cm Natildeo deixe as plaquinhas se encontrarem dentro da meia-batata Veja a ilustraccedilatildeo
Fazendo a batateria
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Essa pilha de meia-batata apresentaraacute forccedila eletromotriz (fem) de cerca de 07 V o que pode ser constatado mediante um bom voltocircmetro (resistecircncia interna grande) conectado aos dois fios indicados acima Como iremos necessitar de cerca de 14 V para acionar o reloacutegio digital deveremos construir uma bateria a partir de duas dessas pilhas primaacuterias e associando-as em seacuterie como se ilustra
Preparando o reloacutegio
Qualquer reloacutegio digital que utilize uma bateria botatildeo poderaacute ser usado O que utilizei eacute um CITIZEN - CRYSTON LC A primeira coisa a fazer eacute remover a tampinha em forma de disco do alojamento da bateria botatildeo Retire a bateria pifada Olhe bem para essa bateria e repare que o corpo dela corresponde ao poacutelo positivo enquanto que o botatildeo superior corresponde ao poacutelo negativo Veja dentro do local de alojamento dessa bateria as duas lacircminas de contato uma que encosta no poacutelo positivo da bateria e outra que encosta no poacutelo negativo Solde nessa pequenas lacircminas dois pedaccedilos de cabinho 22 um vermelho ligado na lacircmina positiva e um preto ligado na lacircmina negativa
O fio que vem da plaquinha de cobre da batateria deve ser ligado ao fio vermelho do reloacutegio e o fio que vem da plaquinha de zinco da batateria deve ser ligado ao fio preto do reloacutegio
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Pronto O reloacutegio jaacute deve estar funcionando Eis as ilustraccedilotildees de minha montagem
Agrave esquerda a proteccedilatildeo de madeira para a montagem numa divisatildeo foi feito o orifiacutecio para inserir o reloacutegio na outra foi colocado um pires quadrado para conter as meias-batatas Agrave direita um destaque da montagem Abaixo detalhes da parte posterior da montagem
Anaacutelise do circuito
A tensatildeo eleacutetrica uacutetil (U) entre os terminais de cada pilha primaacuteria pode ser expressa em termos de sua fem (E) de sua resistecircncia interna (r) e da corrente de intensidade i que por ela circula assim U = E - ri mostrando claramente que a tensatildeo uacutetil depende da intensidade da corrente eleacutetrica solicitada (i)
Em circuito aberto um bom voltocircmetro (Rvint--gt conectado aos eletrodos fornece Uaberto= E pois iaberto = 0 Um bom amperocircmetro (Raint--gt0) conectado diretamente entre os eletrodos (curto-circuitando a pilha) fornece Icc = Er uma vez que Ucc = 0 Da leitura da fem E (via voltocircmetro) e da corrente de curto circuito icc
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(via amperocircmetro) obtemos r = Eicc Para nossa montagem esse valor resultou ao redor dos 3 000 ohms e E = 07 V
Para as duas pilhas em seacuterie formando nossa batateria teremos Ebat = 14 V
e rbat = 6 000
Sob ddp uacutetil de 12 V teremos i = (Ebat- U)r = (14 - 12)6000 = 3 x 10-5 A que satildeo suficientes para o funcionamento do reloacutegio digital
Como dissemos como eletroacutelito podemos usar limatildeo abacaxi pepino uvas cebolas etc e como eletrodos podemos usar os pares cobrezinco magneacutesioferro alumiacuteniocobre prego zincadocobre etc Para cada par deve-se testar antes de ligar no reloacutegio qual a polaridade obtida (sob risco que queimar o cristal de quartzo) para a bateria Por exemplo se for usado eletrodos de magneacutesio e de ferro o magneacutesio seraacute o terminal negativo e o ferro o terminal positivo Calculadoras e jogos eletrocircnicos tambeacutem funcionam com tais baterias culinaacuterias Eis abaixo uma tomateria uma bateria de tomates
Mais teoria As reaccedilotildees nas ceacutelulas voltaacuteicas satildeo
catodo Zn lt==gt Zn2 + 2e anodo 2H+ + 2e lt==gt H2
A FEM da reaccedilatildeo vem expressa por E(ZnZn22H+H2) = Eo +
(RTnF)ln([Zn2+][H+]2) O eletrodo de cobre opera apenas como coletor de eleacutetrons podendo ser substituiacutedo por platina ou outro metal inerte
httpwwwfeiradecienciascombrsala1212_21asp
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Aulas 2 e 3 Reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo e o uso da tabela de potenciais de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo
Com a utilizaccedilatildeo dos dados recolhidos pelos alunos sobre o experimento anterior pode-se introduzir o conteuacutedo sobre reaccedilotildees de oxirreduccedilatildeo e o uso da tabela de potenciais de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo
Para facilitar a inicializaccedilatildeo do conteuacutedo pode-se retomar algumas questotildees dos experimentos anteriores
1 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 2 Como a energia eleacutetrica foi obtida 3 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 4 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 5 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 6 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 7 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 8 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha Conteuacutedo sugerido para trabalhar o conceito de reaccedilatildeo de oxidorreduccedilatildeo
A eletroquiacutemica eacute o estudo sobre a transferecircncia de eleacutetrons entre diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-versa Pilhas e baterias satildeo reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo capazes de gerar corrente eleacutetrica Eletroacutelise satildeo reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo produzidas pela passagem da corrente eleacutetrica Numa eletrolise existe os seguintes termos CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e mergulhados num eletroacutelito ELETRODOS Satildeo as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica ELETROacuteLITOS Satildeo as soluccedilotildees que conduzem a corrente eleacutetrica AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula entra na soluccedilatildeo CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula deixa a soluccedilatildeo IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na soluccedilatildeo Resumo
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons aumenta o numero de oxidaccedilatildeo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons diminui o numero de oxidaccedilatildeo
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Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz o numero de oxidaccedilatildeo diminui
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida o numero de oxidaccedilatildeo aumenta
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em energia eleacutetrica
BIBLIOGRAFIA sobre o conceito de oxidorreduccedilatildeo Programa de ensino para jovens e adultosescola da juventude Ciecircncias da NaturezaMatemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemicaeditora iacutecone ltdaSatildeo Paulo
Figura retirada WWWgooglecombr
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
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A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu
++ Isso provocaraacute
diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo
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que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
AULA 4 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o experimento da pilha de Daniel
Confecccedilatildeo de relatoacuterio pode-se trabalhar produccedilatildeo de textos do gecircnero artigo de opiniatildeo (conclusatildeo) e resumos ( introduccedilatildeo) Com o relatoacuterio em matildeos o
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professor poderaacute avaliar se houve aprendizagem real ou natildeo Espera-se que os alunos possam descrever em seu relatoacuterio os seguintes toacutepicos
Na pilha de Daniel o eletrodo de cobre metaacutelico que recebe eleacutetrons eacute chamado de caacutetodo ou terminal positivo e a lacircmina de zinco que cede eleacutetrons eacute o acircnodo ou terminal negativo O conjunto montado no experimento eacute uma pilha de Daniell com ponte salina A placa de zinco fornece eleacutetrons oxidando-se atraveacutes do fio para a placa de cobre que reduziraacute iacuteons de cobre na soluccedilatildeo Os eleacutetrons passando atraveacutes do fio iratildeo alimentar o cartatildeo musical Invertendo-se os fios de ligaccedilatildeo da pilha o terminal negativo do cartatildeo musical estaraacute ligado ao caacutetodo da pilha e o terminal positivo ao acircnodo Esta inversatildeo do sentido da corrente natildeo permite que o cartatildeo musical funcione
Sugestatildeo de modelo de relatoacuterio
RELATOacuteRIO
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em sete itens principais
Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram utilizados no experimento
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32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o experimento
5 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2 ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
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baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Conteuacutedo e temas impactos ambientais relacionado ao uso de pilhas e baterias
Competecircncias e habilidades identificar os impactos ambientais causados pelo descarte inadequado de pilhas e baterias avaliar como a composiccedilatildeo das pilhas pode causar possiacuteveis impactos relacionar os impactos causados pelas induacutestrias nos processos de eletroacutelise refletir sobre a importacircncia da adoccedilatildeo de posturas conscientes com relaccedilatildeo ao consumo e descarte de pilhas e baterias
Estrateacutegias elaboraccedilatildeo de mural produccedilatildeo de folder
Recursos biombos para anexar material produzido cartolinas fitas adesivas
Avaliaccedilatildeo participaccedilatildeo e envolvimento
Nuacutemero de aulas 3
AULA 1 Elaboraccedilatildeo de mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias os alunos finalizaratildeo a segunda etapa desta unidade didaacutetica construindo seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo Nesse momento comeccedila-se a desenvolver a terceira etapa dessa unidade ( que eacute uma das mais importantes)pois os alunos iratildeo aplicar o que aprenderam preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo em um local estrateacutegico da escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas sobre o assunto estudado O nosso estudante nesta etapa final da unidade temaacutetica poderaacute desenvolver accedilotildees sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente e tambeacutem composiccedilatildeo de muacutesicas sobre os assuntos abordados
AULA 2 A escola como ponto de coleta de pilhas e baterias
Os alunos apoacutes terem finalizado o trabalho da aula anterior poderatildeo distribuir agrave comunidade o material confeccionado sensibilizando-a buscando parcerias para que a escola seja um ponto de coleta desses materiais pois somente com accedilotildees dessa natureza podemos acreditar que possam desenvolver a accedilatildeo social e ambiental desejada
AULA 3 Retomada das questotildees diagnoacutesticas poacutes desenvolvimento da unidade didaacutetica
Eacute importante retomar as questotildees aplicadas no iniacutecio dessa unidade pois somente assim teremos a certeza do quanto os alunos assimilaram de conhecimento cientiacutefico Muito importante nesse momento tambeacutem eacute poder avaliaacute-los como indiviacuteduos atuantes na sociedade
AULA 4 Avaliaccedilatildeo final
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Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos (sugere-se que contenha mapa conceitual dos conteuacutedos apreendidos) e devolutiva das questotildees comentadas
Consideraccedilotildees finais
A eletroquiacutemica trabalhada da forma que estaacute sendo apresentada nessa unidade didaacutetica leva o aluno a adquirir conhecimentos de maneira significativa O ensino atraveacutes da experimentaccedilatildeo o faraacute tirar suas proacuteprias conclusotildees e ter um aprendizado real produzindo nele mudanccedila de postura diante dos fatos observados refletindo e opinando criticamente frente a informaccedilotildees que poderaacute encontrar doravante sobre o assunto
A participaccedilatildeo e a integraccedilatildeo do aluno nas aulas tecircm que ser consideradas ponto de partida para que o mesmo possa compreender que as transformaccedilotildees quiacutemicas fazem parte do seu cotidiano Toda tecnologia existente eacute produto dessas transformaccedilotildees
Finalizando o estudo dessa unidade espera-se que o aluno natildeo soacute compreenda a importacircncia das transformaccedilotildees quiacutemicas mas que esteja envolvido a ponto de adotar uma postura responsaacutevel em relaccedilatildeo aos impactos ambientais causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e baterias e dentro dessa nova postura possa tomar decisotildees e atuar de forma eacutetica no meio em que vive
REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
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9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
14- Programa de ensino para jovens e adultos escola da juventude Ciecircncias da Natureza Matemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemica Editora Iacutecone Ltda Satildeo Paulo
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Imagem maisumtekofileswordpresscom
2009
Katia Regina Varela Roa-DE SUZANO
Gilson Silva ndashDE CAEIRAS
Leonardo Bassi Ubeda das Neves-DE SUZANO
Massuko Sawayama Warigoda-DE MOGI DAS
CRUZES
GEPEQ- USP CURSO DE FORMACcedilAtildeO
CONTINUADA DE PROFESSORES 2008 2009
28082009
PILHAS E BATERIAS USOS E DESCARTES X IMPACTOS AMBIENTAIS Caderno do aluno
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Situaccedilatildeo de aprendizagem 1- As pilhas e baterias que fazem parte do nosso lixo eletrocircnico podem ser prejudiciais ao ser humano
Por meio desta primeira situaccedilatildeo de aprendizagem vocecirc poderaacute reconhecer
que quando descartadas incorretamente pilhas e baterias podem prejudicar o meio
ambiente apesar de indispensaacutevel para o homem E tambeacutem pode comeccedilar a
refletir o porquecirc dessa questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil toneladas de lixo eletrocircnico
por hora dentro deste destacam-se pilhas e baterias Este lixo eacute jogado na
natureza provocando vaacuterios problemas ambientais Quais os problemas
ambientais que as pilhas e baterias provocam na natureza e como podemos
evitaacute-losrdquo
Atividade 1Refletindo sobre pilhas e baterias x impactos ambientais
1 O que vocecirc entende por pilhas E baterias
2 Elas satildeo imprescindiacuteveis na atualidade Onde
3 Existe alguma relaccedilatildeo entre pilha eletricidade e transformaccedilotildees quiacutemicas
4 Que tipo de material(is) vocecirc acha que eacute(satildeo) necessaacuterio(os) para se construir
uma pilha
5 Cite alguns problemas ambientais relacionados ao uso e descarte de pilhas e
baterias Qual deve ser sua postura em relaccedilatildeo a esses problemas
Atividade 2 Pilhas e Baterias x impactos ambientais
Leitura e Anaacutelise de textos
TEXTO 1 Descarte de pilhas e baterias eacute problema seacuterio para meio ambiente
O Brasil eacute o uacutenico paiacutes da Ameacuterica do Sul que regulamenta a fabricaccedilatildeo venda e destinaccedilatildeo final de pilhas e baterias Com a entrada da Resoluccedilatildeo 257 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama) que dispotildee sobre estes resiacuteduos em vigor desde junho de 2001 o Ibama passou a fiscalizar esses limites Ou pelo menos era o que deveria acontecer Em Cuiabaacute por exemplo o gerente do oacutergatildeo Hugo Scheuer declarou natildeo estar a par do assunto mas garantiu ser este seu proacuteximo objetivo por considerar o descarte destes resiacuteduos um problema de grande amplitude Mas enquanto isso o que fazer com pilhas e baterias principalmente as de celulares quando acabam Esta duacutevida eacute frequumlente em toda a populaccedilatildeo
Considerados toacutexicos o lanccedilamento desses resiacuteduos em lixotildees nas margens das estradas ou em terrenos baldios compromete a qualidade ambiental e de vida da populaccedilatildeo Os resiacuteduos pesados quando aterrados migram para partes mais profundas do solo Com isso podem atingir o lenccedilol freaacutetico contaminando a flora e a fauna das regiotildees proacuteximas e ainda causar doenccedilas que variam de lesotildees cerebrais a disfunccedilotildees renais e pulmonares passando por distuacuterbios visuais e
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anemia Segundo a Resoluccedilatildeo 257 os fabricantes e importadores satildeo os responsaacuteveis pelo recolhimento do material e sua destinaccedilatildeo final o que deve ser fiscalizado pelos oacutergatildeos puacuteblicos ambientais Mas em Cuiabaacute apesar do site do Ministeacuterio do Meio Ambiente indicar o endereccedilo de 28 postos nenhum deles efetua o recolhimento apenas duas empresas de celulares recolhem as baterias em seus postos de venda (Vivo e Americel) e a fiscalizaccedilatildeo do Ibama eacute inexistente A Resoluccedilatildeo estabelece que as pilhas e baterias apoacutes o seu esgotamento energeacutetico devem ser entregues pelos usuaacuterios aos estabelecimentos que as comercializam ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelas respectivas induacutestrias Estas por sua vez devem repassaacute-las aos fabricantes e importadores para que passem por procedimentos de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final ambientalmente adequada No artigo 13deg estaacute previsto que as pilhas e baterias que atenderem aos limites previstos no artigo 6deg podem ser dispostas juntamente com os resiacuteduos domiciliares em aterros sanitaacuterios licenciados Mas por falta de aterros licenciados a maior parte das baterias e pilhas usadas continuam tendo os lixotildees irregulares como destino significando um risco para o meio ambiente e para as pessoas Apenas 30 destes resiacuteduos satildeo reciclados No Brasil uma empresa chamada Suzaquim anuncia que deteacutem um processo de reciclagem de baterias
Dependendo do material de que satildeo constituiacutedas pilhas e baterias podem ser jogadas em lixo domeacutestico As pilhas secas composta por zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs as mais consumidas para uso domeacutestico tecircm em sua maioria operado nos limites estabelecidos pelo artigo 6deg da Resoluccedilatildeo 257 As baterias de telefone sem fio de filmadoras de celular ou outros tipos normalmente recarregaacuteveis devem ser devolvidas agraves lojas Os fabricantes estatildeo obrigados a informar nas embalagens a necessidade ou natildeo de devoluccedilatildeo
O Brasil produz cerca de 800 milhotildees de pilhas comuns por ano o que representa seis unidades por habitante Deve-se lembrar que uma uacutenica pilha contamina o solo durante 50 anos Circulam anualmente 10 milhotildees de baterias de celular 12 milhotildees de baterias automotivas e 200 mil baterias industriais Do total de pilhas e baterias consumidas no paiacutes quase 70 satildeo constituiacutedas principalmente por zinco e caacutedmio aproximadamente 30 por amocircnia e manganecircs Ao se desfazer de pilhas e baterias usadas em local inadequado pode-se contaminar o solo a aacutegua e o ar Atraveacutes da cadeia alimentar esse produto chega aos seres humanos causando doenccedilas que afetam o sistema nervoso central Todos satildeo considerados bioacumulativos - acumula-se no organismo ao longo do tempo
RECICLAVEISCOMBR
Texto 2 Metais pesados contaminam meio ambiente e oferecem riscos agrave
sauacutede puacuteblica
Estima-se que cada bateria ou pilha depositada de forma inadequada no meio
ambiente contamine uma aacuterea de um metro quadrado Entretanto o dano ambiental
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pode ser maior se a quantidade desses equipamentos jogados em lixotildees for muito
alta
A dissoluccedilatildeo de metais pesados depositados em aterros
sanitaacuterios improacuteprios pode contaminar lenccediloacuteis freaacuteticos e o
ambiente local Em aterros a dissoluccedilatildeo dos metais eacute mais faacutecil
devido agrave acidez da aacuterea Isso facilita a acumulaccedilatildeo de metais
pesados na cadeia alimentar atraveacutes da contaminaccedilatildeo de
animais e vegetais que podem causar a intoxicaccedilatildeo de seres humanos que venham
a consumir esses alimentos afetados Metais pesados como chumbo caacutedmio
mercuacuterio e seus compostos podem provocar graves doenccedilas neuroloacutegicas aleacutem de
afetar a condiccedilatildeo motora
Pilhas e baterias comuns (pequenas usadas em raacutedios por exemplo) podem
ser descartadas no lixo domeacutestico de acordo com a determinaccedilatildeo do Conama No
entanto a professora Andreacutea Bernardes do Departamento de Engenharia de
Materiais da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) avalia que esses
produtos que acabam sendo depositados em aterros sanitaacuterios soacute poderiam ser
descartados nestes locais se houvesse o tratamento adequado do chorume
(substacircncia liacutequida encontrada em lixotildees) O chorume contaminado com metais
pesados contaminaraacute tambeacutem a terra e os lenccediloacuteis freaacuteticos
Marcelo Furtado coordenador da aacuterea de substacircncias toacutexicas do
Greenpeace vecirc com bons olhos a determinaccedilatildeo do Conama A iniciativa serve
como incentivo para que as empresas passem a reduzir o uso de substacircncias
toacutexicas para evitar todo o processo de recolhimento de baterias e pilhas usadas
diz Ele lembra que a tendecircncia eacute que substacircncias reciclaacuteveis sejam usadas cada
vez mais para que a reutilizaccedilatildeo dos produtos seja constante
Danilo FantinelRedaccedilatildeo Terra
Questotildees para anaacutelise do texto
6 Cite algumas das questotildees ambientais relacionadas ao uso de pilhas e baterias Qual deve ser a postura da populaccedilatildeo em relaccedilatildeo a essas questotildees 7 Com base na legislaccedilatildeo apresentada explique como deve ser feito o descarte de pilhas e baterias Quais impecilhos poderatildeo dificultar o cumprimento da lei 8 Qual o destino que deve ser dado agraves pilhas que seratildeo descartadas Existem formas de reciclagem Quais 9 Considerando os impactos ambientais que podem ocorrer do descarte inadequado das pilhas e baterias qual a sua opiniatildeo sobre o uso delas Existe uma ideal Explique 10 Vocecirc acha que hoje eacute possiacutevel sobrevivermos sem o uso de pilhas e baterias
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Atividade 3 Trechos do filme WALL-E
Converse com o seu professor sobre o filme a ser assistido na escola caso natildeo seja possiacutevel assista o filme em casa para auxiliaacute-lo nessa atividade
Questotildees para sala de aula reflexatildeo dos assuntos abordados no filme
5 Sente-se um escravo da tecnologia atual ( especificamente aqueles que em curto espaccedilo de tempo geram lixo eletrocircnico tais como celular Ipod Iphone etc) 6 Ficou sensibilizado sobre a quantidade de lixo eletrocircnico que o homem produz 7 Haacute uma remota possibilidade de o Planeta ser recuperado 8 Qual a sua opiniatildeo sobre a mensagem que o filme Wall-E passa 9 Viacutedeo WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97
minutos) som e cor
Situaccedilatildeo de aprendizagem 2 - Que tipos de materiais existem em uma pilha que
a classifique como poluidora do meio ambiente
Apoacutes a visatildeo do que vocecirc teve do filme e discussatildeo de trechos que falam sobre
impactos ambientais provocados pelo mau descarte de pilhas e baterias vocecirc
imagina quais seriam os agentes contaminantes
Atividade 1 Experimento demonstrativo ndash Desmontagem de uma pilha
No inicio da aula entregue para o seu professor um desenho que demonstre os
componentes que estruturam uma pilha
Apoacutes o teacutermino da desmontagem faccedila um novo desenho colocando aquilo que vocecirc
observou Compare o primeiro com o segundo desenho e em poucas linhas
descreva o que mais lhe chamou a atenccedilatildeo
Atividade 2 Buscando orientaccedilotildees com o professor para trabalho de
pesquisa
Leve para sala de aula revistas jornaislivros e mateacuterias de internet trazendo
informaccedilotildees sobre pilha ecologicamente correta
Atividade 3 Reciclagem de pilhas
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Apoacutes a viacutedeoaula sobre a reciclagem de pilhas elabore um artigo de opiniatildeo sobre
a importacircncia da reciclagem de pilhas em favor do meio ambiente e a necessidade
de maiores investimentos nessa aacuterea Ao final entregue a seu professor
Atividade 4 Pesquisa em grupo Pilha ideal
A partir de uma preacutevia busca em revistas jornais livros e internet procure obter
informaccedilotildees sobre uma pilha ideal
Atividade 5 Escolha da Pilha ideal
Apresente o material para o professor e os seus colegas para que seja feita a
escolha da melhor ideia
Questotildees para anaacutelise das ideacuteias sobre pilha ideal
5 Eacute possiacutevel produzir energia eleacutetrica atraveacutes de uma transformaccedilatildeo quiacutemica
6 Explique o surgimento da energia eleacutetrica nas transformaccedilotildees quiacutemicas
7 Podemos montar uma pilha ecologicamente correta
8 O funcionamento de uma pilha soacute acontece atraveacutes de transformaccedilatildeo quiacutemica Explique
Situaccedilatildeo de aprendizagem 3- O lado cientiacutefico da Pilha
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem permitiraacute a vocecirc compreender melhor o
funcionamento de uma pilha( conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
) e a produccedilatildeo de novos materiais atraveacutes da eletrolise (conversatildeo natildeo espontacircnea
energia eleacutetrica em quiacutemica) com experimentos Para essa situaccedilatildeo eacute importante
que vocecirc observe e anote em seu caderno tudo que se alterou
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Atividade 1 O experimento da pilha do Daniel
Questotildees que podem auxiliaacute-lo durante a execuccedilatildeo do experimento
6 As placas mudaram de cor apoacutes serem mergulhadas na soluccedilatildeo Explique
7 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
8 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
9 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
7 Limpar as placas com palha de accedilo
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8 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 9 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 10 Interligar os dois potes com a ponte salina 11 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 12 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e
transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo
PauloEdusp 1998
Atividade 2 Anaacutelise sobre experimento
Questotildees sobre o experimento
9 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 10 Como a energia eleacutetrica foi obtida 11 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 12 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 13 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 14 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 15 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 16 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha
UM POUCO DE ELETROQUIMICA
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A eletroquiacutemica estuda o aproveitamento da transferecircncia de eleacutetrons entre
diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-
versa
Pilhas conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
Eletroacutelise conversatildeo natildeo espontacircnea de energia eleacutetrica em quiacutemica
A seguir estatildeo descritos alguns termos que apareceratildeo no estudo da eletroquiacutemica
ELETRODOS Satildeo assim chamadas as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com
a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica
AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
ENTRA na soluccedilatildeo
CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
DEIXA a soluccedilatildeo
d) ELETROacuteLITOS Satildeo assim chamadas todas as soluccedilotildees que CONDUZEM a
corrente eleacutetrica
e) IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na
soluccedilatildeo
AcircNODO Eletrodo do qual saem os eleacutetrons para o circuito externo da ceacutelula
CAacuteTODO Eletrodo no qual entram os eleacutetrons atraveacutes do circuito externo da ceacutelula
f) CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que
conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e
mergulhados num eletroacutelito
Resumindo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons ( diminuiccedilatildeo de Nox)
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons ( aumento de Nox)
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida (Nox aumenta)
Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz (Nox diminui)
O redutor reduz o oxidante
O oxidante oxida o redutor
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em
energia eleacutetrica
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Cada substacircncia possui uma maior ou menor tendecircncia de perder eleacutetrons
tendecircncia esta chamada de Potencial de Oxidaccedilatildeo Deste modo uma substacircncia X
que tenha um potencial de oxidaccedilatildeo maior que uma substacircncia Y iraacute perder seus
eleacutetrons gradativamente para esta substacircncia se as duas estiverem juntas
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do
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eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu++ Isso provocaraacute diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
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Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
Atividade 3 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o
experimento da pilha de Daniel
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas
dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os
relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em
eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e
conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em
sete itens principais
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Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve
comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos
resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo
do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos
objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser
esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram
utilizados no experimento
32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute
apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela
caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o
experimento
10 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a
profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno
Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos
pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
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Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento
e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na
redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os
objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem
de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed
Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo
de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO
BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro
ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2
ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte
das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos
ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos
Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o
aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Atividade 1 Montagem de um Mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias vocecirc poderaacute construir
o seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo em que vocecirc iraacute aplicar o que
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aprendeu preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo na entrada da
escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas
sobre o assunto estudado Orientado pelo seu professor vocecirc desenvolveraacute accedilotildees
sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre
o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente Poderaacute tambeacutem
compor muacutesicas sobre os assuntos abordados
Atividade 2 Montagem de um Portifolio
Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-
avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos
ao longo do bimestre de modo que venha justificar a questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil
toneladas de lixo eletrocircnico por hora dentro deste destacam-se pilhas e
baterias Este lixo eacute jogado na natureza provocando vaacuterios problemas
ambientais Quais os problemas ambientais que as pilhas e baterias provocam
na natureza e como podemos evitaacute-losrdquo citada no inicio do bimestre
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REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
4
serem tomados como norte desta unidade As estrateacutegias propostas ao longo da unidade didaacutetica ndash leituras de textos observaccedilatildeo de viacutedeos pesquisas e debates realizaccedilatildeo e discussatildeo de experimentos produccedilatildeo de textos confecccedilatildeo de portfoacutelio e um mural ndash permitiratildeo desenvolver nos estudantes uma gama de habilidades e competecircncias tais como a compreensatildeo da importacircncia de pilhas e baterias para o sistema produtivo aleacutem do conhecimento de suas aplicaccedilotildees e impactos decorrentes da sua utilizaccedilatildeo a observaccedilatildeo coleta e interpretaccedilatildeo de dados experimentais a compreensatildeo de que transformaccedilotildees quiacutemicas podem conduzir corrente eleacutetrica e que esta pode ser gerada por meio de transformaccedilotildees quiacutemicas a aplicaccedilatildeo de modelos sobre a constituiccedilatildeo da mateacuteria para explicar o funcionamento das pilhas a compreensatildeo de que os metais e seus iacuteons possuem diferentes reatividades o que permitiraacute prever a ocorrecircncia ou natildeo de uma transformaccedilatildeo quiacutemica desta natureza a representaccedilatildeo de reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo aleacutem da reflexatildeo sobre a importacircncia da adoccedilatildeo de posturas conscientes com relaccedilatildeo ao consumo e descarte de pilhas e baterias
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AacuteREA DO CONHECIMENTO CIEcircNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS
ETAPA DA EDUCACcedilAtildeO BAacuteSICA ENSINO MEacuteDIO
SEacuteRIE 2ordf
PERIacuteODO LETIVO 4deg BIMESTRE
AULAS SEMANAIS 2
DISCIPLINAS QUE PODEM DESENVOLVER UM TRABALHO INTERDISCIPLINAR
Portuguecircs Matemaacutetica e Artes
OBJETIVOS
bull Compreender a importacircncia das pilhas e baterias para o sistema produtivo conhecendo suas aplicaccedilotildees e os impactos decorrentes da sua utilizaccedilatildeo
bull Observar coletar dados experimentais e interpretaacute-los
bull Compreender que transformaccedilotildees quiacutemicas podem produzir corrente eleacutetrica e que esta pode ser gerada por meio de transformaccedilotildees quiacutemicas
bull Aplicar modelos sobre a constituiccedilatildeo da mateacuteria para explicar o funcionamento das pilhas e dos processos de eletroacutelise
bull Compreender que os metais e seus iacuteons possuem diferentes reatividades e aplicar este conceito para prever a ocorrecircncia de transformaccedilotildees quiacutemicas
bull Representar transformaccedilotildees de oxirreduccedilatildeo
bull Refletir sobre a importacircncia da adoccedilatildeo de posturas conscientes com relaccedilatildeo ao consumo e descartes de pilhas e baterias
CONTEUacuteDO PROGRAMAacuteTICO
Aplicaccedilatildeo das transformaccedilotildees que ocorrem com o envolvimento de eletricidade pilhas e eletroacutelise
Reaccedilotildees de oxirreduccedilatildeo
Seacuterie de reatividade de metais
Impactos ambientais relacionados ao uso de pilhas baterias e processos de eletroacutelise
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APLICACcedilAtildeO DO CONHECIMENTO
Produccedilatildeo de mural informativoexplicativo sobre diferentes tipos de pilhas e baterias para conscientizar a comunidade escolar sobre arrecadaccedilatildeo coleta e destino de pilhas e baterias
A escola como ponto de coleta de lixo eletrocircnico ( pilhas e baterias ) para ser doado posteriormente a uma associaccedilatildeo apropriada
Prestaccedilatildeo de serviccedilo agrave comunidade onde o aluno estaacute inserido desenvolvendo nele a responsabilidade social e ambiental
Mobilizar a comunidade escolar promovendo accedilotildees ambientais
Produccedilatildeo de pilha de caraacuteter investigativo Estrateacutegias de Ensino
Coleta de ideacuteias preacutevias
Elaboraccedilatildeo de textos dos gecircneros artigo de opiniatildeo e resumo
Leitura e discussatildeo de textos
Anaacutelise de dados experimentais
Confecccedilatildeo de folders e mural
Elaboraccedilatildeo de mapa conceitual
Construccedilatildeo de um portfoacutelio
Recursos
Lousagiz e texto
Materiais para a realizaccedilatildeo de experimento
Materiais para a elaboraccedilatildeo de mural e propaganda
Aacuteudio visuais
Avaliaccedilatildeo
Participaccedilatildeo e envolvimento
Respostas agraves questotildees propostas
Situaccedilatildeo de aprendizagem 1- As pilhas e baterias que fazem parte do nosso lixo eletrocircnico podem ser prejudiciais ao ser humano
Por meio desta primeira situaccedilatildeo de aprendizagem os alunos poderatildeo reconhecer que quando descartadas incorretamente pilhas e baterias podem prejudicar o meio ambiente mas atualmente eacute indispensaacutevel para o homem
Conteuacutedo e temas a serem trabalhados nesta situaccedilatildeo impactos ambientais relacionados ao uso de pilhas e baterias
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Competecircncias e habilidades desenvolvimento da leitura e interpretaccedilatildeo de textos siacutentese e argumentaccedilatildeo consistentes necessaacuterias para responder a perguntas que acompanham os textos buscarselecionarorganizar e relacionar dados e informaccedilotildees apresentados em diferentes miacutedias e representados em diferentes formas para resolver o problema apresentado
Estrateacutegias discussotildees desencadeadas por perguntas leituras de texto seguidas de discussotildees pesquisas em revistas jornais internet e filmes
Recursos material escrito coacutepias de textos acompanhadas de perguntas filme e viacutedeos da internet
Avaliaccedilatildeo respostas dadas agraves questotildees e participaccedilatildeo nas aulas
Nuacutemero de aulas 3
Aula 1 Levantamento de ideias sobre uso e descarte de pilhas e baterias
O professor pode iniciar a atividade com o levantamento das ideias iniciais dos alunos pedindo que se sentem em grupos de quatro a seis alunos e respondam um questionaacuterio preacutevio sobre funcionamento uso e descartes de pilhas e baterias As respostas podem ser registradas por cada aluno no caderno ou guardadas pelo professor ateacute o final da aplicaccedilatildeo dessa unidade quando seratildeo retomadas e analisadas novamente pelos proacuteprios autores Esta anaacutelise pode servir como um dos instrumentos de avaliaccedilatildeo desta unidade
Questionaacuterio preacutevio 1 O que vocecirc entende por pilhas E baterias 2 Elas satildeo imprescindiacuteveis na atualidade Onde 3 Existe alguma relaccedilatildeo entre pilha eletricidade e transformaccedilotildees quiacutemicas 4 Que tipo de material(is) vocecirc acha que eacute(satildeo) necessaacuterio(os) para se construir uma pilha 5 Cite alguns problemas ambientais relacionados ao uso e descarte de pilhas e baterias Qual deve ser sua postura em relaccedilatildeo a esses problemas
Aula 2 Problematizaccedilatildeo inicial leitura e discussatildeo de textos jornaliacutesticos
Neste segundo momento o aluno eacute convidado a tomar conhecimento de informaccedilotildees contidas nos textos apresentados com isso teraacute oportunidade de criar seu proacuteprio texto a partir da interpretaccedilatildeo destes
O trabalho pode prosseguir com leitura e discussatildeo dos textos que informam sobre leis para descarte de pilhas e baterias contaminaccedilatildeo da biosfera por metais (presentes nas pilhas e baterias) soluccedilotildees para a diminuiccedilatildeo dos impactos ambientais Satildeo eles
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TEXTO 1 Descarte de pilhas e baterias eacute problema seacuterio para meio ambiente
O Brasil eacute o uacutenico paiacutes da Ameacuterica do Sul que regulamenta a fabricaccedilatildeo venda e destinaccedilatildeo final de pilhas e baterias Com a entrada da Resoluccedilatildeo 257 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama) que dispotildee sobre estes resiacuteduos em vigor desde junho de 2001 o Ibama passou a fiscalizar esses limites Ou pelo menos era o que deveria acontecer Em Cuiabaacute por exemplo o gerente do oacutergatildeo Hugo Scheuer declarou natildeo estar a par do assunto mas garantiu ser este seu proacuteximo objetivo por considerar o descarte destes resiacuteduos um problema de grande amplitude Mas enquanto isso o que fazer com pilhas e baterias principalmente as de celulares quando acabam Esta duacutevida eacute frequumlente em toda a populaccedilatildeo
Considerados toacutexicos o lanccedilamento desses resiacuteduos em lixotildees nas margens das estradas ou em terrenos baldios compromete a qualidade ambiental e de vida da populaccedilatildeo Os resiacuteduos pesados quando aterrados migram para partes mais profundas do solo Com isso podem atingir o lenccedilol freaacutetico contaminando a flora e a fauna das regiotildees proacuteximas e ainda causar doenccedilas que variam de lesotildees cerebrais a disfunccedilotildees renais e pulmonares passando por distuacuterbios visuais e anemia Segundo a Resoluccedilatildeo 257 os fabricantes e importadores satildeo os responsaacuteveis pelo recolhimento do material e sua destinaccedilatildeo final o que deve ser fiscalizado pelos oacutergatildeos puacuteblicos ambientais Mas em Cuiabaacute apesar do site do Ministeacuterio do Meio Ambiente indicar o endereccedilo de 28 postos nenhum deles efetua o recolhimento apenas duas empresas de celulares recolhem as baterias em seus postos de venda (Vivo e Americel) e a fiscalizaccedilatildeo do Ibama eacute inexistente A Resoluccedilatildeo estabelece que as pilhas e baterias apoacutes o seu esgotamento energeacutetico devem ser entregues pelos usuaacuterios aos estabelecimentos que as comercializam ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelas respectivas induacutestrias Estas por sua vez devem repassaacute-las aos fabricantes e importadores para que passem por procedimentos de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final ambientalmente adequada No artigo 13deg estaacute previsto que as pilhas e baterias que atenderem aos limites previstos no artigo 6deg podem ser dispostas juntamente com os resiacuteduos domiciliares em aterros sanitaacuterios licenciados Mas por falta de aterros licenciados a maior parte das baterias e pilhas usadas continuam tendo os lixotildees irregulares como destino significando um risco para o meio ambiente e para as pessoas Apenas 30 destes resiacuteduos satildeo reciclados No Brasil uma empresa chamada Suzaquim anuncia que deteacutem um processo de reciclagem de baterias
Dependendo do material de que satildeo constituiacutedas pilhas e baterias podem ser jogadas em lixo domeacutestico As pilhas secas composta por zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs as mais consumidas para uso domeacutestico tecircm em sua maioria operado nos limites estabelecidos pelo artigo 6deg da Resoluccedilatildeo 257 As baterias de telefone sem fio de filmadoras de celular ou outros tipos normalmente recarregaacuteveis devem ser devolvidas agraves lojas Os fabricantes estatildeo obrigados a informar nas embalagens a necessidade ou natildeo de devoluccedilatildeo
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O Brasil produz cerca de 800 milhotildees de pilhas comuns por ano o que representa seis unidades por habitante Deve-se lembrar que uma uacutenica pilha contamina o solo durante 50 anos Circulam anualmente 10 milhotildees de baterias de celular 12 milhotildees de baterias automotivas e 200 mil baterias industriais Do total de pilhas e baterias consumidas no paiacutes quase 70 satildeo constituiacutedas principalmente por zinco e caacutedmio aproximadamente 30 por amocircnia e manganecircs Ao se desfazer de pilhas e baterias usadas em local inadequado pode-se contaminar o solo a aacutegua e o ar Atraveacutes da cadeia alimentar esse produto chega aos seres humanos causando doenccedilas que afetam o sistema nervoso central Todos satildeo considerados bioacumulativos - acumula-se no organismo ao longo do tempo
RECICLAVEISCOMBR
TEXTO 2Pilhas e baterias usadas devem ser devolvidas a fabricantes
Embora seja de junho de 1999 a determinaccedilatildeo do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama) que prevecirc a devoluccedilatildeo de pilhas e baterias que contenham metais pesados aos fabricantes depois do fim de sua vida uacutetil ainda hoje essa medida natildeo eacute adotada com abrangecircncia Conforme a determinaccedilatildeo do Conama as empresas tecircm de reciclar ou dar uma destinaccedilatildeo final adequada (armazenar em local apropriado ou incinerar por exemplo) a esses materiais para evitar o risco de contaminaccedilatildeo ambiental e possiacuteveis danos agrave sauacutede puacuteblica
A medida atinge principalmente o setor industrial mas tambeacutem vale para os cidadatildeos comuns consumidores de pilhas e baterias geralmente usadas em automoacuteveis filmadoras telefones celular e barbeadores (veja na tabela abaixo os tipos de pilhas e baterias suas composiccedilotildees e finalidades)
Conforme a Resoluccedilatildeo 25799 do Conama as empresas que desobedecerem agrave norma de recolhimento dos produtos poderatildeo ser enquadradas na Lei de Crimes Ambientais Jaacute os consumidores tecircm papel fundamental no processo de recolhimento de baterias principalmente as usadas em celulares conforme Cleusa de Morais Gomes assessora teacutecnica da Secretaria de Qualidade Ambiental nos Assentamentos Humanos (SQA)
Cleusa lembra que ao inveacutes de ser jogado no lixo o material deve ser devolvido agrave rede autorizada dos fabricantes que satildeo obrigados a instalar um posto de recolhimento junto aos pontos de vendas de celulares ou nos serviccedilos teacutecnicos de conserto A cooperaccedilatildeo dos consumidores eacute essencial para que os fabricantes possam recolher as baterias usadas
Devem ser devolvidas ao fabricante ou importador
Tipo Bateria de Chumbo Aacutecido Aplicaccedilatildeo Induacutestrias automoacuteveis filmadoras
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Tipo Pilhas e baterias de niacutequel caacutedmio Aplicaccedilatildeo Telefone celular telefone sem fio barbeador e outros aparelhos que usam pilhas e baterias recarregaacuteveis
Tipo Pilhas e baterias de oacutexido de mercuacuterio Aplicaccedilatildeo Instrumentos de navegaccedilatildeo e aparelhos de instrumentaccedilatildeo e controle
Podem ser descartadas no lixo comum
Tipo Comuns e alcalinas com ZincoManganecircs e AlcalinaManganecircs Aplicaccedilatildeo Brinquedos lanterna raacutedio controle remoto raacutedio-reloacutegio equipamento fotograacutefico pager walkman
Jornal On line terra
Metais pesados contaminam meio ambiente e oferecem riscos agrave saude puacuteblica
Estima-se que cada bateria ou pilha depositada de forma inadequada no meio ambiente contamine uma aacuterea de um metro quadrado Entretanto o dano ambiental pode ser maior se a quantidade desses equipamentos jogados em lixotildees for muito alta
A dissoluccedilatildeo de metais pesados depositados em aterros sanitaacuterios improacuteprios pode contaminar lenccediloacuteis freaacuteticos e o ambiente local Em aterros a dissoluccedilatildeo dos metais eacute mais faacutecil devido agrave acidez da aacuterea Isso facilita a acumulaccedilatildeo de metais pesados na cadeia alimentar atraveacutes da contaminaccedilatildeo de animais e vegetais que podem causar a intoxicaccedilatildeo de seres humanos que venham a consumir esses alimentos afetados Metais pesados como chumbo caacutedmio mercuacuterio e seus compostos podem provocar graves doenccedilas neuroloacutegicas aleacutem de afetar a condiccedilatildeo motora
Pilhas e baterias comuns (pequenas usadas em raacutedios por exemplo) podem ser descartadas no lixo domeacutestico de acordo com a determinaccedilatildeo do Conama No entanto a professora Andreacutea Bernardes do Departamento de Engenharia de Materiais da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) avalia que esses produtos que acabam sendo depositados em aterros sanitaacuterios soacute poderiam ser descartados nestes locais se houvesse o tratamento adequado do chorume (substacircncia liacutequida encontrada em lixotildees) O chorume contaminado com metais pesados contaminaraacute tambeacutem a terra e os lenccediloacuteis freaacuteticos
Marcelo Furtado coordenador da aacuterea de substacircncias toacutexicas do Greenpeace vecirc com bons olhos a determinaccedilatildeo do Conama A iniciativa serve como incentivo para que as empresas passem a reduzir o uso de substacircncias toacutexicas para evitar todo o processo de recolhimento de baterias e pilhas usadas
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diz Ele lembra que a tendecircncia eacute que substacircncias reciclaacuteveis sejam usadas cada vez mais para que a reutilizaccedilatildeo dos produtos seja constante
Danilo FantinelRedaccedilatildeo Terra
TEXTO 3Resoluccedilatildeo Nordm 257 de 30 de junho de 1999 Pilhas e baterias usadas
O Conselho Nacional do Meio Ambiente - Conama no uso das atribuiccedilotildees e competecircncias que lhe satildeo conferidas pela Lei no 6938 de 31 de agosto de 1981 e pelo Decreto no 99274 de 6 de junho de 1990 e conforme o disposto em seu Regimento Interno e Considerando os impactos negativos causados ao meio ambiente pelo descarte inadequado de pilhas e baterias usadas Considerando a necessidade de se disciplinar o descarte e o gerenciamento ambientalmente adequado de pilhas e baterias usadas no que tange agrave coleta reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final Considerando que tais resiacuteduos aleacutem de continuarem sem destinaccedilatildeo adequada e contaminando o ambiente necessitam por suas especificidades de procedimentos especiais ou diferenciados resolve Art 1o As pilhas e baterias que contenham em suas composiccedilotildees chumbo caacutedmio mercuacuterio e seus compostos necessaacuterias ao funcionamento de quaisquer tipos de aparelhos veiacuteculos ou sistemas moacuteveis ou fixos bem como os produtos eletro-eletrocircnicos que as contenham integradas em sua estrutura de forma natildeo substituiacutevel apoacutes seu esgotamento energeacutetico seratildeo entregues pelos usuaacuterios aos estabelecimentos que as comercializam ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelas respectivas induacutestrias para repasse aos fabricantes ou importadores para que estes adotem diretamente ou por meio de terceiros os procedimentos de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final ambientalmente adequada Paraacutegrafo Uacutenico As baterias industriais constituiacutedas de chumbo caacutedmio e seus compostos destinadas a telecomunicaccedilotildees usinas eleacutetricas sistemas ininterruptos de fornecimento de energia alarme seguranccedila movimentaccedilatildeo de cargas ou pessoas partida de motores diesel e uso geral industrial apoacutes seu esgotamento energeacutetico deveratildeo ser entregues pelo usuaacuterio ao fabricante ou ao importador ou ao distribuidor da bateria observado o mesmo sistema quiacutemico para os procedimentos referidos no caput deste artigo Art 2o Para os fins do disposto nesta Resoluccedilatildeo considera-se I - bateria conjunto de pilhas ou acumuladores recarregaacuteveis interligados convenientemente(NBR 703987) II - pilha gerador eletroquiacutemico de energia eleacutetrica mediante conversatildeo geralmente irreversiacutevel de energia quiacutemica(NBR 703987) III - acumulador chumbondashaacutecido acumulador no qual o material ativo das placas positivas eacute constituiacutedo por compostos de chumbo e os das placas negativas essencialmente por chumbo sendo o eletroacutelito uma soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico (NBR 703987) IV - acumulador (eleacutetrico) dispositivo eletroquiacutemico constituiacutedo de um elemento eletroacutelito e caixa que armazena sob forma de energia quiacutemica a energia eleacutetrica que lhe seja fornecida e que a restitui quando ligado a um circuito consumidor(NBR 703987) V - baterias industriais satildeo consideradas baterias de aplicaccedilatildeo industrial aquelas que se destinam a aplicaccedilotildees estacionaacuterias tais como telecomunicaccedilotildees usinas eleacutetricas sistemas ininterruptos de fornecimento de energia alarme e seguranccedila uso geral industrial e para partidas de motores diesel ou ainda tracionaacuterias tais como as utilizadas para movimentaccedilatildeo de cargas ou pessoas e carros eleacutetricos VI - baterias veiculares satildeo consideradas baterias de aplicaccedilatildeo veicular aquelas utilizadas para partidas de sistemas propulsores eou
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como principal fonte de energia em veiacuteculos automotores de locomoccedilatildeo em meio terrestre aquaacutetico e aeacutereo inclusive de tratores equipamentos de construccedilatildeo cadeiras de roda e assemelhados VII - pilhas e baterias portaacuteteis satildeo consideradas pilhas e baterias portaacuteteis aquelas utilizadas em telefonia e equipamentos eletro-eletrocircnicos tais como jogos brinquedos ferramentas eleacutetricas portaacuteteis informaacutetica lanternas equipamentos fotograacuteficos raacutedios aparelhos de som reloacutegios agendas eletrocircnicas barbeadores instrumentos de mediccedilatildeo de afericcedilatildeo equipamentos meacutedicos e outros VIII - pilhas e baterias de aplicaccedilatildeo especial satildeo consideradas pilhas e baterias de aplicaccedilatildeo especial aquelas utilizadas em aplicaccedilotildees especiacuteficas de caraacuteter cientiacutefico meacutedico ou militar e aquelas que sejam parte integrante de circuitos eletro-eletrocircnicos para exercer funccedilotildees que requeiram energia eleacutetrica ininterrupta em caso de fonte de energia primaacuteria sofrer alguma falha ou flutuaccedilatildeo momentacircnea Art 3o Os estabelecimentos que comercializam os produtos descritos no art1o bem como a rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelos fabricantes e importadores desses produtos ficam obrigados a aceitar dos usuaacuterios a devoluccedilatildeo das unidades usadas cujas caracteriacutesticas sejam similares agravequelas comercializadas com vistas aos procedimentos referidos no art 1o Art 4o As pilhas e baterias recebidas na forma do artigo anterior seratildeo acondicionadas adequadamente e armazenadas de forma segregada obedecidas as normas ambientais e de sauacutede puacuteblica pertinentes bem como as recomendaccedilotildees definidas pelos fabricantes ou importadores ateacute o seu repasse a estes uacuteltimos Art 5o A partir de 1o de janeiro de 2000 a fabricaccedilatildeo importaccedilatildeo e comercializaccedilatildeo de pilhas e baterias deveratildeo atender aos limites estabelecidos a seguir I - com ateacute 0025 em peso de mercuacuterio quando forem do tipo zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs II - com ateacute 0025 em peso de caacutedmio quando forem do tipo zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs III - com ateacute 0400 em peso de chumbo quando forem do tipo zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs IV - com ateacute 25 mg de mercuacuterio por elemento quando forem do tipo pilhas miniaturas e botatildeo Art 6o A partir de 1o de janeiro de 2001 a fabricaccedilatildeo importaccedilatildeo e comercializaccedilatildeo de pilhas e baterias deveratildeo atender aos limites estabelecidos a seguir I - com ateacute 0010 em peso de mercuacuterio quando forem do tipo zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs II - com ateacute 0015 em peso de caacutedmio quando forem dos tipos alcalina-manganecircs e zinco-manganecircs III - com ateacute 0200 em peso de chumbo quando forem dos tipos alcalina-manganecircs e zinco-manganecircs Art 7o Os fabricantes dos produtos abrangidos por esta Resoluccedilatildeo deveratildeo conduzir estudos para substituir as substacircncias toacutexicas potencialmente perigosas neles contidas ou reduzir o teor das mesmas ateacute os valores mais baixos viaacuteveis tecnologicamente Art 8o Ficam proibidas as seguintes formas de destinaccedilatildeo final de pilhas e baterias usadas de quaisquer tipos ou caracteriacutesticas I - lanccedilamento in natura a ceacuteu aberto tanto em aacutereas urbanas como rurais II - queima a ceacuteu aberto ou em recipientes instalaccedilotildees ou equipamentos natildeo adequados conforme legislaccedilatildeo vigente III - lanccedilamento em corpos daacutegua praias manguezais terrenos baldios poccedilos ou cacimbas cavidades subterracircneas em redes de drenagem de aacuteguas pluviais esgotos eletricidade ou telefone mesmo que abandonadas ou em aacutereas sujeitas agrave inundaccedilatildeo Art 9o No prazo de um ano a partir da data de vigecircncia desta resoluccedilatildeo nas mateacuterias publicitaacuterias e nas embalagens ou produtos descritos no art 1o deveratildeo constar de forma visiacutevel as advertecircncias sobre os riscos agrave sauacutede humana e ao meio ambiente bem como a necessidade de apoacutes seu uso serem devolvidos aos revendedores ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada para
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repasse aos fabricantes ou importadores Art 10 Os fabricantes devem proceder gestotildees no sentido de que a incorporaccedilatildeo de pilhas e baterias em determinados aparelhos somente seja efetivada na condiccedilatildeo de poderem ser facilmente substituiacutedas pelos consumidores apoacutes sua utilizaccedilatildeo possibilitando o seu descarte independentemente dos aparelhos Art 11 Os fabricantes os importadores a rede autorizada de assistecircncia teacutecnica e os comerciantes de pilhas e baterias descritas no art 1o ficam obrigados a no prazo de doze meses contados a partir da vigecircncia desta resoluccedilatildeo implantar os mecanismos operacionais para a coleta transporte e armazenamento Art 12 Os fabricantes e os importadores de pilhas e baterias descritas no art 1o ficam obrigados a no prazo de vinte e quatro meses contados a partir da vigecircncia desta Resoluccedilatildeo implantar os sistemas de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final obedecida a legislaccedilatildeo em vigor Art 13 As pilhas e baterias que atenderem aos limites previstos no artigo 6o poderatildeo ser dispostas juntamente com os resiacuteduos domiciliares em aterros sanitaacuterios licenciados Paraacutegrafo Uacutenico Os fabricantes e importadores deveratildeo identificar os produtos descritos no caput deste artigo mediante a aposiccedilatildeo nas embalagens e quando couber nos produtos de siacutembolo que permita ao usuaacuterio distinguiacute-los dos demais tipos de pilhas e baterias comercializados Art 14 A reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou a disposiccedilatildeo final das pilhas e baterias abrangidas por esta resoluccedilatildeo realizadas diretamente pelo fabricante ou por terceiros deveratildeo ser processadas de forma tecnicamente segura e adequada com vistas a evitar riscos agrave sauacutede humana e ao meio ambiente principalmente no que tange ao manuseio dos resiacuteduos pelos seres humanos filtragem do ar tratamento de efluentes e cuidados com o solo observadas as normas ambientais especialmente no que se refere ao licenciamento da atividade Paraacutegrafo Uacutenico Na impossibilidade de reutilizaccedilatildeo ou reciclagem das pilhas e baterias descritas no art 1o a destinaccedilatildeo final por destruiccedilatildeo teacutermica deveraacute obedecer as condiccedilotildees teacutecnicas previstas na NBR - 11175 - Incineraccedilatildeo de Resiacuteduos Soacutelidos Perigosos - e os padrotildees de qualidade do ar estabelecidos pela Resoluccedilatildeo Conama no 03 de 28 de junho de l990 Art 15 Compete aos oacutergatildeos integrantes do SISNAMA dentro do limite de suas competecircncias a fiscalizaccedilatildeo relativa ao cumprimento das disposiccedilotildees desta resoluccedilatildeo Art 16 O natildeo cumprimento das obrigaccedilotildees previstas nesta Resoluccedilatildeo sujeitaraacute os infratores agraves penalidades previstas nas Leis no 6938 de 31 de agosto de 1981 e no 9605 de 12 de fevereiro de 1998 Art 17 Esta Resoluccedilatildeo entra em vigor na data de sua publicaccedilatildeo
Publicado em 18-09-2008
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TEXTO 4 Pilhas e baterias podem ter primeiro avanccedilo significativo em 200 anos Redaccedilatildeo do Site Inovaccedilatildeo Tecnoloacutegica 15022006
Dois grupos de pesquisadores trabalhando isoladamente anunciaram quase ao mesmo tempo a descoberta do que poderaacute se tornar o mais importante avanccedilo nas baterias desde a sua invenccedilatildeo haacute mais de 200 anos Aleacutem dos aparelhos portaacuteteis uma infinidade de aplicaccedilotildees utiliza as baterias como fonte de energia de sistemas de no-breaks ateacute veiacuteculos hiacutebridos Mas sua tecnologia natildeo sofreu nenhum avanccedilo radical nos uacuteltimos anos
Cientistas dos Laboratoacuterios Bell e da empresa mPhase relataram a construccedilatildeo de um protoacutetipo de bateria inteligente a partir de materiais nanoscoacutepicos capaz de fornecer energia natildeo de forma contiacutenua como as pilhas e baterias tradicionais mas apenas quando essa energia for necessaacuteria
O protoacutetipo ainda eacute pequeno produzindo energia suficiente para alimentar um LED Mas os cientistas estatildeo entusiasmados com seu potencial
A nova bateria eacute a demonstraccedilatildeo praacutetica de uma descoberta feita pelos mesmos pesquisadores de que um eletroacutelito permanece sobre superfiacutecies nanoestruturadas ateacute ser estimulado a fluir Esse estiacutemulo eacute o gatilho para que a nova bateria comece a produzir eletricidade
Esse comportamento inteligente poderaacute permitir a ativaccedilatildeo das baterias quando necessaacuterio aumentando enormemente sua vida uacutetil
Ultracapacitores
Jaacute os pesquisadores Joel E Schindall John G Kassakian e Riccardo Signorelli do MIT Estados Unidos utilizaram membranas criadas com nanotubos de carbono para aprimorar um outro tipo de dispositivo de armazenagem de energia chamado ultracapacitor Com a melhoria o novo componente poderaacute vir a substituir as atuais pilhas e baterias
Os capacitores armazenam energia como um campo eleacutetrico o que os torna mais eficientes do que as baterias tradicionais que retiram sua energia de reaccedilotildees quiacutemicas Jaacute os ultracapacitores satildeo ceacutelulas de armazenamento funcionando no mesmo princiacutepio dos capacitores mas capazes de fornecer quantidades enormes de energia instantaneamente Eles jaacute satildeo utilizados em veiacuteculos experimentais principalmente aqueles movidos por ceacutelulas a combustiacutevel
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Ateacute agora poreacutem os ultracapacitores necessitavam ser muito maiores do que as baterias para fornecer a mesma quantidade de energia Os cientistas resolveram o problema lidando com os campos eleacutetricos em niacutevel atocircmico Eles utilizaram uma membrana construiacuteda com nanotubos de carbono alinhados verticalmente
A capacidade de armazenamento de um ultracapacitor depende da aacuterea superficial de seus eletrodos Atualmente esses eletrodos satildeo feitos de carbono ativado um material extremamente poroso o que se traduz em uma enorme aacuterea superficial Mas seus poros satildeo irregulares o que significa que essa aacuterea natildeo eacute tatildeo grande quanto poderia ser reduzindo a eficiecircncia do ultracapacitor
Jaacute os nanotubos de carbono tecircm um desenho perfeitamente regular aleacutem de possuir diacircmetros de apenas alguns poucos aacutetomos A membrana construiacuteda com eles apresenta uma aacuterea superficial muito maior o que se traduz em uma eficiecircncia incomparaacutevel no armazenamento de energia
Os cientistas afirmam jaacute deter a tecnologia para a fabricaccedilatildeo das membranas de nanotubos de carbono em qualquer formato o que poderaacute facilitar a fabricaccedilatildeo de ultracapacitores nos formatos das pilhas e baterias tradicionalmente utilizados em aparelhos eletrocircnicos
Questotildees desencadeadoras para discussatildeo dos textos
1 Cite algumas das questotildees ambientais relacionadas ao uso de pilhas e baterias Qual deve ser a postura da populaccedilatildeo em relaccedilatildeo a essas questotildees 2 Com base na legislaccedilatildeo apresentada explique como deve ser feito o descarte de pilhas e baterias Quais impecilhos poderatildeo dificultar o cumprimento da lei 3 Qual o destino que deve ser dado agraves pilhas que seratildeo descartadas Existem formas de reciclagem Quais 4 Considerando os impactos ambientais que podem ocorrer do descarte inadequado das pilhas e baterias qual a sua opiniatildeo sobre o uso delas Existe uma ideal Explique 5 Vocecirc acha que hoje eacute possiacutevel sobrevivermos sem o uso de pilhas e baterias
Aula 3 viacutedeo aulas de conscientizaccedilatildeo sobre descarte de pilhas
Nessa aula pode-se discutir com os alunos os problemas ambientais causados pelo descarte inadequado de pilhas e com isso incentivar o nosso aluno a uma nova mudanccedila de atitude em relaccedilatildeo ao meio ambiente e tomada de posiccedilatildeo ecologicamente correta Como sugestatildeo estatildeo um desenho animado e uma reportagem que podem ser abordadas com questotildees orais e escrita sobre a preocupaccedilatildeo com o descarte das pilhas e seus efeitos Pode-se pedir tambeacutem que elaborem textos do gecircnero artigo de opiniatildeo sobre o assunto em questatildeo (Sugere-se que os alunos assistam o filme WALL-E em casa e tragam seus pontos de vista para debate posterior em salaOutra maneira de trabalhar com esse tipo de recurso visual seria uma preacutevia ediccedilatildeo dos filmes indicados onde o professor selecionaria as cenas com a intenccedilatildeo de promover debates em sala )
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Questotildees para discussatildeo das miacutedias apresentadasque tambeacutem podem ser ferramentas para um debate
1 Sente-se um escravo da tecnologia atual ( especificamente aqueles que em curto espaccedilo de tempo geram lixo eletrocircnico tais como celular Ipod Iphone etc) 2 Ficou sensibilizado sobre a quantidade de lixo eletrocircnico que o homem produz 3 Haacute uma remota possibilidade de o Planeta ser recuperado 4 Qual a sua opiniatildeo sobre a mensagem que o filme Wall-E passa
Viacutedeo 1 IMPACTOS AMBIENTAIS Desenho animado sobre educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambiental retirado do site WWWyoutubecombr (1min e 45 segundos)
Viacutedeo 2 RECICLAGEM DE PILHAS Cidades e soluccedilotildees Globo News retirado do site WWWyoutubecombr (22 min e 35 segundos)
Viacutedeo 3WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
AVALIACcedilAtildeO DA UNIDADE
Ao final do estudo desta situaccedilatildeo de aprendizagem espera-se que o nosso educando tome uma posiccedilatildeo ecologicamente correta sabendo dos males que um descarte inadequado de pilhas e baterias possa causar ao meio ambiente
Situaccedilatildeo de aprendizagem 2 - Que tipos de materiais existem em uma pilha que a classifique como poluidora do meio ambiente
A partir de um experimento investigativo o nosso educando eacute instigado a pensar refletir sobre os componentes presentes em uma pilha e o principio de funcionamento desta Nesta situaccedilatildeo de aprendizagem os alunos seratildeo estimulados a dar explicaccedilotildees para as observaccedilotildees feitas e aplicaratildeo os conhecimentos que jaacute possuem sobre pilhas e baterias adquiridos na situaccedilatildeo anterior e atraveacutes de pesquisas posteriores ao experimento investigativo os alunos teratildeo contato com diversas fontes de pesquisa faratildeo anaacutelise das informaccedilotildees nelas contidas com o estabelecimento de relaccedilotildees entre elas para a elaboraccedilatildeo de conclusotildees Este processo estimula uma reflexatildeo efetiva dos alunos favorecendo uma aprendizagem mais significativa
Conteuacutedos e temas pilhas e aplicaccedilotildees das transformaccedilotildees que ocorrem com o envolvimento de eletricidade
Competecircncias e a habilidades avaliar a composiccedilatildeo das pilhas e o impacto que poderatildeo causar quando descartadas inadequadamente elencar impactos causados pelo uso industrial dos processos de eletroacutelise e discussotildees sobre a viabilidade do uso de diferentes fontes de energia
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Estrateacutegias leitura e discussotildees de textos debates realizaccedilatildeo de pesquisas e anaacutelise de resultados experimentais
Recursos livros didaacuteticos paradidaacuteticos perioacutedicos pesquisa na internet materiais para experimento
Nuacutemero de aulas 5
AULA 1 EXPERIMENTO INVESTIGATIVO Quais componentes estatildeo presentes em uma Pilha
Devido a toxidade presente nos componentes da pilha (chapa de accedilozincobastatildeo de carbonodioacutexido de manganecircs e cloretos de zinco e amocircnio) sugere-se um experimento de natureza demonstrativa tais como desmontar uma pilha passo a passo conforme figuras abaixo e tambeacutem pesquisar viacutedeos no youtube sobre desmontagem de pilhas ou pode produzir uma filmagem da desmontagem da pilha uma vez que a ideia eacute preservar o meio ambiente Entatildeo os viacutedeos satildeo uma ideia aceitaacutevel
A ideacuteia de trabalhar esse experimento eacute demonstrar para o aluno os componentes de uma pilha o aluno durante o experimento deve ser questionado a todo tempo sobre os materiais existentes em uma pilha e o que pode prejudicar o meio ambiente apoacutes o descarte
Sugestotildees de questotildees para os alunos
1 Quais os componentes presentes em uma pilha
2 Quantos materiais perigosos podem conter uma pilhaExplique por que esses materiais satildeo perigosos
3 Seraacute que os materiais de uma pilha podem ter alguma utilidade ao ser humano
Outra sugestatildeo eacute pedir para o aluno fazer um desenho da pilhas antes e depois do experimento
ROTEIRO EXPERIMENTAL DESMONTAGEM DE PILHA
OBJETIVO Mostrar a constituiccedilatildeo quiacutemica de uma pilha e obter a partir dela alguns reagentes aproveitaacuteveis em aulas praacuteticas de laboratoacuterio
MATERIAL
1 pilha comum
Canivete
Chave de fenda
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Alicate
Funil plaacutestico
Filtro de papel
Bico de bunsen ou lamparina com aacutelcool
Beacutequer (pyrex)
Tripeacute
Tela de amianto
Espaacutetula (ou palito de sorvete)
Baqueta de vidro
Erlenmeyer
REAGENTES
Aacutegua destilada
PROCEDIMENTO
1 Com auxilio de um canivete abrir a pilha ao longo da emendaretirando a proteccedilatildeo de accedilo
2 Desenrolar bem a chapa obtida
3 Retirar o papelatildeo ou plaacutestico que se encontra abaixo da chapa de accedilo
4 O zinco eacute a camada que vem logo a seguir devendo ser retirado lavado com aacutegua e detergente colocando-o para secar
5 Finalmente retirar o bastatildeo preto e central da pilha (bastatildeo de carbono)lavando-o igualmente com aacutegua e detergente e transferir o resto do conteuacutedo da pilha para um beacutequer ou um copo de vidro
6 Acrescentar agrave esta mistura aproximadamente 50 ml de aacutegua e agitar bem
7 Filtrar a misturarecolhendo o filtrado em um erlenmeyere em seguidaabrir o papel de filtro com resiacuteduo para deixaacute-lo secar
8 Depois de secoguarde o poacute preto obtido (dioacutexido de manganecircs)em um frasco rotulado
9 Aquecer o filtrado com o auxilio do bico de bunsen (ou lamparina )ateacute toda a aacutegua evaporar
10 Depois de filtrarguardar os cristais em um frasco devidamente rotulado
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O filtrado conteacutem a misturas de cloretos de zinco e amocircnio ambos soluacuteveis em aacutegua
Observaccedilatildeo O invoacutelucro de accedilo pode ser usado como cadinho para uma secagem raacutepida e de pequenas quantidades de dioacutexido de manganecircs obtido
BIBLIOGRAFIA BRAATHENPCet AL Curso de treinamento de professores de segundo grau- Moacutedulo de QuiacutemicaViccedilosaMGUniversidade Federal de Viccedilosa1989
A seguir sequumlecircncia de fotos da desmontagem de uma pilha
Figura 1-pilha antes da desmontagem
Figura 2-passo1 retirada do invoacutelucro
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Figura 3-passo 2 retirada da camada de papelatildeo
Figura 4-passo 3 retirada da parte superior
Figura 5-passo 4 retirada do bastatildeo de carbono
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Figura 6- passo 5 retirada do poacute preto de dioacutexido de manganecircs
Figura 7 passo 6 visualizaccedilatildeo do interior da pilha
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Figura 8-passo 7 visualizaccedilatildeo de todos os componentes presentes em uma pilha
Para colaborar na avaliaccedilatildeo dessa aula investigativa e demonstrativa o ideal seria que o professor retomasse as questotildees que foram aplicadas no inicio da aula
AULA 2 Pilhas e baterias conceituaccedilatildeo a partir de pesquisas em livros didaacuteticos paradidaacuteticos internet e revistas especializadas
Com intuito de melhorar o conhecimento cientiacutefico dos alunos pode-se orientaacute-los para realizarem uma pesquisa literaacuteria sobre o que vem a ser pilha e bateria e os possiacuteveis problemas ambientais causados pelos usos e descarte inadequados destes Esta pesquisa pode ser realizada em grupo ou individualmente em sala ou extraclasse (a criteacuterio do professor) O objetivo da pesquisa eacute que os alunos com o auxilio do professor durante a aula aprenda transpor a linguagem da ciecircncia comum para a linguagem cientiacutefica compreendendo termos teacutecnicos especiacuteficos da Quiacutemica para opinar e atuar como cidadatildeo ou profissional num futuro proacuteximo de forma eacutetica
AULA 3 Visita virtual a uma induacutestria de reciclagem
Apoacutes discussotildees introdutoacuterias feitas na situaccedilatildeo de aprendizagem anterior pode-se fazer uma visita virtual no site do youtube onde poderatildeo assistir a um filme ( 5 minutos de duraccedilatildeo) da empresa de reciclagem de pilhas SUZAQUIM tem-se a possibilidade de se observar um processo quiacutemico de reciclagem de pilhas e baterias ( a visita fiacutesica eacute praticamente impossiacutevel de se realizar devido ao ambiente ser improacuteprio para essa finalidade) Finaliza-se essa primeira etapa do processo de aprendizagem pedindo aos alunos um relatoacuterio na forma de artigo de
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opiniatildeo sobre a importacircncia da reciclagem de pilhas em favor do meio ambiente e a necessidade de maiores investimentos nessa aacuterea
AULA 4 Modelo de pilha ideal
Considerando que agrave essa altura os nossos alunos jaacute tenham conhecimento sobre descarte de pilhas e baterias podemos inicializar a segunda etapa da unidade didaacutetica propondo que criem um modelo ideal de pilha (que impacte minimamente o meio ambiente) Essa atividade pode ser realizada em grupo os alunos teratildeo como material base informaccedilotildees jaacute trabalhadas anteriormente
Pode-se sugerir temas como
Pilhas recarregaacuteveis
Fontes de energias alternativas
Utilizaccedilatildeo de metais natildeo agressivos ao meio ambiente ou novos processos de eletroacutelise
Professor e alunos levaratildeo agrave sala de aula livros didaacuteticos paradidaacuteticos perioacutedicos e materiais da internet para consulta e realizaccedilatildeo da atividade propostaOs alunos seratildeo orientados pelo professor para em grupo montarem um modelo ideal de pilha que poderaacute ser apresentada na aula seguinte em forma de seminaacuterio experimento demonstrativo slides ou filmagens
Observaccedilatildeo para facilitar o trabalho o professor pode pedir aos alunos que usem os recursos mencionados acima para confecccedilatildeo do material a ser apresentado extraclasse
AULA 5 Modelos de pilhas produzidos apresentaccedilatildeo
Nesta aula o objetivo eacute que os alunos apresentem o seu modelo ideal de pilha escolhidos e idealizados na aula anterior e produzidos extraclasse Natildeo resta a menor duacutevida que seraacute um facilitador para o aprofundamento dos conteuacutedos gerais e especiacuteficos desta unidade didaacutetica Para que isso aconteccedila pode-se desencadear uma discussatildeo e um acordo coletivo para escolha da melhor pilha apresentada para que a haja compreensatildeo do processo de transformaccedilatildeo de energia quiacutemica em eleacutetrica
Para finalizar esta situaccedilatildeo de aprendizagem podemos avaliar os nossos alunos propondo as questotildees abaixo sugere-se que sejam realizadas individualmente pelos alunos pois somente desta maneira o professor poderaacute diagnosticar se houve o aprendizado real e significativo
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Questotildees sugeridas
1 Eacute possiacutevel produzir energia eleacutetrica atraveacutes de uma transformaccedilatildeo quiacutemica
2 Explique o surgimento da energia eleacutetrica nas transformaccedilotildees quiacutemicas
3 Podemos montar uma pilha ecologicamente correta
4 O funcionamento de uma pilha soacute acontece atraveacutes de transformaccedilatildeo quiacutemica Explique
Situaccedilatildeo de aprendizagem 3- O lado cientiacutefico da Pilha
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem permitiraacute aos alunos compreenderem o funcionamento de uma pilha( conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica ) e a produccedilatildeo de novos materiais atraveacutes da eletrolise (conversatildeo natildeo espontacircnea energia eleacutetrica em quiacutemica) com experimentos
Conteuacutedos e temas eletroacutelise reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo seacuterie de reatividade de metais
Competecircncias e habilidades compreender que existem transformaccedilotildees quiacutemicas que ocorrem com transferecircncia de eleacutetrons e podem gerar corrente eleacutetrica prever a ocorrecircncia de transformaccedilotildees quiacutemicas com a utilizaccedilatildeo da seacuterie de reatividade de metais
Estrateacutegias textos jornaliacutesticos experimentos abordagem investigativa com perguntas
Avaliaccedilatildeo anaacutelise dos resultados experimentais
Recursos materiais para o experimentolousa e giztabelas
Nuacutemero de aulas 4
AULA 1 O experimento da pilha do Daniel
Nessa aula propotildee ao professor a sugestatildeo de roteiro experimental da pilha de Daniel Esse experimento eacute bastante comum e o professor pode fazecirc-lo de maneira demonstrativa ou dividir a sala em grupos para sua realizaccedilatildeo Eacute importante orientar os alunos para que observem atentamente os estados iniciais e finais das placas metaacutelicas assim como da soluccedilatildeo em relaccedilatildeo agrave coloraccedilatildeo brilho e outros aspectos para que a aprendizagem ocorra de forma plena
Questotildees que poderatildeo auxiliar os alunos durante a execuccedilatildeo do experimento
1 As placas mudaram de cor apoacutes serem mergulhadas na soluccedilatildeo Explique
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2 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
3 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
4 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
1 Limpar as placas com palha de accedilo 2 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 3 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 4 Interligar os dois potes com a ponte salina
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5 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 6 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo PauloEdusp 1998
Caso o professor deseje trabalhar outros experimentos abaixo estatildeo descritos alguns (roteiros) para trabalhar o processo de eletroacutelise Dentre eles alguns satildeo bastante simples podem ser realizados de maneira demonstrativa pelo professor ou pelos alunos (divididos em grupo)
1ordf sugestatildeo de experimento
Quem natildeo gosta de receber o troco das compras em moedas novinhas O que ningueacutem gosta mas tem que aceitar eacute aquele monte de moedas enferrujadas e com aparecircncia envelhecida Mas por que elas adquirem este aspecto Tudo comeccedila pela composiccedilatildeo das moedas que satildeo obtidas atraveacutes de ligas metaacutelicas soacute por este fato jaacute se nota porque as moedas satildeo mais resistentes do que notas As ceacutedulas de dinheiro satildeo feitas com papel especial (papel moeda) que eacute resistente mas com o passar de matildeo em matildeo ficam velhas e se rasgam A umidade presente em nossas matildeos eacute que realiza o estrago e as moedas natildeo escapam elas ficam escurecidas devido agrave oxidaccedilatildeo As moedas constituem um dinheiro muito manuseado sendo assim fica inevitaacutevel que entre em contato com a umidade e exposiccedilatildeo ao oxigecircnio fatores necessaacuterios para que ocorra a reaccedilatildeo de oxidaccedilatildeo Mas saiba agora que existe um truque para deixar suas moedinhas novinhas em folha
O que vamos demonstrar a seguir pode ser usado em sala de aula como um experimento de Quiacutemica
Reaccedilotildees de oxidaccedilatildeo em moedas
Vamos usar como exemplo a moeda de 5 centavos pois eacute uma das mais manuseadas Portanto peccedila a seus alunos que tragam moedas envelhecidas neste valor
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Vocecirc sabe de que esta moeda eacute feita Eacute composta de Accedilo e recoberta com Cobre e agrave medida que vai sendo usada vai se formando uma camada de oacutexido de cobre sobre ela Veja a equaccedilatildeo do processo 2 Cu + frac12 O2 rarr Cu2O
O metal Cobre presente na moeda eacute oxidado e forma o monoacutexido de Dicobre (Cu2O) o qual tem coloraccedilatildeo escura daiacute o porquecirc daquela cor horriacutevel O segredo para que as moedas tornem a ficar como eram antes (brilhantes e avermelhadas) eacute deixaacute-las de molho em aacutecido cloriacutedrico Equaccedilatildeo que representa a lavagem Cu2O + 2 HCl rarr Cu2Cl2 + H2O
Como se vecirc na equaccedilatildeo acima o oacutexido reage com aacutecido cloriacutedrico (HCl) e daacute origem a um sal de cobre (Cu2Cl2) esta reaccedilatildeo permite agrave moeda adquirir aparecircncia de nova Por Liacuteria Alves Graduada em Quiacutemica Equipe Brasil Escola
2ordf sugestatildeo de experimento
Pilha de Limatildeo
ou Pilha de Laranja ou ainda Pilha de Batata
Eacute possiacutevel obter eletricidade a partir de um limatildeo Sim natildeo soacute satildeo as pilhas comuns que podem gerar eletricidade E o mais legal eacute que na falta do limatildeo vocecirc pode usar uma laranja ou mesmo uma batata
Na verdade a corrente eleacutetrica surge a partir dos potenciais eleacutetricos de dois metais que satildeo cravados no limatildeo na laranja
e na batata O caraacuteter aacutecido do limatildeolaranja e o caraacuteter baacutesico da batata ajudam na conduccedilatildeo da eletricidade Mas o que eacute que causa esta corrente Pense um pouco antes de prosseguir a leitura
Bom depois de esperar vocecirc pensar um pouquinho vamos prosseguir dois pedaccedilos de metal satildeo usados O melhor resultado surge da combinaccedilatildeo de zinco e cobre mas tambeacutem pode ser usado zinco e alumiacutenio ou ainda latatildeo e alumiacutenio
Alguns tipos de pregos conteacutem zinco e o cobre pode ser encontrado na forma de fios e mesmo na composiccedilatildeo de algumas moedas Pode-se tambeacutem utilizar (na falta destes) uma taxinha destas de latatildeo e um clips
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Apoacutes fincaacute-los no limatildeo (ou laranja ou batata) e uniacute-los por fios pode-se ligaacute-los a um pequeno aparelho eleacutetrico O melhor resultado se daacute usando um destes reloacutegios eletrocircnicos - tira-se a pilha deste e faz-se a ligaccedilatildeo dos fios positivo e negativo nos pequenos terminais do reloacutegio A corrente produzida eacute suficiente para acendecirc-lo ainda que por alguns minutos Natildeo esqueccedila de antes limpar as peccedilas de metal e evitar que elas se toquem no interior do limatildeo (ou da laranja ou ainda da batata)
Cuidados no Experimento
A eletricidade produzida eacute na realidade muito pequena para acender uma lacircmpada comum mesmo as menores Mas eacute possiacutevel acender uma pequena lampadinha se vocecirc quiser substituindo o limatildeo por uma soluccedilatildeo de aacutegua + sal Assim como na soluccedilatildeo salina existem no limatildeo batata e laranja alguns sais que se dissociam em iacuteons positivos e negativos e cada um destes tipos de iacuteons migram para os terminais metaacutelicos O certo eacute dizer que houve uma conduccedilatildeo iocircnica no interior do limatildeo da laranja e da batata Jaacute nos terminais satildeo os eleacutetrons dos metais que migram alcanccedilando o reloacutegio e fazendo-o funcionar com a corrente de eleacutetrons Esta eacute a diferenccedila
Uma lampadinha (ou mesmo um LED - uma lacircmpada especial destas coloridas que existem nos aparelhos de TV e de som esteacutereo geralmente nas cores vermelha e verde) satildeo materiais muito baratos e facilmente encontraacuteveis nas lojas de produtos eleacutetricos Para se acender uma destas lampadinhas eacute necessaacuterio 15 volt e alguns miliamperes o que eacute difiacutecil de se conseguir com apenas 1 limatildeo laranja ou batatinha
A voltagem tambeacutem varia de limatildeo para limatildeo laranja para laranja e batata para batata dependendo de vaacuterios fatores incluindo a acidezbasicidade teor de sais aacutegua Por exemplo um limatildeo pode acender um pequeno circuito eleacutetrico por pouco tempo e soacute Procure testaacute-lo com um voltiacutemetro (um medidor de tensatildeo eleacutetrica) Se for muito difiacutecil mesmo trabalhar com apenas um tente experimentar uma ligaccedilatildeo em seacuterie lacircmpada-cobre-limatildeo-zinco-fio-cobre-limatildeo-zinco-lacircmpada O resultado eacute mais visiacutevel
cienciaemcasacienciavivaptpilha_limaohtml
3ordf sugestatildeo de experimento
Pilha de Batata
Objetivo
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Estudar o funcionamento das ceacutelulas voltaacuteicas e associaccedilotildees em seacuterie Uma batata cortada pela metade duas plaquinhas de cobre e duas plaquinhas de zinco permitem a confecccedilatildeo de uma batateria capaz de acionar um reloacutegio digital por pelo menos dois meses Com certos cuidados os quais comentaremos esse tempo de uso pode ser estendido para cerca de quatro meses
Apresentaccedilatildeo
Os modernos reloacutegios digitais a cristal de quartzo requerem uma baixiacutessima intensidade de corrente eleacutetrica para seu funcionamento Se vocecirc tiver um bom microamperocircmetro poderaacute constatar que ela seraacute algo como 15 x 10-6 A sob tensatildeo eleacutetrica (ddp) de 135 V Eacute devido a isso que tais reloacutegios podem funcionar com as minuacutesculas baterias bototildees que geram uma fem entre 12 a 14 volts notadamente as baterias com ceacutelulas de mercuacuterio Os experimentos a seguir aproveitam-se dessa propriedade inerente aos circuitos eletrocircnicos --- funcionarem com baixiacutessimas intensidades de corrente eleacutetrica
O que faremos essencialmente seraacute construir baterias a partir de duas ceacutelulas voltaacuteicas que produziratildeo cada uma 06 a 07 V Dois eletrodos distintos (plaquinhas de cobre e zinco) seratildeo introduzidos em meias-batata (ou quiabo ou limatildeo ou abacaxi etc) e associados em seacuterie de modo a constituiacuterem uma bateria [associaccedilatildeo de duas pilhas primaacuterias (ceacutelulas voltaicas)]
Fazendo uma pilha primaacuteria
Corte uma batata pela metade Corte duas chapinhas uma de cobre outra de zinco com cerca de (2 x 4) cm Qualquer espessura das chapinhas entre 1 e 2 mm serviraacute essas chapinhas seratildeo os eletrodos da pilha primaacuteria Solde em cada uma dessas plaquinhas um fio de cobre flexiacutevel (cabinho 22) com cerca de 20 cm de comprimento (descasque as extremidades e estanhe-as --- passe solda) Espete as plaquinhas na meia-batata (bem perpendicular agrave superfiacutecie cortada) deixando para fora apenas cerca de 1 cm e separada por cerca de 08 cm Natildeo deixe as plaquinhas se encontrarem dentro da meia-batata Veja a ilustraccedilatildeo
Fazendo a batateria
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Essa pilha de meia-batata apresentaraacute forccedila eletromotriz (fem) de cerca de 07 V o que pode ser constatado mediante um bom voltocircmetro (resistecircncia interna grande) conectado aos dois fios indicados acima Como iremos necessitar de cerca de 14 V para acionar o reloacutegio digital deveremos construir uma bateria a partir de duas dessas pilhas primaacuterias e associando-as em seacuterie como se ilustra
Preparando o reloacutegio
Qualquer reloacutegio digital que utilize uma bateria botatildeo poderaacute ser usado O que utilizei eacute um CITIZEN - CRYSTON LC A primeira coisa a fazer eacute remover a tampinha em forma de disco do alojamento da bateria botatildeo Retire a bateria pifada Olhe bem para essa bateria e repare que o corpo dela corresponde ao poacutelo positivo enquanto que o botatildeo superior corresponde ao poacutelo negativo Veja dentro do local de alojamento dessa bateria as duas lacircminas de contato uma que encosta no poacutelo positivo da bateria e outra que encosta no poacutelo negativo Solde nessa pequenas lacircminas dois pedaccedilos de cabinho 22 um vermelho ligado na lacircmina positiva e um preto ligado na lacircmina negativa
O fio que vem da plaquinha de cobre da batateria deve ser ligado ao fio vermelho do reloacutegio e o fio que vem da plaquinha de zinco da batateria deve ser ligado ao fio preto do reloacutegio
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Pronto O reloacutegio jaacute deve estar funcionando Eis as ilustraccedilotildees de minha montagem
Agrave esquerda a proteccedilatildeo de madeira para a montagem numa divisatildeo foi feito o orifiacutecio para inserir o reloacutegio na outra foi colocado um pires quadrado para conter as meias-batatas Agrave direita um destaque da montagem Abaixo detalhes da parte posterior da montagem
Anaacutelise do circuito
A tensatildeo eleacutetrica uacutetil (U) entre os terminais de cada pilha primaacuteria pode ser expressa em termos de sua fem (E) de sua resistecircncia interna (r) e da corrente de intensidade i que por ela circula assim U = E - ri mostrando claramente que a tensatildeo uacutetil depende da intensidade da corrente eleacutetrica solicitada (i)
Em circuito aberto um bom voltocircmetro (Rvint--gt conectado aos eletrodos fornece Uaberto= E pois iaberto = 0 Um bom amperocircmetro (Raint--gt0) conectado diretamente entre os eletrodos (curto-circuitando a pilha) fornece Icc = Er uma vez que Ucc = 0 Da leitura da fem E (via voltocircmetro) e da corrente de curto circuito icc
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(via amperocircmetro) obtemos r = Eicc Para nossa montagem esse valor resultou ao redor dos 3 000 ohms e E = 07 V
Para as duas pilhas em seacuterie formando nossa batateria teremos Ebat = 14 V
e rbat = 6 000
Sob ddp uacutetil de 12 V teremos i = (Ebat- U)r = (14 - 12)6000 = 3 x 10-5 A que satildeo suficientes para o funcionamento do reloacutegio digital
Como dissemos como eletroacutelito podemos usar limatildeo abacaxi pepino uvas cebolas etc e como eletrodos podemos usar os pares cobrezinco magneacutesioferro alumiacuteniocobre prego zincadocobre etc Para cada par deve-se testar antes de ligar no reloacutegio qual a polaridade obtida (sob risco que queimar o cristal de quartzo) para a bateria Por exemplo se for usado eletrodos de magneacutesio e de ferro o magneacutesio seraacute o terminal negativo e o ferro o terminal positivo Calculadoras e jogos eletrocircnicos tambeacutem funcionam com tais baterias culinaacuterias Eis abaixo uma tomateria uma bateria de tomates
Mais teoria As reaccedilotildees nas ceacutelulas voltaacuteicas satildeo
catodo Zn lt==gt Zn2 + 2e anodo 2H+ + 2e lt==gt H2
A FEM da reaccedilatildeo vem expressa por E(ZnZn22H+H2) = Eo +
(RTnF)ln([Zn2+][H+]2) O eletrodo de cobre opera apenas como coletor de eleacutetrons podendo ser substituiacutedo por platina ou outro metal inerte
httpwwwfeiradecienciascombrsala1212_21asp
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Aulas 2 e 3 Reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo e o uso da tabela de potenciais de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo
Com a utilizaccedilatildeo dos dados recolhidos pelos alunos sobre o experimento anterior pode-se introduzir o conteuacutedo sobre reaccedilotildees de oxirreduccedilatildeo e o uso da tabela de potenciais de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo
Para facilitar a inicializaccedilatildeo do conteuacutedo pode-se retomar algumas questotildees dos experimentos anteriores
1 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 2 Como a energia eleacutetrica foi obtida 3 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 4 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 5 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 6 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 7 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 8 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha Conteuacutedo sugerido para trabalhar o conceito de reaccedilatildeo de oxidorreduccedilatildeo
A eletroquiacutemica eacute o estudo sobre a transferecircncia de eleacutetrons entre diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-versa Pilhas e baterias satildeo reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo capazes de gerar corrente eleacutetrica Eletroacutelise satildeo reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo produzidas pela passagem da corrente eleacutetrica Numa eletrolise existe os seguintes termos CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e mergulhados num eletroacutelito ELETRODOS Satildeo as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica ELETROacuteLITOS Satildeo as soluccedilotildees que conduzem a corrente eleacutetrica AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula entra na soluccedilatildeo CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula deixa a soluccedilatildeo IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na soluccedilatildeo Resumo
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons aumenta o numero de oxidaccedilatildeo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons diminui o numero de oxidaccedilatildeo
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Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz o numero de oxidaccedilatildeo diminui
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida o numero de oxidaccedilatildeo aumenta
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em energia eleacutetrica
BIBLIOGRAFIA sobre o conceito de oxidorreduccedilatildeo Programa de ensino para jovens e adultosescola da juventude Ciecircncias da NaturezaMatemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemicaeditora iacutecone ltdaSatildeo Paulo
Figura retirada WWWgooglecombr
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
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A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu
++ Isso provocaraacute
diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo
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que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
AULA 4 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o experimento da pilha de Daniel
Confecccedilatildeo de relatoacuterio pode-se trabalhar produccedilatildeo de textos do gecircnero artigo de opiniatildeo (conclusatildeo) e resumos ( introduccedilatildeo) Com o relatoacuterio em matildeos o
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professor poderaacute avaliar se houve aprendizagem real ou natildeo Espera-se que os alunos possam descrever em seu relatoacuterio os seguintes toacutepicos
Na pilha de Daniel o eletrodo de cobre metaacutelico que recebe eleacutetrons eacute chamado de caacutetodo ou terminal positivo e a lacircmina de zinco que cede eleacutetrons eacute o acircnodo ou terminal negativo O conjunto montado no experimento eacute uma pilha de Daniell com ponte salina A placa de zinco fornece eleacutetrons oxidando-se atraveacutes do fio para a placa de cobre que reduziraacute iacuteons de cobre na soluccedilatildeo Os eleacutetrons passando atraveacutes do fio iratildeo alimentar o cartatildeo musical Invertendo-se os fios de ligaccedilatildeo da pilha o terminal negativo do cartatildeo musical estaraacute ligado ao caacutetodo da pilha e o terminal positivo ao acircnodo Esta inversatildeo do sentido da corrente natildeo permite que o cartatildeo musical funcione
Sugestatildeo de modelo de relatoacuterio
RELATOacuteRIO
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em sete itens principais
Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram utilizados no experimento
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32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o experimento
5 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2 ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
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baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Conteuacutedo e temas impactos ambientais relacionado ao uso de pilhas e baterias
Competecircncias e habilidades identificar os impactos ambientais causados pelo descarte inadequado de pilhas e baterias avaliar como a composiccedilatildeo das pilhas pode causar possiacuteveis impactos relacionar os impactos causados pelas induacutestrias nos processos de eletroacutelise refletir sobre a importacircncia da adoccedilatildeo de posturas conscientes com relaccedilatildeo ao consumo e descarte de pilhas e baterias
Estrateacutegias elaboraccedilatildeo de mural produccedilatildeo de folder
Recursos biombos para anexar material produzido cartolinas fitas adesivas
Avaliaccedilatildeo participaccedilatildeo e envolvimento
Nuacutemero de aulas 3
AULA 1 Elaboraccedilatildeo de mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias os alunos finalizaratildeo a segunda etapa desta unidade didaacutetica construindo seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo Nesse momento comeccedila-se a desenvolver a terceira etapa dessa unidade ( que eacute uma das mais importantes)pois os alunos iratildeo aplicar o que aprenderam preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo em um local estrateacutegico da escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas sobre o assunto estudado O nosso estudante nesta etapa final da unidade temaacutetica poderaacute desenvolver accedilotildees sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente e tambeacutem composiccedilatildeo de muacutesicas sobre os assuntos abordados
AULA 2 A escola como ponto de coleta de pilhas e baterias
Os alunos apoacutes terem finalizado o trabalho da aula anterior poderatildeo distribuir agrave comunidade o material confeccionado sensibilizando-a buscando parcerias para que a escola seja um ponto de coleta desses materiais pois somente com accedilotildees dessa natureza podemos acreditar que possam desenvolver a accedilatildeo social e ambiental desejada
AULA 3 Retomada das questotildees diagnoacutesticas poacutes desenvolvimento da unidade didaacutetica
Eacute importante retomar as questotildees aplicadas no iniacutecio dessa unidade pois somente assim teremos a certeza do quanto os alunos assimilaram de conhecimento cientiacutefico Muito importante nesse momento tambeacutem eacute poder avaliaacute-los como indiviacuteduos atuantes na sociedade
AULA 4 Avaliaccedilatildeo final
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Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos (sugere-se que contenha mapa conceitual dos conteuacutedos apreendidos) e devolutiva das questotildees comentadas
Consideraccedilotildees finais
A eletroquiacutemica trabalhada da forma que estaacute sendo apresentada nessa unidade didaacutetica leva o aluno a adquirir conhecimentos de maneira significativa O ensino atraveacutes da experimentaccedilatildeo o faraacute tirar suas proacuteprias conclusotildees e ter um aprendizado real produzindo nele mudanccedila de postura diante dos fatos observados refletindo e opinando criticamente frente a informaccedilotildees que poderaacute encontrar doravante sobre o assunto
A participaccedilatildeo e a integraccedilatildeo do aluno nas aulas tecircm que ser consideradas ponto de partida para que o mesmo possa compreender que as transformaccedilotildees quiacutemicas fazem parte do seu cotidiano Toda tecnologia existente eacute produto dessas transformaccedilotildees
Finalizando o estudo dessa unidade espera-se que o aluno natildeo soacute compreenda a importacircncia das transformaccedilotildees quiacutemicas mas que esteja envolvido a ponto de adotar uma postura responsaacutevel em relaccedilatildeo aos impactos ambientais causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e baterias e dentro dessa nova postura possa tomar decisotildees e atuar de forma eacutetica no meio em que vive
REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
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9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
14- Programa de ensino para jovens e adultos escola da juventude Ciecircncias da Natureza Matemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemica Editora Iacutecone Ltda Satildeo Paulo
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Imagem maisumtekofileswordpresscom
2009
Katia Regina Varela Roa-DE SUZANO
Gilson Silva ndashDE CAEIRAS
Leonardo Bassi Ubeda das Neves-DE SUZANO
Massuko Sawayama Warigoda-DE MOGI DAS
CRUZES
GEPEQ- USP CURSO DE FORMACcedilAtildeO
CONTINUADA DE PROFESSORES 2008 2009
28082009
PILHAS E BATERIAS USOS E DESCARTES X IMPACTOS AMBIENTAIS Caderno do aluno
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Situaccedilatildeo de aprendizagem 1- As pilhas e baterias que fazem parte do nosso lixo eletrocircnico podem ser prejudiciais ao ser humano
Por meio desta primeira situaccedilatildeo de aprendizagem vocecirc poderaacute reconhecer
que quando descartadas incorretamente pilhas e baterias podem prejudicar o meio
ambiente apesar de indispensaacutevel para o homem E tambeacutem pode comeccedilar a
refletir o porquecirc dessa questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil toneladas de lixo eletrocircnico
por hora dentro deste destacam-se pilhas e baterias Este lixo eacute jogado na
natureza provocando vaacuterios problemas ambientais Quais os problemas
ambientais que as pilhas e baterias provocam na natureza e como podemos
evitaacute-losrdquo
Atividade 1Refletindo sobre pilhas e baterias x impactos ambientais
1 O que vocecirc entende por pilhas E baterias
2 Elas satildeo imprescindiacuteveis na atualidade Onde
3 Existe alguma relaccedilatildeo entre pilha eletricidade e transformaccedilotildees quiacutemicas
4 Que tipo de material(is) vocecirc acha que eacute(satildeo) necessaacuterio(os) para se construir
uma pilha
5 Cite alguns problemas ambientais relacionados ao uso e descarte de pilhas e
baterias Qual deve ser sua postura em relaccedilatildeo a esses problemas
Atividade 2 Pilhas e Baterias x impactos ambientais
Leitura e Anaacutelise de textos
TEXTO 1 Descarte de pilhas e baterias eacute problema seacuterio para meio ambiente
O Brasil eacute o uacutenico paiacutes da Ameacuterica do Sul que regulamenta a fabricaccedilatildeo venda e destinaccedilatildeo final de pilhas e baterias Com a entrada da Resoluccedilatildeo 257 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama) que dispotildee sobre estes resiacuteduos em vigor desde junho de 2001 o Ibama passou a fiscalizar esses limites Ou pelo menos era o que deveria acontecer Em Cuiabaacute por exemplo o gerente do oacutergatildeo Hugo Scheuer declarou natildeo estar a par do assunto mas garantiu ser este seu proacuteximo objetivo por considerar o descarte destes resiacuteduos um problema de grande amplitude Mas enquanto isso o que fazer com pilhas e baterias principalmente as de celulares quando acabam Esta duacutevida eacute frequumlente em toda a populaccedilatildeo
Considerados toacutexicos o lanccedilamento desses resiacuteduos em lixotildees nas margens das estradas ou em terrenos baldios compromete a qualidade ambiental e de vida da populaccedilatildeo Os resiacuteduos pesados quando aterrados migram para partes mais profundas do solo Com isso podem atingir o lenccedilol freaacutetico contaminando a flora e a fauna das regiotildees proacuteximas e ainda causar doenccedilas que variam de lesotildees cerebrais a disfunccedilotildees renais e pulmonares passando por distuacuterbios visuais e
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anemia Segundo a Resoluccedilatildeo 257 os fabricantes e importadores satildeo os responsaacuteveis pelo recolhimento do material e sua destinaccedilatildeo final o que deve ser fiscalizado pelos oacutergatildeos puacuteblicos ambientais Mas em Cuiabaacute apesar do site do Ministeacuterio do Meio Ambiente indicar o endereccedilo de 28 postos nenhum deles efetua o recolhimento apenas duas empresas de celulares recolhem as baterias em seus postos de venda (Vivo e Americel) e a fiscalizaccedilatildeo do Ibama eacute inexistente A Resoluccedilatildeo estabelece que as pilhas e baterias apoacutes o seu esgotamento energeacutetico devem ser entregues pelos usuaacuterios aos estabelecimentos que as comercializam ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelas respectivas induacutestrias Estas por sua vez devem repassaacute-las aos fabricantes e importadores para que passem por procedimentos de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final ambientalmente adequada No artigo 13deg estaacute previsto que as pilhas e baterias que atenderem aos limites previstos no artigo 6deg podem ser dispostas juntamente com os resiacuteduos domiciliares em aterros sanitaacuterios licenciados Mas por falta de aterros licenciados a maior parte das baterias e pilhas usadas continuam tendo os lixotildees irregulares como destino significando um risco para o meio ambiente e para as pessoas Apenas 30 destes resiacuteduos satildeo reciclados No Brasil uma empresa chamada Suzaquim anuncia que deteacutem um processo de reciclagem de baterias
Dependendo do material de que satildeo constituiacutedas pilhas e baterias podem ser jogadas em lixo domeacutestico As pilhas secas composta por zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs as mais consumidas para uso domeacutestico tecircm em sua maioria operado nos limites estabelecidos pelo artigo 6deg da Resoluccedilatildeo 257 As baterias de telefone sem fio de filmadoras de celular ou outros tipos normalmente recarregaacuteveis devem ser devolvidas agraves lojas Os fabricantes estatildeo obrigados a informar nas embalagens a necessidade ou natildeo de devoluccedilatildeo
O Brasil produz cerca de 800 milhotildees de pilhas comuns por ano o que representa seis unidades por habitante Deve-se lembrar que uma uacutenica pilha contamina o solo durante 50 anos Circulam anualmente 10 milhotildees de baterias de celular 12 milhotildees de baterias automotivas e 200 mil baterias industriais Do total de pilhas e baterias consumidas no paiacutes quase 70 satildeo constituiacutedas principalmente por zinco e caacutedmio aproximadamente 30 por amocircnia e manganecircs Ao se desfazer de pilhas e baterias usadas em local inadequado pode-se contaminar o solo a aacutegua e o ar Atraveacutes da cadeia alimentar esse produto chega aos seres humanos causando doenccedilas que afetam o sistema nervoso central Todos satildeo considerados bioacumulativos - acumula-se no organismo ao longo do tempo
RECICLAVEISCOMBR
Texto 2 Metais pesados contaminam meio ambiente e oferecem riscos agrave
sauacutede puacuteblica
Estima-se que cada bateria ou pilha depositada de forma inadequada no meio
ambiente contamine uma aacuterea de um metro quadrado Entretanto o dano ambiental
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pode ser maior se a quantidade desses equipamentos jogados em lixotildees for muito
alta
A dissoluccedilatildeo de metais pesados depositados em aterros
sanitaacuterios improacuteprios pode contaminar lenccediloacuteis freaacuteticos e o
ambiente local Em aterros a dissoluccedilatildeo dos metais eacute mais faacutecil
devido agrave acidez da aacuterea Isso facilita a acumulaccedilatildeo de metais
pesados na cadeia alimentar atraveacutes da contaminaccedilatildeo de
animais e vegetais que podem causar a intoxicaccedilatildeo de seres humanos que venham
a consumir esses alimentos afetados Metais pesados como chumbo caacutedmio
mercuacuterio e seus compostos podem provocar graves doenccedilas neuroloacutegicas aleacutem de
afetar a condiccedilatildeo motora
Pilhas e baterias comuns (pequenas usadas em raacutedios por exemplo) podem
ser descartadas no lixo domeacutestico de acordo com a determinaccedilatildeo do Conama No
entanto a professora Andreacutea Bernardes do Departamento de Engenharia de
Materiais da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) avalia que esses
produtos que acabam sendo depositados em aterros sanitaacuterios soacute poderiam ser
descartados nestes locais se houvesse o tratamento adequado do chorume
(substacircncia liacutequida encontrada em lixotildees) O chorume contaminado com metais
pesados contaminaraacute tambeacutem a terra e os lenccediloacuteis freaacuteticos
Marcelo Furtado coordenador da aacuterea de substacircncias toacutexicas do
Greenpeace vecirc com bons olhos a determinaccedilatildeo do Conama A iniciativa serve
como incentivo para que as empresas passem a reduzir o uso de substacircncias
toacutexicas para evitar todo o processo de recolhimento de baterias e pilhas usadas
diz Ele lembra que a tendecircncia eacute que substacircncias reciclaacuteveis sejam usadas cada
vez mais para que a reutilizaccedilatildeo dos produtos seja constante
Danilo FantinelRedaccedilatildeo Terra
Questotildees para anaacutelise do texto
6 Cite algumas das questotildees ambientais relacionadas ao uso de pilhas e baterias Qual deve ser a postura da populaccedilatildeo em relaccedilatildeo a essas questotildees 7 Com base na legislaccedilatildeo apresentada explique como deve ser feito o descarte de pilhas e baterias Quais impecilhos poderatildeo dificultar o cumprimento da lei 8 Qual o destino que deve ser dado agraves pilhas que seratildeo descartadas Existem formas de reciclagem Quais 9 Considerando os impactos ambientais que podem ocorrer do descarte inadequado das pilhas e baterias qual a sua opiniatildeo sobre o uso delas Existe uma ideal Explique 10 Vocecirc acha que hoje eacute possiacutevel sobrevivermos sem o uso de pilhas e baterias
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Atividade 3 Trechos do filme WALL-E
Converse com o seu professor sobre o filme a ser assistido na escola caso natildeo seja possiacutevel assista o filme em casa para auxiliaacute-lo nessa atividade
Questotildees para sala de aula reflexatildeo dos assuntos abordados no filme
5 Sente-se um escravo da tecnologia atual ( especificamente aqueles que em curto espaccedilo de tempo geram lixo eletrocircnico tais como celular Ipod Iphone etc) 6 Ficou sensibilizado sobre a quantidade de lixo eletrocircnico que o homem produz 7 Haacute uma remota possibilidade de o Planeta ser recuperado 8 Qual a sua opiniatildeo sobre a mensagem que o filme Wall-E passa 9 Viacutedeo WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97
minutos) som e cor
Situaccedilatildeo de aprendizagem 2 - Que tipos de materiais existem em uma pilha que
a classifique como poluidora do meio ambiente
Apoacutes a visatildeo do que vocecirc teve do filme e discussatildeo de trechos que falam sobre
impactos ambientais provocados pelo mau descarte de pilhas e baterias vocecirc
imagina quais seriam os agentes contaminantes
Atividade 1 Experimento demonstrativo ndash Desmontagem de uma pilha
No inicio da aula entregue para o seu professor um desenho que demonstre os
componentes que estruturam uma pilha
Apoacutes o teacutermino da desmontagem faccedila um novo desenho colocando aquilo que vocecirc
observou Compare o primeiro com o segundo desenho e em poucas linhas
descreva o que mais lhe chamou a atenccedilatildeo
Atividade 2 Buscando orientaccedilotildees com o professor para trabalho de
pesquisa
Leve para sala de aula revistas jornaislivros e mateacuterias de internet trazendo
informaccedilotildees sobre pilha ecologicamente correta
Atividade 3 Reciclagem de pilhas
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Apoacutes a viacutedeoaula sobre a reciclagem de pilhas elabore um artigo de opiniatildeo sobre
a importacircncia da reciclagem de pilhas em favor do meio ambiente e a necessidade
de maiores investimentos nessa aacuterea Ao final entregue a seu professor
Atividade 4 Pesquisa em grupo Pilha ideal
A partir de uma preacutevia busca em revistas jornais livros e internet procure obter
informaccedilotildees sobre uma pilha ideal
Atividade 5 Escolha da Pilha ideal
Apresente o material para o professor e os seus colegas para que seja feita a
escolha da melhor ideia
Questotildees para anaacutelise das ideacuteias sobre pilha ideal
5 Eacute possiacutevel produzir energia eleacutetrica atraveacutes de uma transformaccedilatildeo quiacutemica
6 Explique o surgimento da energia eleacutetrica nas transformaccedilotildees quiacutemicas
7 Podemos montar uma pilha ecologicamente correta
8 O funcionamento de uma pilha soacute acontece atraveacutes de transformaccedilatildeo quiacutemica Explique
Situaccedilatildeo de aprendizagem 3- O lado cientiacutefico da Pilha
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem permitiraacute a vocecirc compreender melhor o
funcionamento de uma pilha( conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
) e a produccedilatildeo de novos materiais atraveacutes da eletrolise (conversatildeo natildeo espontacircnea
energia eleacutetrica em quiacutemica) com experimentos Para essa situaccedilatildeo eacute importante
que vocecirc observe e anote em seu caderno tudo que se alterou
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Atividade 1 O experimento da pilha do Daniel
Questotildees que podem auxiliaacute-lo durante a execuccedilatildeo do experimento
6 As placas mudaram de cor apoacutes serem mergulhadas na soluccedilatildeo Explique
7 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
8 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
9 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
7 Limpar as placas com palha de accedilo
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8 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 9 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 10 Interligar os dois potes com a ponte salina 11 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 12 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e
transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo
PauloEdusp 1998
Atividade 2 Anaacutelise sobre experimento
Questotildees sobre o experimento
9 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 10 Como a energia eleacutetrica foi obtida 11 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 12 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 13 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 14 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 15 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 16 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha
UM POUCO DE ELETROQUIMICA
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A eletroquiacutemica estuda o aproveitamento da transferecircncia de eleacutetrons entre
diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-
versa
Pilhas conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
Eletroacutelise conversatildeo natildeo espontacircnea de energia eleacutetrica em quiacutemica
A seguir estatildeo descritos alguns termos que apareceratildeo no estudo da eletroquiacutemica
ELETRODOS Satildeo assim chamadas as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com
a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica
AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
ENTRA na soluccedilatildeo
CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
DEIXA a soluccedilatildeo
d) ELETROacuteLITOS Satildeo assim chamadas todas as soluccedilotildees que CONDUZEM a
corrente eleacutetrica
e) IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na
soluccedilatildeo
AcircNODO Eletrodo do qual saem os eleacutetrons para o circuito externo da ceacutelula
CAacuteTODO Eletrodo no qual entram os eleacutetrons atraveacutes do circuito externo da ceacutelula
f) CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que
conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e
mergulhados num eletroacutelito
Resumindo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons ( diminuiccedilatildeo de Nox)
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons ( aumento de Nox)
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida (Nox aumenta)
Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz (Nox diminui)
O redutor reduz o oxidante
O oxidante oxida o redutor
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em
energia eleacutetrica
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Cada substacircncia possui uma maior ou menor tendecircncia de perder eleacutetrons
tendecircncia esta chamada de Potencial de Oxidaccedilatildeo Deste modo uma substacircncia X
que tenha um potencial de oxidaccedilatildeo maior que uma substacircncia Y iraacute perder seus
eleacutetrons gradativamente para esta substacircncia se as duas estiverem juntas
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do
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eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu++ Isso provocaraacute diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
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Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
Atividade 3 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o
experimento da pilha de Daniel
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas
dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os
relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em
eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e
conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em
sete itens principais
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Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve
comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos
resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo
do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos
objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser
esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram
utilizados no experimento
32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute
apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela
caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o
experimento
10 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a
profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno
Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos
pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
55
Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento
e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na
redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os
objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem
de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed
Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo
de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO
BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro
ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2
ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte
das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos
ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos
Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o
aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Atividade 1 Montagem de um Mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias vocecirc poderaacute construir
o seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo em que vocecirc iraacute aplicar o que
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aprendeu preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo na entrada da
escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas
sobre o assunto estudado Orientado pelo seu professor vocecirc desenvolveraacute accedilotildees
sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre
o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente Poderaacute tambeacutem
compor muacutesicas sobre os assuntos abordados
Atividade 2 Montagem de um Portifolio
Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-
avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos
ao longo do bimestre de modo que venha justificar a questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil
toneladas de lixo eletrocircnico por hora dentro deste destacam-se pilhas e
baterias Este lixo eacute jogado na natureza provocando vaacuterios problemas
ambientais Quais os problemas ambientais que as pilhas e baterias provocam
na natureza e como podemos evitaacute-losrdquo citada no inicio do bimestre
57
REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
5
AacuteREA DO CONHECIMENTO CIEcircNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS
ETAPA DA EDUCACcedilAtildeO BAacuteSICA ENSINO MEacuteDIO
SEacuteRIE 2ordf
PERIacuteODO LETIVO 4deg BIMESTRE
AULAS SEMANAIS 2
DISCIPLINAS QUE PODEM DESENVOLVER UM TRABALHO INTERDISCIPLINAR
Portuguecircs Matemaacutetica e Artes
OBJETIVOS
bull Compreender a importacircncia das pilhas e baterias para o sistema produtivo conhecendo suas aplicaccedilotildees e os impactos decorrentes da sua utilizaccedilatildeo
bull Observar coletar dados experimentais e interpretaacute-los
bull Compreender que transformaccedilotildees quiacutemicas podem produzir corrente eleacutetrica e que esta pode ser gerada por meio de transformaccedilotildees quiacutemicas
bull Aplicar modelos sobre a constituiccedilatildeo da mateacuteria para explicar o funcionamento das pilhas e dos processos de eletroacutelise
bull Compreender que os metais e seus iacuteons possuem diferentes reatividades e aplicar este conceito para prever a ocorrecircncia de transformaccedilotildees quiacutemicas
bull Representar transformaccedilotildees de oxirreduccedilatildeo
bull Refletir sobre a importacircncia da adoccedilatildeo de posturas conscientes com relaccedilatildeo ao consumo e descartes de pilhas e baterias
CONTEUacuteDO PROGRAMAacuteTICO
Aplicaccedilatildeo das transformaccedilotildees que ocorrem com o envolvimento de eletricidade pilhas e eletroacutelise
Reaccedilotildees de oxirreduccedilatildeo
Seacuterie de reatividade de metais
Impactos ambientais relacionados ao uso de pilhas baterias e processos de eletroacutelise
6
APLICACcedilAtildeO DO CONHECIMENTO
Produccedilatildeo de mural informativoexplicativo sobre diferentes tipos de pilhas e baterias para conscientizar a comunidade escolar sobre arrecadaccedilatildeo coleta e destino de pilhas e baterias
A escola como ponto de coleta de lixo eletrocircnico ( pilhas e baterias ) para ser doado posteriormente a uma associaccedilatildeo apropriada
Prestaccedilatildeo de serviccedilo agrave comunidade onde o aluno estaacute inserido desenvolvendo nele a responsabilidade social e ambiental
Mobilizar a comunidade escolar promovendo accedilotildees ambientais
Produccedilatildeo de pilha de caraacuteter investigativo Estrateacutegias de Ensino
Coleta de ideacuteias preacutevias
Elaboraccedilatildeo de textos dos gecircneros artigo de opiniatildeo e resumo
Leitura e discussatildeo de textos
Anaacutelise de dados experimentais
Confecccedilatildeo de folders e mural
Elaboraccedilatildeo de mapa conceitual
Construccedilatildeo de um portfoacutelio
Recursos
Lousagiz e texto
Materiais para a realizaccedilatildeo de experimento
Materiais para a elaboraccedilatildeo de mural e propaganda
Aacuteudio visuais
Avaliaccedilatildeo
Participaccedilatildeo e envolvimento
Respostas agraves questotildees propostas
Situaccedilatildeo de aprendizagem 1- As pilhas e baterias que fazem parte do nosso lixo eletrocircnico podem ser prejudiciais ao ser humano
Por meio desta primeira situaccedilatildeo de aprendizagem os alunos poderatildeo reconhecer que quando descartadas incorretamente pilhas e baterias podem prejudicar o meio ambiente mas atualmente eacute indispensaacutevel para o homem
Conteuacutedo e temas a serem trabalhados nesta situaccedilatildeo impactos ambientais relacionados ao uso de pilhas e baterias
7
Competecircncias e habilidades desenvolvimento da leitura e interpretaccedilatildeo de textos siacutentese e argumentaccedilatildeo consistentes necessaacuterias para responder a perguntas que acompanham os textos buscarselecionarorganizar e relacionar dados e informaccedilotildees apresentados em diferentes miacutedias e representados em diferentes formas para resolver o problema apresentado
Estrateacutegias discussotildees desencadeadas por perguntas leituras de texto seguidas de discussotildees pesquisas em revistas jornais internet e filmes
Recursos material escrito coacutepias de textos acompanhadas de perguntas filme e viacutedeos da internet
Avaliaccedilatildeo respostas dadas agraves questotildees e participaccedilatildeo nas aulas
Nuacutemero de aulas 3
Aula 1 Levantamento de ideias sobre uso e descarte de pilhas e baterias
O professor pode iniciar a atividade com o levantamento das ideias iniciais dos alunos pedindo que se sentem em grupos de quatro a seis alunos e respondam um questionaacuterio preacutevio sobre funcionamento uso e descartes de pilhas e baterias As respostas podem ser registradas por cada aluno no caderno ou guardadas pelo professor ateacute o final da aplicaccedilatildeo dessa unidade quando seratildeo retomadas e analisadas novamente pelos proacuteprios autores Esta anaacutelise pode servir como um dos instrumentos de avaliaccedilatildeo desta unidade
Questionaacuterio preacutevio 1 O que vocecirc entende por pilhas E baterias 2 Elas satildeo imprescindiacuteveis na atualidade Onde 3 Existe alguma relaccedilatildeo entre pilha eletricidade e transformaccedilotildees quiacutemicas 4 Que tipo de material(is) vocecirc acha que eacute(satildeo) necessaacuterio(os) para se construir uma pilha 5 Cite alguns problemas ambientais relacionados ao uso e descarte de pilhas e baterias Qual deve ser sua postura em relaccedilatildeo a esses problemas
Aula 2 Problematizaccedilatildeo inicial leitura e discussatildeo de textos jornaliacutesticos
Neste segundo momento o aluno eacute convidado a tomar conhecimento de informaccedilotildees contidas nos textos apresentados com isso teraacute oportunidade de criar seu proacuteprio texto a partir da interpretaccedilatildeo destes
O trabalho pode prosseguir com leitura e discussatildeo dos textos que informam sobre leis para descarte de pilhas e baterias contaminaccedilatildeo da biosfera por metais (presentes nas pilhas e baterias) soluccedilotildees para a diminuiccedilatildeo dos impactos ambientais Satildeo eles
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TEXTO 1 Descarte de pilhas e baterias eacute problema seacuterio para meio ambiente
O Brasil eacute o uacutenico paiacutes da Ameacuterica do Sul que regulamenta a fabricaccedilatildeo venda e destinaccedilatildeo final de pilhas e baterias Com a entrada da Resoluccedilatildeo 257 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama) que dispotildee sobre estes resiacuteduos em vigor desde junho de 2001 o Ibama passou a fiscalizar esses limites Ou pelo menos era o que deveria acontecer Em Cuiabaacute por exemplo o gerente do oacutergatildeo Hugo Scheuer declarou natildeo estar a par do assunto mas garantiu ser este seu proacuteximo objetivo por considerar o descarte destes resiacuteduos um problema de grande amplitude Mas enquanto isso o que fazer com pilhas e baterias principalmente as de celulares quando acabam Esta duacutevida eacute frequumlente em toda a populaccedilatildeo
Considerados toacutexicos o lanccedilamento desses resiacuteduos em lixotildees nas margens das estradas ou em terrenos baldios compromete a qualidade ambiental e de vida da populaccedilatildeo Os resiacuteduos pesados quando aterrados migram para partes mais profundas do solo Com isso podem atingir o lenccedilol freaacutetico contaminando a flora e a fauna das regiotildees proacuteximas e ainda causar doenccedilas que variam de lesotildees cerebrais a disfunccedilotildees renais e pulmonares passando por distuacuterbios visuais e anemia Segundo a Resoluccedilatildeo 257 os fabricantes e importadores satildeo os responsaacuteveis pelo recolhimento do material e sua destinaccedilatildeo final o que deve ser fiscalizado pelos oacutergatildeos puacuteblicos ambientais Mas em Cuiabaacute apesar do site do Ministeacuterio do Meio Ambiente indicar o endereccedilo de 28 postos nenhum deles efetua o recolhimento apenas duas empresas de celulares recolhem as baterias em seus postos de venda (Vivo e Americel) e a fiscalizaccedilatildeo do Ibama eacute inexistente A Resoluccedilatildeo estabelece que as pilhas e baterias apoacutes o seu esgotamento energeacutetico devem ser entregues pelos usuaacuterios aos estabelecimentos que as comercializam ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelas respectivas induacutestrias Estas por sua vez devem repassaacute-las aos fabricantes e importadores para que passem por procedimentos de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final ambientalmente adequada No artigo 13deg estaacute previsto que as pilhas e baterias que atenderem aos limites previstos no artigo 6deg podem ser dispostas juntamente com os resiacuteduos domiciliares em aterros sanitaacuterios licenciados Mas por falta de aterros licenciados a maior parte das baterias e pilhas usadas continuam tendo os lixotildees irregulares como destino significando um risco para o meio ambiente e para as pessoas Apenas 30 destes resiacuteduos satildeo reciclados No Brasil uma empresa chamada Suzaquim anuncia que deteacutem um processo de reciclagem de baterias
Dependendo do material de que satildeo constituiacutedas pilhas e baterias podem ser jogadas em lixo domeacutestico As pilhas secas composta por zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs as mais consumidas para uso domeacutestico tecircm em sua maioria operado nos limites estabelecidos pelo artigo 6deg da Resoluccedilatildeo 257 As baterias de telefone sem fio de filmadoras de celular ou outros tipos normalmente recarregaacuteveis devem ser devolvidas agraves lojas Os fabricantes estatildeo obrigados a informar nas embalagens a necessidade ou natildeo de devoluccedilatildeo
9
O Brasil produz cerca de 800 milhotildees de pilhas comuns por ano o que representa seis unidades por habitante Deve-se lembrar que uma uacutenica pilha contamina o solo durante 50 anos Circulam anualmente 10 milhotildees de baterias de celular 12 milhotildees de baterias automotivas e 200 mil baterias industriais Do total de pilhas e baterias consumidas no paiacutes quase 70 satildeo constituiacutedas principalmente por zinco e caacutedmio aproximadamente 30 por amocircnia e manganecircs Ao se desfazer de pilhas e baterias usadas em local inadequado pode-se contaminar o solo a aacutegua e o ar Atraveacutes da cadeia alimentar esse produto chega aos seres humanos causando doenccedilas que afetam o sistema nervoso central Todos satildeo considerados bioacumulativos - acumula-se no organismo ao longo do tempo
RECICLAVEISCOMBR
TEXTO 2Pilhas e baterias usadas devem ser devolvidas a fabricantes
Embora seja de junho de 1999 a determinaccedilatildeo do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama) que prevecirc a devoluccedilatildeo de pilhas e baterias que contenham metais pesados aos fabricantes depois do fim de sua vida uacutetil ainda hoje essa medida natildeo eacute adotada com abrangecircncia Conforme a determinaccedilatildeo do Conama as empresas tecircm de reciclar ou dar uma destinaccedilatildeo final adequada (armazenar em local apropriado ou incinerar por exemplo) a esses materiais para evitar o risco de contaminaccedilatildeo ambiental e possiacuteveis danos agrave sauacutede puacuteblica
A medida atinge principalmente o setor industrial mas tambeacutem vale para os cidadatildeos comuns consumidores de pilhas e baterias geralmente usadas em automoacuteveis filmadoras telefones celular e barbeadores (veja na tabela abaixo os tipos de pilhas e baterias suas composiccedilotildees e finalidades)
Conforme a Resoluccedilatildeo 25799 do Conama as empresas que desobedecerem agrave norma de recolhimento dos produtos poderatildeo ser enquadradas na Lei de Crimes Ambientais Jaacute os consumidores tecircm papel fundamental no processo de recolhimento de baterias principalmente as usadas em celulares conforme Cleusa de Morais Gomes assessora teacutecnica da Secretaria de Qualidade Ambiental nos Assentamentos Humanos (SQA)
Cleusa lembra que ao inveacutes de ser jogado no lixo o material deve ser devolvido agrave rede autorizada dos fabricantes que satildeo obrigados a instalar um posto de recolhimento junto aos pontos de vendas de celulares ou nos serviccedilos teacutecnicos de conserto A cooperaccedilatildeo dos consumidores eacute essencial para que os fabricantes possam recolher as baterias usadas
Devem ser devolvidas ao fabricante ou importador
Tipo Bateria de Chumbo Aacutecido Aplicaccedilatildeo Induacutestrias automoacuteveis filmadoras
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Tipo Pilhas e baterias de niacutequel caacutedmio Aplicaccedilatildeo Telefone celular telefone sem fio barbeador e outros aparelhos que usam pilhas e baterias recarregaacuteveis
Tipo Pilhas e baterias de oacutexido de mercuacuterio Aplicaccedilatildeo Instrumentos de navegaccedilatildeo e aparelhos de instrumentaccedilatildeo e controle
Podem ser descartadas no lixo comum
Tipo Comuns e alcalinas com ZincoManganecircs e AlcalinaManganecircs Aplicaccedilatildeo Brinquedos lanterna raacutedio controle remoto raacutedio-reloacutegio equipamento fotograacutefico pager walkman
Jornal On line terra
Metais pesados contaminam meio ambiente e oferecem riscos agrave saude puacuteblica
Estima-se que cada bateria ou pilha depositada de forma inadequada no meio ambiente contamine uma aacuterea de um metro quadrado Entretanto o dano ambiental pode ser maior se a quantidade desses equipamentos jogados em lixotildees for muito alta
A dissoluccedilatildeo de metais pesados depositados em aterros sanitaacuterios improacuteprios pode contaminar lenccediloacuteis freaacuteticos e o ambiente local Em aterros a dissoluccedilatildeo dos metais eacute mais faacutecil devido agrave acidez da aacuterea Isso facilita a acumulaccedilatildeo de metais pesados na cadeia alimentar atraveacutes da contaminaccedilatildeo de animais e vegetais que podem causar a intoxicaccedilatildeo de seres humanos que venham a consumir esses alimentos afetados Metais pesados como chumbo caacutedmio mercuacuterio e seus compostos podem provocar graves doenccedilas neuroloacutegicas aleacutem de afetar a condiccedilatildeo motora
Pilhas e baterias comuns (pequenas usadas em raacutedios por exemplo) podem ser descartadas no lixo domeacutestico de acordo com a determinaccedilatildeo do Conama No entanto a professora Andreacutea Bernardes do Departamento de Engenharia de Materiais da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) avalia que esses produtos que acabam sendo depositados em aterros sanitaacuterios soacute poderiam ser descartados nestes locais se houvesse o tratamento adequado do chorume (substacircncia liacutequida encontrada em lixotildees) O chorume contaminado com metais pesados contaminaraacute tambeacutem a terra e os lenccediloacuteis freaacuteticos
Marcelo Furtado coordenador da aacuterea de substacircncias toacutexicas do Greenpeace vecirc com bons olhos a determinaccedilatildeo do Conama A iniciativa serve como incentivo para que as empresas passem a reduzir o uso de substacircncias toacutexicas para evitar todo o processo de recolhimento de baterias e pilhas usadas
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diz Ele lembra que a tendecircncia eacute que substacircncias reciclaacuteveis sejam usadas cada vez mais para que a reutilizaccedilatildeo dos produtos seja constante
Danilo FantinelRedaccedilatildeo Terra
TEXTO 3Resoluccedilatildeo Nordm 257 de 30 de junho de 1999 Pilhas e baterias usadas
O Conselho Nacional do Meio Ambiente - Conama no uso das atribuiccedilotildees e competecircncias que lhe satildeo conferidas pela Lei no 6938 de 31 de agosto de 1981 e pelo Decreto no 99274 de 6 de junho de 1990 e conforme o disposto em seu Regimento Interno e Considerando os impactos negativos causados ao meio ambiente pelo descarte inadequado de pilhas e baterias usadas Considerando a necessidade de se disciplinar o descarte e o gerenciamento ambientalmente adequado de pilhas e baterias usadas no que tange agrave coleta reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final Considerando que tais resiacuteduos aleacutem de continuarem sem destinaccedilatildeo adequada e contaminando o ambiente necessitam por suas especificidades de procedimentos especiais ou diferenciados resolve Art 1o As pilhas e baterias que contenham em suas composiccedilotildees chumbo caacutedmio mercuacuterio e seus compostos necessaacuterias ao funcionamento de quaisquer tipos de aparelhos veiacuteculos ou sistemas moacuteveis ou fixos bem como os produtos eletro-eletrocircnicos que as contenham integradas em sua estrutura de forma natildeo substituiacutevel apoacutes seu esgotamento energeacutetico seratildeo entregues pelos usuaacuterios aos estabelecimentos que as comercializam ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelas respectivas induacutestrias para repasse aos fabricantes ou importadores para que estes adotem diretamente ou por meio de terceiros os procedimentos de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final ambientalmente adequada Paraacutegrafo Uacutenico As baterias industriais constituiacutedas de chumbo caacutedmio e seus compostos destinadas a telecomunicaccedilotildees usinas eleacutetricas sistemas ininterruptos de fornecimento de energia alarme seguranccedila movimentaccedilatildeo de cargas ou pessoas partida de motores diesel e uso geral industrial apoacutes seu esgotamento energeacutetico deveratildeo ser entregues pelo usuaacuterio ao fabricante ou ao importador ou ao distribuidor da bateria observado o mesmo sistema quiacutemico para os procedimentos referidos no caput deste artigo Art 2o Para os fins do disposto nesta Resoluccedilatildeo considera-se I - bateria conjunto de pilhas ou acumuladores recarregaacuteveis interligados convenientemente(NBR 703987) II - pilha gerador eletroquiacutemico de energia eleacutetrica mediante conversatildeo geralmente irreversiacutevel de energia quiacutemica(NBR 703987) III - acumulador chumbondashaacutecido acumulador no qual o material ativo das placas positivas eacute constituiacutedo por compostos de chumbo e os das placas negativas essencialmente por chumbo sendo o eletroacutelito uma soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico (NBR 703987) IV - acumulador (eleacutetrico) dispositivo eletroquiacutemico constituiacutedo de um elemento eletroacutelito e caixa que armazena sob forma de energia quiacutemica a energia eleacutetrica que lhe seja fornecida e que a restitui quando ligado a um circuito consumidor(NBR 703987) V - baterias industriais satildeo consideradas baterias de aplicaccedilatildeo industrial aquelas que se destinam a aplicaccedilotildees estacionaacuterias tais como telecomunicaccedilotildees usinas eleacutetricas sistemas ininterruptos de fornecimento de energia alarme e seguranccedila uso geral industrial e para partidas de motores diesel ou ainda tracionaacuterias tais como as utilizadas para movimentaccedilatildeo de cargas ou pessoas e carros eleacutetricos VI - baterias veiculares satildeo consideradas baterias de aplicaccedilatildeo veicular aquelas utilizadas para partidas de sistemas propulsores eou
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como principal fonte de energia em veiacuteculos automotores de locomoccedilatildeo em meio terrestre aquaacutetico e aeacutereo inclusive de tratores equipamentos de construccedilatildeo cadeiras de roda e assemelhados VII - pilhas e baterias portaacuteteis satildeo consideradas pilhas e baterias portaacuteteis aquelas utilizadas em telefonia e equipamentos eletro-eletrocircnicos tais como jogos brinquedos ferramentas eleacutetricas portaacuteteis informaacutetica lanternas equipamentos fotograacuteficos raacutedios aparelhos de som reloacutegios agendas eletrocircnicas barbeadores instrumentos de mediccedilatildeo de afericcedilatildeo equipamentos meacutedicos e outros VIII - pilhas e baterias de aplicaccedilatildeo especial satildeo consideradas pilhas e baterias de aplicaccedilatildeo especial aquelas utilizadas em aplicaccedilotildees especiacuteficas de caraacuteter cientiacutefico meacutedico ou militar e aquelas que sejam parte integrante de circuitos eletro-eletrocircnicos para exercer funccedilotildees que requeiram energia eleacutetrica ininterrupta em caso de fonte de energia primaacuteria sofrer alguma falha ou flutuaccedilatildeo momentacircnea Art 3o Os estabelecimentos que comercializam os produtos descritos no art1o bem como a rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelos fabricantes e importadores desses produtos ficam obrigados a aceitar dos usuaacuterios a devoluccedilatildeo das unidades usadas cujas caracteriacutesticas sejam similares agravequelas comercializadas com vistas aos procedimentos referidos no art 1o Art 4o As pilhas e baterias recebidas na forma do artigo anterior seratildeo acondicionadas adequadamente e armazenadas de forma segregada obedecidas as normas ambientais e de sauacutede puacuteblica pertinentes bem como as recomendaccedilotildees definidas pelos fabricantes ou importadores ateacute o seu repasse a estes uacuteltimos Art 5o A partir de 1o de janeiro de 2000 a fabricaccedilatildeo importaccedilatildeo e comercializaccedilatildeo de pilhas e baterias deveratildeo atender aos limites estabelecidos a seguir I - com ateacute 0025 em peso de mercuacuterio quando forem do tipo zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs II - com ateacute 0025 em peso de caacutedmio quando forem do tipo zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs III - com ateacute 0400 em peso de chumbo quando forem do tipo zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs IV - com ateacute 25 mg de mercuacuterio por elemento quando forem do tipo pilhas miniaturas e botatildeo Art 6o A partir de 1o de janeiro de 2001 a fabricaccedilatildeo importaccedilatildeo e comercializaccedilatildeo de pilhas e baterias deveratildeo atender aos limites estabelecidos a seguir I - com ateacute 0010 em peso de mercuacuterio quando forem do tipo zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs II - com ateacute 0015 em peso de caacutedmio quando forem dos tipos alcalina-manganecircs e zinco-manganecircs III - com ateacute 0200 em peso de chumbo quando forem dos tipos alcalina-manganecircs e zinco-manganecircs Art 7o Os fabricantes dos produtos abrangidos por esta Resoluccedilatildeo deveratildeo conduzir estudos para substituir as substacircncias toacutexicas potencialmente perigosas neles contidas ou reduzir o teor das mesmas ateacute os valores mais baixos viaacuteveis tecnologicamente Art 8o Ficam proibidas as seguintes formas de destinaccedilatildeo final de pilhas e baterias usadas de quaisquer tipos ou caracteriacutesticas I - lanccedilamento in natura a ceacuteu aberto tanto em aacutereas urbanas como rurais II - queima a ceacuteu aberto ou em recipientes instalaccedilotildees ou equipamentos natildeo adequados conforme legislaccedilatildeo vigente III - lanccedilamento em corpos daacutegua praias manguezais terrenos baldios poccedilos ou cacimbas cavidades subterracircneas em redes de drenagem de aacuteguas pluviais esgotos eletricidade ou telefone mesmo que abandonadas ou em aacutereas sujeitas agrave inundaccedilatildeo Art 9o No prazo de um ano a partir da data de vigecircncia desta resoluccedilatildeo nas mateacuterias publicitaacuterias e nas embalagens ou produtos descritos no art 1o deveratildeo constar de forma visiacutevel as advertecircncias sobre os riscos agrave sauacutede humana e ao meio ambiente bem como a necessidade de apoacutes seu uso serem devolvidos aos revendedores ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada para
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repasse aos fabricantes ou importadores Art 10 Os fabricantes devem proceder gestotildees no sentido de que a incorporaccedilatildeo de pilhas e baterias em determinados aparelhos somente seja efetivada na condiccedilatildeo de poderem ser facilmente substituiacutedas pelos consumidores apoacutes sua utilizaccedilatildeo possibilitando o seu descarte independentemente dos aparelhos Art 11 Os fabricantes os importadores a rede autorizada de assistecircncia teacutecnica e os comerciantes de pilhas e baterias descritas no art 1o ficam obrigados a no prazo de doze meses contados a partir da vigecircncia desta resoluccedilatildeo implantar os mecanismos operacionais para a coleta transporte e armazenamento Art 12 Os fabricantes e os importadores de pilhas e baterias descritas no art 1o ficam obrigados a no prazo de vinte e quatro meses contados a partir da vigecircncia desta Resoluccedilatildeo implantar os sistemas de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final obedecida a legislaccedilatildeo em vigor Art 13 As pilhas e baterias que atenderem aos limites previstos no artigo 6o poderatildeo ser dispostas juntamente com os resiacuteduos domiciliares em aterros sanitaacuterios licenciados Paraacutegrafo Uacutenico Os fabricantes e importadores deveratildeo identificar os produtos descritos no caput deste artigo mediante a aposiccedilatildeo nas embalagens e quando couber nos produtos de siacutembolo que permita ao usuaacuterio distinguiacute-los dos demais tipos de pilhas e baterias comercializados Art 14 A reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou a disposiccedilatildeo final das pilhas e baterias abrangidas por esta resoluccedilatildeo realizadas diretamente pelo fabricante ou por terceiros deveratildeo ser processadas de forma tecnicamente segura e adequada com vistas a evitar riscos agrave sauacutede humana e ao meio ambiente principalmente no que tange ao manuseio dos resiacuteduos pelos seres humanos filtragem do ar tratamento de efluentes e cuidados com o solo observadas as normas ambientais especialmente no que se refere ao licenciamento da atividade Paraacutegrafo Uacutenico Na impossibilidade de reutilizaccedilatildeo ou reciclagem das pilhas e baterias descritas no art 1o a destinaccedilatildeo final por destruiccedilatildeo teacutermica deveraacute obedecer as condiccedilotildees teacutecnicas previstas na NBR - 11175 - Incineraccedilatildeo de Resiacuteduos Soacutelidos Perigosos - e os padrotildees de qualidade do ar estabelecidos pela Resoluccedilatildeo Conama no 03 de 28 de junho de l990 Art 15 Compete aos oacutergatildeos integrantes do SISNAMA dentro do limite de suas competecircncias a fiscalizaccedilatildeo relativa ao cumprimento das disposiccedilotildees desta resoluccedilatildeo Art 16 O natildeo cumprimento das obrigaccedilotildees previstas nesta Resoluccedilatildeo sujeitaraacute os infratores agraves penalidades previstas nas Leis no 6938 de 31 de agosto de 1981 e no 9605 de 12 de fevereiro de 1998 Art 17 Esta Resoluccedilatildeo entra em vigor na data de sua publicaccedilatildeo
Publicado em 18-09-2008
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TEXTO 4 Pilhas e baterias podem ter primeiro avanccedilo significativo em 200 anos Redaccedilatildeo do Site Inovaccedilatildeo Tecnoloacutegica 15022006
Dois grupos de pesquisadores trabalhando isoladamente anunciaram quase ao mesmo tempo a descoberta do que poderaacute se tornar o mais importante avanccedilo nas baterias desde a sua invenccedilatildeo haacute mais de 200 anos Aleacutem dos aparelhos portaacuteteis uma infinidade de aplicaccedilotildees utiliza as baterias como fonte de energia de sistemas de no-breaks ateacute veiacuteculos hiacutebridos Mas sua tecnologia natildeo sofreu nenhum avanccedilo radical nos uacuteltimos anos
Cientistas dos Laboratoacuterios Bell e da empresa mPhase relataram a construccedilatildeo de um protoacutetipo de bateria inteligente a partir de materiais nanoscoacutepicos capaz de fornecer energia natildeo de forma contiacutenua como as pilhas e baterias tradicionais mas apenas quando essa energia for necessaacuteria
O protoacutetipo ainda eacute pequeno produzindo energia suficiente para alimentar um LED Mas os cientistas estatildeo entusiasmados com seu potencial
A nova bateria eacute a demonstraccedilatildeo praacutetica de uma descoberta feita pelos mesmos pesquisadores de que um eletroacutelito permanece sobre superfiacutecies nanoestruturadas ateacute ser estimulado a fluir Esse estiacutemulo eacute o gatilho para que a nova bateria comece a produzir eletricidade
Esse comportamento inteligente poderaacute permitir a ativaccedilatildeo das baterias quando necessaacuterio aumentando enormemente sua vida uacutetil
Ultracapacitores
Jaacute os pesquisadores Joel E Schindall John G Kassakian e Riccardo Signorelli do MIT Estados Unidos utilizaram membranas criadas com nanotubos de carbono para aprimorar um outro tipo de dispositivo de armazenagem de energia chamado ultracapacitor Com a melhoria o novo componente poderaacute vir a substituir as atuais pilhas e baterias
Os capacitores armazenam energia como um campo eleacutetrico o que os torna mais eficientes do que as baterias tradicionais que retiram sua energia de reaccedilotildees quiacutemicas Jaacute os ultracapacitores satildeo ceacutelulas de armazenamento funcionando no mesmo princiacutepio dos capacitores mas capazes de fornecer quantidades enormes de energia instantaneamente Eles jaacute satildeo utilizados em veiacuteculos experimentais principalmente aqueles movidos por ceacutelulas a combustiacutevel
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Ateacute agora poreacutem os ultracapacitores necessitavam ser muito maiores do que as baterias para fornecer a mesma quantidade de energia Os cientistas resolveram o problema lidando com os campos eleacutetricos em niacutevel atocircmico Eles utilizaram uma membrana construiacuteda com nanotubos de carbono alinhados verticalmente
A capacidade de armazenamento de um ultracapacitor depende da aacuterea superficial de seus eletrodos Atualmente esses eletrodos satildeo feitos de carbono ativado um material extremamente poroso o que se traduz em uma enorme aacuterea superficial Mas seus poros satildeo irregulares o que significa que essa aacuterea natildeo eacute tatildeo grande quanto poderia ser reduzindo a eficiecircncia do ultracapacitor
Jaacute os nanotubos de carbono tecircm um desenho perfeitamente regular aleacutem de possuir diacircmetros de apenas alguns poucos aacutetomos A membrana construiacuteda com eles apresenta uma aacuterea superficial muito maior o que se traduz em uma eficiecircncia incomparaacutevel no armazenamento de energia
Os cientistas afirmam jaacute deter a tecnologia para a fabricaccedilatildeo das membranas de nanotubos de carbono em qualquer formato o que poderaacute facilitar a fabricaccedilatildeo de ultracapacitores nos formatos das pilhas e baterias tradicionalmente utilizados em aparelhos eletrocircnicos
Questotildees desencadeadoras para discussatildeo dos textos
1 Cite algumas das questotildees ambientais relacionadas ao uso de pilhas e baterias Qual deve ser a postura da populaccedilatildeo em relaccedilatildeo a essas questotildees 2 Com base na legislaccedilatildeo apresentada explique como deve ser feito o descarte de pilhas e baterias Quais impecilhos poderatildeo dificultar o cumprimento da lei 3 Qual o destino que deve ser dado agraves pilhas que seratildeo descartadas Existem formas de reciclagem Quais 4 Considerando os impactos ambientais que podem ocorrer do descarte inadequado das pilhas e baterias qual a sua opiniatildeo sobre o uso delas Existe uma ideal Explique 5 Vocecirc acha que hoje eacute possiacutevel sobrevivermos sem o uso de pilhas e baterias
Aula 3 viacutedeo aulas de conscientizaccedilatildeo sobre descarte de pilhas
Nessa aula pode-se discutir com os alunos os problemas ambientais causados pelo descarte inadequado de pilhas e com isso incentivar o nosso aluno a uma nova mudanccedila de atitude em relaccedilatildeo ao meio ambiente e tomada de posiccedilatildeo ecologicamente correta Como sugestatildeo estatildeo um desenho animado e uma reportagem que podem ser abordadas com questotildees orais e escrita sobre a preocupaccedilatildeo com o descarte das pilhas e seus efeitos Pode-se pedir tambeacutem que elaborem textos do gecircnero artigo de opiniatildeo sobre o assunto em questatildeo (Sugere-se que os alunos assistam o filme WALL-E em casa e tragam seus pontos de vista para debate posterior em salaOutra maneira de trabalhar com esse tipo de recurso visual seria uma preacutevia ediccedilatildeo dos filmes indicados onde o professor selecionaria as cenas com a intenccedilatildeo de promover debates em sala )
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Questotildees para discussatildeo das miacutedias apresentadasque tambeacutem podem ser ferramentas para um debate
1 Sente-se um escravo da tecnologia atual ( especificamente aqueles que em curto espaccedilo de tempo geram lixo eletrocircnico tais como celular Ipod Iphone etc) 2 Ficou sensibilizado sobre a quantidade de lixo eletrocircnico que o homem produz 3 Haacute uma remota possibilidade de o Planeta ser recuperado 4 Qual a sua opiniatildeo sobre a mensagem que o filme Wall-E passa
Viacutedeo 1 IMPACTOS AMBIENTAIS Desenho animado sobre educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambiental retirado do site WWWyoutubecombr (1min e 45 segundos)
Viacutedeo 2 RECICLAGEM DE PILHAS Cidades e soluccedilotildees Globo News retirado do site WWWyoutubecombr (22 min e 35 segundos)
Viacutedeo 3WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
AVALIACcedilAtildeO DA UNIDADE
Ao final do estudo desta situaccedilatildeo de aprendizagem espera-se que o nosso educando tome uma posiccedilatildeo ecologicamente correta sabendo dos males que um descarte inadequado de pilhas e baterias possa causar ao meio ambiente
Situaccedilatildeo de aprendizagem 2 - Que tipos de materiais existem em uma pilha que a classifique como poluidora do meio ambiente
A partir de um experimento investigativo o nosso educando eacute instigado a pensar refletir sobre os componentes presentes em uma pilha e o principio de funcionamento desta Nesta situaccedilatildeo de aprendizagem os alunos seratildeo estimulados a dar explicaccedilotildees para as observaccedilotildees feitas e aplicaratildeo os conhecimentos que jaacute possuem sobre pilhas e baterias adquiridos na situaccedilatildeo anterior e atraveacutes de pesquisas posteriores ao experimento investigativo os alunos teratildeo contato com diversas fontes de pesquisa faratildeo anaacutelise das informaccedilotildees nelas contidas com o estabelecimento de relaccedilotildees entre elas para a elaboraccedilatildeo de conclusotildees Este processo estimula uma reflexatildeo efetiva dos alunos favorecendo uma aprendizagem mais significativa
Conteuacutedos e temas pilhas e aplicaccedilotildees das transformaccedilotildees que ocorrem com o envolvimento de eletricidade
Competecircncias e a habilidades avaliar a composiccedilatildeo das pilhas e o impacto que poderatildeo causar quando descartadas inadequadamente elencar impactos causados pelo uso industrial dos processos de eletroacutelise e discussotildees sobre a viabilidade do uso de diferentes fontes de energia
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Estrateacutegias leitura e discussotildees de textos debates realizaccedilatildeo de pesquisas e anaacutelise de resultados experimentais
Recursos livros didaacuteticos paradidaacuteticos perioacutedicos pesquisa na internet materiais para experimento
Nuacutemero de aulas 5
AULA 1 EXPERIMENTO INVESTIGATIVO Quais componentes estatildeo presentes em uma Pilha
Devido a toxidade presente nos componentes da pilha (chapa de accedilozincobastatildeo de carbonodioacutexido de manganecircs e cloretos de zinco e amocircnio) sugere-se um experimento de natureza demonstrativa tais como desmontar uma pilha passo a passo conforme figuras abaixo e tambeacutem pesquisar viacutedeos no youtube sobre desmontagem de pilhas ou pode produzir uma filmagem da desmontagem da pilha uma vez que a ideia eacute preservar o meio ambiente Entatildeo os viacutedeos satildeo uma ideia aceitaacutevel
A ideacuteia de trabalhar esse experimento eacute demonstrar para o aluno os componentes de uma pilha o aluno durante o experimento deve ser questionado a todo tempo sobre os materiais existentes em uma pilha e o que pode prejudicar o meio ambiente apoacutes o descarte
Sugestotildees de questotildees para os alunos
1 Quais os componentes presentes em uma pilha
2 Quantos materiais perigosos podem conter uma pilhaExplique por que esses materiais satildeo perigosos
3 Seraacute que os materiais de uma pilha podem ter alguma utilidade ao ser humano
Outra sugestatildeo eacute pedir para o aluno fazer um desenho da pilhas antes e depois do experimento
ROTEIRO EXPERIMENTAL DESMONTAGEM DE PILHA
OBJETIVO Mostrar a constituiccedilatildeo quiacutemica de uma pilha e obter a partir dela alguns reagentes aproveitaacuteveis em aulas praacuteticas de laboratoacuterio
MATERIAL
1 pilha comum
Canivete
Chave de fenda
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Alicate
Funil plaacutestico
Filtro de papel
Bico de bunsen ou lamparina com aacutelcool
Beacutequer (pyrex)
Tripeacute
Tela de amianto
Espaacutetula (ou palito de sorvete)
Baqueta de vidro
Erlenmeyer
REAGENTES
Aacutegua destilada
PROCEDIMENTO
1 Com auxilio de um canivete abrir a pilha ao longo da emendaretirando a proteccedilatildeo de accedilo
2 Desenrolar bem a chapa obtida
3 Retirar o papelatildeo ou plaacutestico que se encontra abaixo da chapa de accedilo
4 O zinco eacute a camada que vem logo a seguir devendo ser retirado lavado com aacutegua e detergente colocando-o para secar
5 Finalmente retirar o bastatildeo preto e central da pilha (bastatildeo de carbono)lavando-o igualmente com aacutegua e detergente e transferir o resto do conteuacutedo da pilha para um beacutequer ou um copo de vidro
6 Acrescentar agrave esta mistura aproximadamente 50 ml de aacutegua e agitar bem
7 Filtrar a misturarecolhendo o filtrado em um erlenmeyere em seguidaabrir o papel de filtro com resiacuteduo para deixaacute-lo secar
8 Depois de secoguarde o poacute preto obtido (dioacutexido de manganecircs)em um frasco rotulado
9 Aquecer o filtrado com o auxilio do bico de bunsen (ou lamparina )ateacute toda a aacutegua evaporar
10 Depois de filtrarguardar os cristais em um frasco devidamente rotulado
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O filtrado conteacutem a misturas de cloretos de zinco e amocircnio ambos soluacuteveis em aacutegua
Observaccedilatildeo O invoacutelucro de accedilo pode ser usado como cadinho para uma secagem raacutepida e de pequenas quantidades de dioacutexido de manganecircs obtido
BIBLIOGRAFIA BRAATHENPCet AL Curso de treinamento de professores de segundo grau- Moacutedulo de QuiacutemicaViccedilosaMGUniversidade Federal de Viccedilosa1989
A seguir sequumlecircncia de fotos da desmontagem de uma pilha
Figura 1-pilha antes da desmontagem
Figura 2-passo1 retirada do invoacutelucro
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Figura 3-passo 2 retirada da camada de papelatildeo
Figura 4-passo 3 retirada da parte superior
Figura 5-passo 4 retirada do bastatildeo de carbono
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Figura 6- passo 5 retirada do poacute preto de dioacutexido de manganecircs
Figura 7 passo 6 visualizaccedilatildeo do interior da pilha
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Figura 8-passo 7 visualizaccedilatildeo de todos os componentes presentes em uma pilha
Para colaborar na avaliaccedilatildeo dessa aula investigativa e demonstrativa o ideal seria que o professor retomasse as questotildees que foram aplicadas no inicio da aula
AULA 2 Pilhas e baterias conceituaccedilatildeo a partir de pesquisas em livros didaacuteticos paradidaacuteticos internet e revistas especializadas
Com intuito de melhorar o conhecimento cientiacutefico dos alunos pode-se orientaacute-los para realizarem uma pesquisa literaacuteria sobre o que vem a ser pilha e bateria e os possiacuteveis problemas ambientais causados pelos usos e descarte inadequados destes Esta pesquisa pode ser realizada em grupo ou individualmente em sala ou extraclasse (a criteacuterio do professor) O objetivo da pesquisa eacute que os alunos com o auxilio do professor durante a aula aprenda transpor a linguagem da ciecircncia comum para a linguagem cientiacutefica compreendendo termos teacutecnicos especiacuteficos da Quiacutemica para opinar e atuar como cidadatildeo ou profissional num futuro proacuteximo de forma eacutetica
AULA 3 Visita virtual a uma induacutestria de reciclagem
Apoacutes discussotildees introdutoacuterias feitas na situaccedilatildeo de aprendizagem anterior pode-se fazer uma visita virtual no site do youtube onde poderatildeo assistir a um filme ( 5 minutos de duraccedilatildeo) da empresa de reciclagem de pilhas SUZAQUIM tem-se a possibilidade de se observar um processo quiacutemico de reciclagem de pilhas e baterias ( a visita fiacutesica eacute praticamente impossiacutevel de se realizar devido ao ambiente ser improacuteprio para essa finalidade) Finaliza-se essa primeira etapa do processo de aprendizagem pedindo aos alunos um relatoacuterio na forma de artigo de
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opiniatildeo sobre a importacircncia da reciclagem de pilhas em favor do meio ambiente e a necessidade de maiores investimentos nessa aacuterea
AULA 4 Modelo de pilha ideal
Considerando que agrave essa altura os nossos alunos jaacute tenham conhecimento sobre descarte de pilhas e baterias podemos inicializar a segunda etapa da unidade didaacutetica propondo que criem um modelo ideal de pilha (que impacte minimamente o meio ambiente) Essa atividade pode ser realizada em grupo os alunos teratildeo como material base informaccedilotildees jaacute trabalhadas anteriormente
Pode-se sugerir temas como
Pilhas recarregaacuteveis
Fontes de energias alternativas
Utilizaccedilatildeo de metais natildeo agressivos ao meio ambiente ou novos processos de eletroacutelise
Professor e alunos levaratildeo agrave sala de aula livros didaacuteticos paradidaacuteticos perioacutedicos e materiais da internet para consulta e realizaccedilatildeo da atividade propostaOs alunos seratildeo orientados pelo professor para em grupo montarem um modelo ideal de pilha que poderaacute ser apresentada na aula seguinte em forma de seminaacuterio experimento demonstrativo slides ou filmagens
Observaccedilatildeo para facilitar o trabalho o professor pode pedir aos alunos que usem os recursos mencionados acima para confecccedilatildeo do material a ser apresentado extraclasse
AULA 5 Modelos de pilhas produzidos apresentaccedilatildeo
Nesta aula o objetivo eacute que os alunos apresentem o seu modelo ideal de pilha escolhidos e idealizados na aula anterior e produzidos extraclasse Natildeo resta a menor duacutevida que seraacute um facilitador para o aprofundamento dos conteuacutedos gerais e especiacuteficos desta unidade didaacutetica Para que isso aconteccedila pode-se desencadear uma discussatildeo e um acordo coletivo para escolha da melhor pilha apresentada para que a haja compreensatildeo do processo de transformaccedilatildeo de energia quiacutemica em eleacutetrica
Para finalizar esta situaccedilatildeo de aprendizagem podemos avaliar os nossos alunos propondo as questotildees abaixo sugere-se que sejam realizadas individualmente pelos alunos pois somente desta maneira o professor poderaacute diagnosticar se houve o aprendizado real e significativo
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Questotildees sugeridas
1 Eacute possiacutevel produzir energia eleacutetrica atraveacutes de uma transformaccedilatildeo quiacutemica
2 Explique o surgimento da energia eleacutetrica nas transformaccedilotildees quiacutemicas
3 Podemos montar uma pilha ecologicamente correta
4 O funcionamento de uma pilha soacute acontece atraveacutes de transformaccedilatildeo quiacutemica Explique
Situaccedilatildeo de aprendizagem 3- O lado cientiacutefico da Pilha
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem permitiraacute aos alunos compreenderem o funcionamento de uma pilha( conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica ) e a produccedilatildeo de novos materiais atraveacutes da eletrolise (conversatildeo natildeo espontacircnea energia eleacutetrica em quiacutemica) com experimentos
Conteuacutedos e temas eletroacutelise reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo seacuterie de reatividade de metais
Competecircncias e habilidades compreender que existem transformaccedilotildees quiacutemicas que ocorrem com transferecircncia de eleacutetrons e podem gerar corrente eleacutetrica prever a ocorrecircncia de transformaccedilotildees quiacutemicas com a utilizaccedilatildeo da seacuterie de reatividade de metais
Estrateacutegias textos jornaliacutesticos experimentos abordagem investigativa com perguntas
Avaliaccedilatildeo anaacutelise dos resultados experimentais
Recursos materiais para o experimentolousa e giztabelas
Nuacutemero de aulas 4
AULA 1 O experimento da pilha do Daniel
Nessa aula propotildee ao professor a sugestatildeo de roteiro experimental da pilha de Daniel Esse experimento eacute bastante comum e o professor pode fazecirc-lo de maneira demonstrativa ou dividir a sala em grupos para sua realizaccedilatildeo Eacute importante orientar os alunos para que observem atentamente os estados iniciais e finais das placas metaacutelicas assim como da soluccedilatildeo em relaccedilatildeo agrave coloraccedilatildeo brilho e outros aspectos para que a aprendizagem ocorra de forma plena
Questotildees que poderatildeo auxiliar os alunos durante a execuccedilatildeo do experimento
1 As placas mudaram de cor apoacutes serem mergulhadas na soluccedilatildeo Explique
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2 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
3 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
4 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
1 Limpar as placas com palha de accedilo 2 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 3 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 4 Interligar os dois potes com a ponte salina
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5 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 6 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo PauloEdusp 1998
Caso o professor deseje trabalhar outros experimentos abaixo estatildeo descritos alguns (roteiros) para trabalhar o processo de eletroacutelise Dentre eles alguns satildeo bastante simples podem ser realizados de maneira demonstrativa pelo professor ou pelos alunos (divididos em grupo)
1ordf sugestatildeo de experimento
Quem natildeo gosta de receber o troco das compras em moedas novinhas O que ningueacutem gosta mas tem que aceitar eacute aquele monte de moedas enferrujadas e com aparecircncia envelhecida Mas por que elas adquirem este aspecto Tudo comeccedila pela composiccedilatildeo das moedas que satildeo obtidas atraveacutes de ligas metaacutelicas soacute por este fato jaacute se nota porque as moedas satildeo mais resistentes do que notas As ceacutedulas de dinheiro satildeo feitas com papel especial (papel moeda) que eacute resistente mas com o passar de matildeo em matildeo ficam velhas e se rasgam A umidade presente em nossas matildeos eacute que realiza o estrago e as moedas natildeo escapam elas ficam escurecidas devido agrave oxidaccedilatildeo As moedas constituem um dinheiro muito manuseado sendo assim fica inevitaacutevel que entre em contato com a umidade e exposiccedilatildeo ao oxigecircnio fatores necessaacuterios para que ocorra a reaccedilatildeo de oxidaccedilatildeo Mas saiba agora que existe um truque para deixar suas moedinhas novinhas em folha
O que vamos demonstrar a seguir pode ser usado em sala de aula como um experimento de Quiacutemica
Reaccedilotildees de oxidaccedilatildeo em moedas
Vamos usar como exemplo a moeda de 5 centavos pois eacute uma das mais manuseadas Portanto peccedila a seus alunos que tragam moedas envelhecidas neste valor
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Vocecirc sabe de que esta moeda eacute feita Eacute composta de Accedilo e recoberta com Cobre e agrave medida que vai sendo usada vai se formando uma camada de oacutexido de cobre sobre ela Veja a equaccedilatildeo do processo 2 Cu + frac12 O2 rarr Cu2O
O metal Cobre presente na moeda eacute oxidado e forma o monoacutexido de Dicobre (Cu2O) o qual tem coloraccedilatildeo escura daiacute o porquecirc daquela cor horriacutevel O segredo para que as moedas tornem a ficar como eram antes (brilhantes e avermelhadas) eacute deixaacute-las de molho em aacutecido cloriacutedrico Equaccedilatildeo que representa a lavagem Cu2O + 2 HCl rarr Cu2Cl2 + H2O
Como se vecirc na equaccedilatildeo acima o oacutexido reage com aacutecido cloriacutedrico (HCl) e daacute origem a um sal de cobre (Cu2Cl2) esta reaccedilatildeo permite agrave moeda adquirir aparecircncia de nova Por Liacuteria Alves Graduada em Quiacutemica Equipe Brasil Escola
2ordf sugestatildeo de experimento
Pilha de Limatildeo
ou Pilha de Laranja ou ainda Pilha de Batata
Eacute possiacutevel obter eletricidade a partir de um limatildeo Sim natildeo soacute satildeo as pilhas comuns que podem gerar eletricidade E o mais legal eacute que na falta do limatildeo vocecirc pode usar uma laranja ou mesmo uma batata
Na verdade a corrente eleacutetrica surge a partir dos potenciais eleacutetricos de dois metais que satildeo cravados no limatildeo na laranja
e na batata O caraacuteter aacutecido do limatildeolaranja e o caraacuteter baacutesico da batata ajudam na conduccedilatildeo da eletricidade Mas o que eacute que causa esta corrente Pense um pouco antes de prosseguir a leitura
Bom depois de esperar vocecirc pensar um pouquinho vamos prosseguir dois pedaccedilos de metal satildeo usados O melhor resultado surge da combinaccedilatildeo de zinco e cobre mas tambeacutem pode ser usado zinco e alumiacutenio ou ainda latatildeo e alumiacutenio
Alguns tipos de pregos conteacutem zinco e o cobre pode ser encontrado na forma de fios e mesmo na composiccedilatildeo de algumas moedas Pode-se tambeacutem utilizar (na falta destes) uma taxinha destas de latatildeo e um clips
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Apoacutes fincaacute-los no limatildeo (ou laranja ou batata) e uniacute-los por fios pode-se ligaacute-los a um pequeno aparelho eleacutetrico O melhor resultado se daacute usando um destes reloacutegios eletrocircnicos - tira-se a pilha deste e faz-se a ligaccedilatildeo dos fios positivo e negativo nos pequenos terminais do reloacutegio A corrente produzida eacute suficiente para acendecirc-lo ainda que por alguns minutos Natildeo esqueccedila de antes limpar as peccedilas de metal e evitar que elas se toquem no interior do limatildeo (ou da laranja ou ainda da batata)
Cuidados no Experimento
A eletricidade produzida eacute na realidade muito pequena para acender uma lacircmpada comum mesmo as menores Mas eacute possiacutevel acender uma pequena lampadinha se vocecirc quiser substituindo o limatildeo por uma soluccedilatildeo de aacutegua + sal Assim como na soluccedilatildeo salina existem no limatildeo batata e laranja alguns sais que se dissociam em iacuteons positivos e negativos e cada um destes tipos de iacuteons migram para os terminais metaacutelicos O certo eacute dizer que houve uma conduccedilatildeo iocircnica no interior do limatildeo da laranja e da batata Jaacute nos terminais satildeo os eleacutetrons dos metais que migram alcanccedilando o reloacutegio e fazendo-o funcionar com a corrente de eleacutetrons Esta eacute a diferenccedila
Uma lampadinha (ou mesmo um LED - uma lacircmpada especial destas coloridas que existem nos aparelhos de TV e de som esteacutereo geralmente nas cores vermelha e verde) satildeo materiais muito baratos e facilmente encontraacuteveis nas lojas de produtos eleacutetricos Para se acender uma destas lampadinhas eacute necessaacuterio 15 volt e alguns miliamperes o que eacute difiacutecil de se conseguir com apenas 1 limatildeo laranja ou batatinha
A voltagem tambeacutem varia de limatildeo para limatildeo laranja para laranja e batata para batata dependendo de vaacuterios fatores incluindo a acidezbasicidade teor de sais aacutegua Por exemplo um limatildeo pode acender um pequeno circuito eleacutetrico por pouco tempo e soacute Procure testaacute-lo com um voltiacutemetro (um medidor de tensatildeo eleacutetrica) Se for muito difiacutecil mesmo trabalhar com apenas um tente experimentar uma ligaccedilatildeo em seacuterie lacircmpada-cobre-limatildeo-zinco-fio-cobre-limatildeo-zinco-lacircmpada O resultado eacute mais visiacutevel
cienciaemcasacienciavivaptpilha_limaohtml
3ordf sugestatildeo de experimento
Pilha de Batata
Objetivo
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Estudar o funcionamento das ceacutelulas voltaacuteicas e associaccedilotildees em seacuterie Uma batata cortada pela metade duas plaquinhas de cobre e duas plaquinhas de zinco permitem a confecccedilatildeo de uma batateria capaz de acionar um reloacutegio digital por pelo menos dois meses Com certos cuidados os quais comentaremos esse tempo de uso pode ser estendido para cerca de quatro meses
Apresentaccedilatildeo
Os modernos reloacutegios digitais a cristal de quartzo requerem uma baixiacutessima intensidade de corrente eleacutetrica para seu funcionamento Se vocecirc tiver um bom microamperocircmetro poderaacute constatar que ela seraacute algo como 15 x 10-6 A sob tensatildeo eleacutetrica (ddp) de 135 V Eacute devido a isso que tais reloacutegios podem funcionar com as minuacutesculas baterias bototildees que geram uma fem entre 12 a 14 volts notadamente as baterias com ceacutelulas de mercuacuterio Os experimentos a seguir aproveitam-se dessa propriedade inerente aos circuitos eletrocircnicos --- funcionarem com baixiacutessimas intensidades de corrente eleacutetrica
O que faremos essencialmente seraacute construir baterias a partir de duas ceacutelulas voltaacuteicas que produziratildeo cada uma 06 a 07 V Dois eletrodos distintos (plaquinhas de cobre e zinco) seratildeo introduzidos em meias-batata (ou quiabo ou limatildeo ou abacaxi etc) e associados em seacuterie de modo a constituiacuterem uma bateria [associaccedilatildeo de duas pilhas primaacuterias (ceacutelulas voltaicas)]
Fazendo uma pilha primaacuteria
Corte uma batata pela metade Corte duas chapinhas uma de cobre outra de zinco com cerca de (2 x 4) cm Qualquer espessura das chapinhas entre 1 e 2 mm serviraacute essas chapinhas seratildeo os eletrodos da pilha primaacuteria Solde em cada uma dessas plaquinhas um fio de cobre flexiacutevel (cabinho 22) com cerca de 20 cm de comprimento (descasque as extremidades e estanhe-as --- passe solda) Espete as plaquinhas na meia-batata (bem perpendicular agrave superfiacutecie cortada) deixando para fora apenas cerca de 1 cm e separada por cerca de 08 cm Natildeo deixe as plaquinhas se encontrarem dentro da meia-batata Veja a ilustraccedilatildeo
Fazendo a batateria
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Essa pilha de meia-batata apresentaraacute forccedila eletromotriz (fem) de cerca de 07 V o que pode ser constatado mediante um bom voltocircmetro (resistecircncia interna grande) conectado aos dois fios indicados acima Como iremos necessitar de cerca de 14 V para acionar o reloacutegio digital deveremos construir uma bateria a partir de duas dessas pilhas primaacuterias e associando-as em seacuterie como se ilustra
Preparando o reloacutegio
Qualquer reloacutegio digital que utilize uma bateria botatildeo poderaacute ser usado O que utilizei eacute um CITIZEN - CRYSTON LC A primeira coisa a fazer eacute remover a tampinha em forma de disco do alojamento da bateria botatildeo Retire a bateria pifada Olhe bem para essa bateria e repare que o corpo dela corresponde ao poacutelo positivo enquanto que o botatildeo superior corresponde ao poacutelo negativo Veja dentro do local de alojamento dessa bateria as duas lacircminas de contato uma que encosta no poacutelo positivo da bateria e outra que encosta no poacutelo negativo Solde nessa pequenas lacircminas dois pedaccedilos de cabinho 22 um vermelho ligado na lacircmina positiva e um preto ligado na lacircmina negativa
O fio que vem da plaquinha de cobre da batateria deve ser ligado ao fio vermelho do reloacutegio e o fio que vem da plaquinha de zinco da batateria deve ser ligado ao fio preto do reloacutegio
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Pronto O reloacutegio jaacute deve estar funcionando Eis as ilustraccedilotildees de minha montagem
Agrave esquerda a proteccedilatildeo de madeira para a montagem numa divisatildeo foi feito o orifiacutecio para inserir o reloacutegio na outra foi colocado um pires quadrado para conter as meias-batatas Agrave direita um destaque da montagem Abaixo detalhes da parte posterior da montagem
Anaacutelise do circuito
A tensatildeo eleacutetrica uacutetil (U) entre os terminais de cada pilha primaacuteria pode ser expressa em termos de sua fem (E) de sua resistecircncia interna (r) e da corrente de intensidade i que por ela circula assim U = E - ri mostrando claramente que a tensatildeo uacutetil depende da intensidade da corrente eleacutetrica solicitada (i)
Em circuito aberto um bom voltocircmetro (Rvint--gt conectado aos eletrodos fornece Uaberto= E pois iaberto = 0 Um bom amperocircmetro (Raint--gt0) conectado diretamente entre os eletrodos (curto-circuitando a pilha) fornece Icc = Er uma vez que Ucc = 0 Da leitura da fem E (via voltocircmetro) e da corrente de curto circuito icc
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(via amperocircmetro) obtemos r = Eicc Para nossa montagem esse valor resultou ao redor dos 3 000 ohms e E = 07 V
Para as duas pilhas em seacuterie formando nossa batateria teremos Ebat = 14 V
e rbat = 6 000
Sob ddp uacutetil de 12 V teremos i = (Ebat- U)r = (14 - 12)6000 = 3 x 10-5 A que satildeo suficientes para o funcionamento do reloacutegio digital
Como dissemos como eletroacutelito podemos usar limatildeo abacaxi pepino uvas cebolas etc e como eletrodos podemos usar os pares cobrezinco magneacutesioferro alumiacuteniocobre prego zincadocobre etc Para cada par deve-se testar antes de ligar no reloacutegio qual a polaridade obtida (sob risco que queimar o cristal de quartzo) para a bateria Por exemplo se for usado eletrodos de magneacutesio e de ferro o magneacutesio seraacute o terminal negativo e o ferro o terminal positivo Calculadoras e jogos eletrocircnicos tambeacutem funcionam com tais baterias culinaacuterias Eis abaixo uma tomateria uma bateria de tomates
Mais teoria As reaccedilotildees nas ceacutelulas voltaacuteicas satildeo
catodo Zn lt==gt Zn2 + 2e anodo 2H+ + 2e lt==gt H2
A FEM da reaccedilatildeo vem expressa por E(ZnZn22H+H2) = Eo +
(RTnF)ln([Zn2+][H+]2) O eletrodo de cobre opera apenas como coletor de eleacutetrons podendo ser substituiacutedo por platina ou outro metal inerte
httpwwwfeiradecienciascombrsala1212_21asp
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Aulas 2 e 3 Reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo e o uso da tabela de potenciais de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo
Com a utilizaccedilatildeo dos dados recolhidos pelos alunos sobre o experimento anterior pode-se introduzir o conteuacutedo sobre reaccedilotildees de oxirreduccedilatildeo e o uso da tabela de potenciais de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo
Para facilitar a inicializaccedilatildeo do conteuacutedo pode-se retomar algumas questotildees dos experimentos anteriores
1 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 2 Como a energia eleacutetrica foi obtida 3 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 4 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 5 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 6 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 7 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 8 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha Conteuacutedo sugerido para trabalhar o conceito de reaccedilatildeo de oxidorreduccedilatildeo
A eletroquiacutemica eacute o estudo sobre a transferecircncia de eleacutetrons entre diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-versa Pilhas e baterias satildeo reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo capazes de gerar corrente eleacutetrica Eletroacutelise satildeo reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo produzidas pela passagem da corrente eleacutetrica Numa eletrolise existe os seguintes termos CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e mergulhados num eletroacutelito ELETRODOS Satildeo as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica ELETROacuteLITOS Satildeo as soluccedilotildees que conduzem a corrente eleacutetrica AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula entra na soluccedilatildeo CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula deixa a soluccedilatildeo IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na soluccedilatildeo Resumo
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons aumenta o numero de oxidaccedilatildeo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons diminui o numero de oxidaccedilatildeo
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Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz o numero de oxidaccedilatildeo diminui
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida o numero de oxidaccedilatildeo aumenta
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em energia eleacutetrica
BIBLIOGRAFIA sobre o conceito de oxidorreduccedilatildeo Programa de ensino para jovens e adultosescola da juventude Ciecircncias da NaturezaMatemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemicaeditora iacutecone ltdaSatildeo Paulo
Figura retirada WWWgooglecombr
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
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A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu
++ Isso provocaraacute
diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo
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que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
AULA 4 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o experimento da pilha de Daniel
Confecccedilatildeo de relatoacuterio pode-se trabalhar produccedilatildeo de textos do gecircnero artigo de opiniatildeo (conclusatildeo) e resumos ( introduccedilatildeo) Com o relatoacuterio em matildeos o
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professor poderaacute avaliar se houve aprendizagem real ou natildeo Espera-se que os alunos possam descrever em seu relatoacuterio os seguintes toacutepicos
Na pilha de Daniel o eletrodo de cobre metaacutelico que recebe eleacutetrons eacute chamado de caacutetodo ou terminal positivo e a lacircmina de zinco que cede eleacutetrons eacute o acircnodo ou terminal negativo O conjunto montado no experimento eacute uma pilha de Daniell com ponte salina A placa de zinco fornece eleacutetrons oxidando-se atraveacutes do fio para a placa de cobre que reduziraacute iacuteons de cobre na soluccedilatildeo Os eleacutetrons passando atraveacutes do fio iratildeo alimentar o cartatildeo musical Invertendo-se os fios de ligaccedilatildeo da pilha o terminal negativo do cartatildeo musical estaraacute ligado ao caacutetodo da pilha e o terminal positivo ao acircnodo Esta inversatildeo do sentido da corrente natildeo permite que o cartatildeo musical funcione
Sugestatildeo de modelo de relatoacuterio
RELATOacuteRIO
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em sete itens principais
Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram utilizados no experimento
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32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o experimento
5 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2 ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
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baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Conteuacutedo e temas impactos ambientais relacionado ao uso de pilhas e baterias
Competecircncias e habilidades identificar os impactos ambientais causados pelo descarte inadequado de pilhas e baterias avaliar como a composiccedilatildeo das pilhas pode causar possiacuteveis impactos relacionar os impactos causados pelas induacutestrias nos processos de eletroacutelise refletir sobre a importacircncia da adoccedilatildeo de posturas conscientes com relaccedilatildeo ao consumo e descarte de pilhas e baterias
Estrateacutegias elaboraccedilatildeo de mural produccedilatildeo de folder
Recursos biombos para anexar material produzido cartolinas fitas adesivas
Avaliaccedilatildeo participaccedilatildeo e envolvimento
Nuacutemero de aulas 3
AULA 1 Elaboraccedilatildeo de mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias os alunos finalizaratildeo a segunda etapa desta unidade didaacutetica construindo seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo Nesse momento comeccedila-se a desenvolver a terceira etapa dessa unidade ( que eacute uma das mais importantes)pois os alunos iratildeo aplicar o que aprenderam preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo em um local estrateacutegico da escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas sobre o assunto estudado O nosso estudante nesta etapa final da unidade temaacutetica poderaacute desenvolver accedilotildees sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente e tambeacutem composiccedilatildeo de muacutesicas sobre os assuntos abordados
AULA 2 A escola como ponto de coleta de pilhas e baterias
Os alunos apoacutes terem finalizado o trabalho da aula anterior poderatildeo distribuir agrave comunidade o material confeccionado sensibilizando-a buscando parcerias para que a escola seja um ponto de coleta desses materiais pois somente com accedilotildees dessa natureza podemos acreditar que possam desenvolver a accedilatildeo social e ambiental desejada
AULA 3 Retomada das questotildees diagnoacutesticas poacutes desenvolvimento da unidade didaacutetica
Eacute importante retomar as questotildees aplicadas no iniacutecio dessa unidade pois somente assim teremos a certeza do quanto os alunos assimilaram de conhecimento cientiacutefico Muito importante nesse momento tambeacutem eacute poder avaliaacute-los como indiviacuteduos atuantes na sociedade
AULA 4 Avaliaccedilatildeo final
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Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos (sugere-se que contenha mapa conceitual dos conteuacutedos apreendidos) e devolutiva das questotildees comentadas
Consideraccedilotildees finais
A eletroquiacutemica trabalhada da forma que estaacute sendo apresentada nessa unidade didaacutetica leva o aluno a adquirir conhecimentos de maneira significativa O ensino atraveacutes da experimentaccedilatildeo o faraacute tirar suas proacuteprias conclusotildees e ter um aprendizado real produzindo nele mudanccedila de postura diante dos fatos observados refletindo e opinando criticamente frente a informaccedilotildees que poderaacute encontrar doravante sobre o assunto
A participaccedilatildeo e a integraccedilatildeo do aluno nas aulas tecircm que ser consideradas ponto de partida para que o mesmo possa compreender que as transformaccedilotildees quiacutemicas fazem parte do seu cotidiano Toda tecnologia existente eacute produto dessas transformaccedilotildees
Finalizando o estudo dessa unidade espera-se que o aluno natildeo soacute compreenda a importacircncia das transformaccedilotildees quiacutemicas mas que esteja envolvido a ponto de adotar uma postura responsaacutevel em relaccedilatildeo aos impactos ambientais causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e baterias e dentro dessa nova postura possa tomar decisotildees e atuar de forma eacutetica no meio em que vive
REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
41
9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
14- Programa de ensino para jovens e adultos escola da juventude Ciecircncias da Natureza Matemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemica Editora Iacutecone Ltda Satildeo Paulo
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Imagem maisumtekofileswordpresscom
2009
Katia Regina Varela Roa-DE SUZANO
Gilson Silva ndashDE CAEIRAS
Leonardo Bassi Ubeda das Neves-DE SUZANO
Massuko Sawayama Warigoda-DE MOGI DAS
CRUZES
GEPEQ- USP CURSO DE FORMACcedilAtildeO
CONTINUADA DE PROFESSORES 2008 2009
28082009
PILHAS E BATERIAS USOS E DESCARTES X IMPACTOS AMBIENTAIS Caderno do aluno
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Situaccedilatildeo de aprendizagem 1- As pilhas e baterias que fazem parte do nosso lixo eletrocircnico podem ser prejudiciais ao ser humano
Por meio desta primeira situaccedilatildeo de aprendizagem vocecirc poderaacute reconhecer
que quando descartadas incorretamente pilhas e baterias podem prejudicar o meio
ambiente apesar de indispensaacutevel para o homem E tambeacutem pode comeccedilar a
refletir o porquecirc dessa questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil toneladas de lixo eletrocircnico
por hora dentro deste destacam-se pilhas e baterias Este lixo eacute jogado na
natureza provocando vaacuterios problemas ambientais Quais os problemas
ambientais que as pilhas e baterias provocam na natureza e como podemos
evitaacute-losrdquo
Atividade 1Refletindo sobre pilhas e baterias x impactos ambientais
1 O que vocecirc entende por pilhas E baterias
2 Elas satildeo imprescindiacuteveis na atualidade Onde
3 Existe alguma relaccedilatildeo entre pilha eletricidade e transformaccedilotildees quiacutemicas
4 Que tipo de material(is) vocecirc acha que eacute(satildeo) necessaacuterio(os) para se construir
uma pilha
5 Cite alguns problemas ambientais relacionados ao uso e descarte de pilhas e
baterias Qual deve ser sua postura em relaccedilatildeo a esses problemas
Atividade 2 Pilhas e Baterias x impactos ambientais
Leitura e Anaacutelise de textos
TEXTO 1 Descarte de pilhas e baterias eacute problema seacuterio para meio ambiente
O Brasil eacute o uacutenico paiacutes da Ameacuterica do Sul que regulamenta a fabricaccedilatildeo venda e destinaccedilatildeo final de pilhas e baterias Com a entrada da Resoluccedilatildeo 257 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama) que dispotildee sobre estes resiacuteduos em vigor desde junho de 2001 o Ibama passou a fiscalizar esses limites Ou pelo menos era o que deveria acontecer Em Cuiabaacute por exemplo o gerente do oacutergatildeo Hugo Scheuer declarou natildeo estar a par do assunto mas garantiu ser este seu proacuteximo objetivo por considerar o descarte destes resiacuteduos um problema de grande amplitude Mas enquanto isso o que fazer com pilhas e baterias principalmente as de celulares quando acabam Esta duacutevida eacute frequumlente em toda a populaccedilatildeo
Considerados toacutexicos o lanccedilamento desses resiacuteduos em lixotildees nas margens das estradas ou em terrenos baldios compromete a qualidade ambiental e de vida da populaccedilatildeo Os resiacuteduos pesados quando aterrados migram para partes mais profundas do solo Com isso podem atingir o lenccedilol freaacutetico contaminando a flora e a fauna das regiotildees proacuteximas e ainda causar doenccedilas que variam de lesotildees cerebrais a disfunccedilotildees renais e pulmonares passando por distuacuterbios visuais e
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anemia Segundo a Resoluccedilatildeo 257 os fabricantes e importadores satildeo os responsaacuteveis pelo recolhimento do material e sua destinaccedilatildeo final o que deve ser fiscalizado pelos oacutergatildeos puacuteblicos ambientais Mas em Cuiabaacute apesar do site do Ministeacuterio do Meio Ambiente indicar o endereccedilo de 28 postos nenhum deles efetua o recolhimento apenas duas empresas de celulares recolhem as baterias em seus postos de venda (Vivo e Americel) e a fiscalizaccedilatildeo do Ibama eacute inexistente A Resoluccedilatildeo estabelece que as pilhas e baterias apoacutes o seu esgotamento energeacutetico devem ser entregues pelos usuaacuterios aos estabelecimentos que as comercializam ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelas respectivas induacutestrias Estas por sua vez devem repassaacute-las aos fabricantes e importadores para que passem por procedimentos de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final ambientalmente adequada No artigo 13deg estaacute previsto que as pilhas e baterias que atenderem aos limites previstos no artigo 6deg podem ser dispostas juntamente com os resiacuteduos domiciliares em aterros sanitaacuterios licenciados Mas por falta de aterros licenciados a maior parte das baterias e pilhas usadas continuam tendo os lixotildees irregulares como destino significando um risco para o meio ambiente e para as pessoas Apenas 30 destes resiacuteduos satildeo reciclados No Brasil uma empresa chamada Suzaquim anuncia que deteacutem um processo de reciclagem de baterias
Dependendo do material de que satildeo constituiacutedas pilhas e baterias podem ser jogadas em lixo domeacutestico As pilhas secas composta por zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs as mais consumidas para uso domeacutestico tecircm em sua maioria operado nos limites estabelecidos pelo artigo 6deg da Resoluccedilatildeo 257 As baterias de telefone sem fio de filmadoras de celular ou outros tipos normalmente recarregaacuteveis devem ser devolvidas agraves lojas Os fabricantes estatildeo obrigados a informar nas embalagens a necessidade ou natildeo de devoluccedilatildeo
O Brasil produz cerca de 800 milhotildees de pilhas comuns por ano o que representa seis unidades por habitante Deve-se lembrar que uma uacutenica pilha contamina o solo durante 50 anos Circulam anualmente 10 milhotildees de baterias de celular 12 milhotildees de baterias automotivas e 200 mil baterias industriais Do total de pilhas e baterias consumidas no paiacutes quase 70 satildeo constituiacutedas principalmente por zinco e caacutedmio aproximadamente 30 por amocircnia e manganecircs Ao se desfazer de pilhas e baterias usadas em local inadequado pode-se contaminar o solo a aacutegua e o ar Atraveacutes da cadeia alimentar esse produto chega aos seres humanos causando doenccedilas que afetam o sistema nervoso central Todos satildeo considerados bioacumulativos - acumula-se no organismo ao longo do tempo
RECICLAVEISCOMBR
Texto 2 Metais pesados contaminam meio ambiente e oferecem riscos agrave
sauacutede puacuteblica
Estima-se que cada bateria ou pilha depositada de forma inadequada no meio
ambiente contamine uma aacuterea de um metro quadrado Entretanto o dano ambiental
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pode ser maior se a quantidade desses equipamentos jogados em lixotildees for muito
alta
A dissoluccedilatildeo de metais pesados depositados em aterros
sanitaacuterios improacuteprios pode contaminar lenccediloacuteis freaacuteticos e o
ambiente local Em aterros a dissoluccedilatildeo dos metais eacute mais faacutecil
devido agrave acidez da aacuterea Isso facilita a acumulaccedilatildeo de metais
pesados na cadeia alimentar atraveacutes da contaminaccedilatildeo de
animais e vegetais que podem causar a intoxicaccedilatildeo de seres humanos que venham
a consumir esses alimentos afetados Metais pesados como chumbo caacutedmio
mercuacuterio e seus compostos podem provocar graves doenccedilas neuroloacutegicas aleacutem de
afetar a condiccedilatildeo motora
Pilhas e baterias comuns (pequenas usadas em raacutedios por exemplo) podem
ser descartadas no lixo domeacutestico de acordo com a determinaccedilatildeo do Conama No
entanto a professora Andreacutea Bernardes do Departamento de Engenharia de
Materiais da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) avalia que esses
produtos que acabam sendo depositados em aterros sanitaacuterios soacute poderiam ser
descartados nestes locais se houvesse o tratamento adequado do chorume
(substacircncia liacutequida encontrada em lixotildees) O chorume contaminado com metais
pesados contaminaraacute tambeacutem a terra e os lenccediloacuteis freaacuteticos
Marcelo Furtado coordenador da aacuterea de substacircncias toacutexicas do
Greenpeace vecirc com bons olhos a determinaccedilatildeo do Conama A iniciativa serve
como incentivo para que as empresas passem a reduzir o uso de substacircncias
toacutexicas para evitar todo o processo de recolhimento de baterias e pilhas usadas
diz Ele lembra que a tendecircncia eacute que substacircncias reciclaacuteveis sejam usadas cada
vez mais para que a reutilizaccedilatildeo dos produtos seja constante
Danilo FantinelRedaccedilatildeo Terra
Questotildees para anaacutelise do texto
6 Cite algumas das questotildees ambientais relacionadas ao uso de pilhas e baterias Qual deve ser a postura da populaccedilatildeo em relaccedilatildeo a essas questotildees 7 Com base na legislaccedilatildeo apresentada explique como deve ser feito o descarte de pilhas e baterias Quais impecilhos poderatildeo dificultar o cumprimento da lei 8 Qual o destino que deve ser dado agraves pilhas que seratildeo descartadas Existem formas de reciclagem Quais 9 Considerando os impactos ambientais que podem ocorrer do descarte inadequado das pilhas e baterias qual a sua opiniatildeo sobre o uso delas Existe uma ideal Explique 10 Vocecirc acha que hoje eacute possiacutevel sobrevivermos sem o uso de pilhas e baterias
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Atividade 3 Trechos do filme WALL-E
Converse com o seu professor sobre o filme a ser assistido na escola caso natildeo seja possiacutevel assista o filme em casa para auxiliaacute-lo nessa atividade
Questotildees para sala de aula reflexatildeo dos assuntos abordados no filme
5 Sente-se um escravo da tecnologia atual ( especificamente aqueles que em curto espaccedilo de tempo geram lixo eletrocircnico tais como celular Ipod Iphone etc) 6 Ficou sensibilizado sobre a quantidade de lixo eletrocircnico que o homem produz 7 Haacute uma remota possibilidade de o Planeta ser recuperado 8 Qual a sua opiniatildeo sobre a mensagem que o filme Wall-E passa 9 Viacutedeo WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97
minutos) som e cor
Situaccedilatildeo de aprendizagem 2 - Que tipos de materiais existem em uma pilha que
a classifique como poluidora do meio ambiente
Apoacutes a visatildeo do que vocecirc teve do filme e discussatildeo de trechos que falam sobre
impactos ambientais provocados pelo mau descarte de pilhas e baterias vocecirc
imagina quais seriam os agentes contaminantes
Atividade 1 Experimento demonstrativo ndash Desmontagem de uma pilha
No inicio da aula entregue para o seu professor um desenho que demonstre os
componentes que estruturam uma pilha
Apoacutes o teacutermino da desmontagem faccedila um novo desenho colocando aquilo que vocecirc
observou Compare o primeiro com o segundo desenho e em poucas linhas
descreva o que mais lhe chamou a atenccedilatildeo
Atividade 2 Buscando orientaccedilotildees com o professor para trabalho de
pesquisa
Leve para sala de aula revistas jornaislivros e mateacuterias de internet trazendo
informaccedilotildees sobre pilha ecologicamente correta
Atividade 3 Reciclagem de pilhas
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Apoacutes a viacutedeoaula sobre a reciclagem de pilhas elabore um artigo de opiniatildeo sobre
a importacircncia da reciclagem de pilhas em favor do meio ambiente e a necessidade
de maiores investimentos nessa aacuterea Ao final entregue a seu professor
Atividade 4 Pesquisa em grupo Pilha ideal
A partir de uma preacutevia busca em revistas jornais livros e internet procure obter
informaccedilotildees sobre uma pilha ideal
Atividade 5 Escolha da Pilha ideal
Apresente o material para o professor e os seus colegas para que seja feita a
escolha da melhor ideia
Questotildees para anaacutelise das ideacuteias sobre pilha ideal
5 Eacute possiacutevel produzir energia eleacutetrica atraveacutes de uma transformaccedilatildeo quiacutemica
6 Explique o surgimento da energia eleacutetrica nas transformaccedilotildees quiacutemicas
7 Podemos montar uma pilha ecologicamente correta
8 O funcionamento de uma pilha soacute acontece atraveacutes de transformaccedilatildeo quiacutemica Explique
Situaccedilatildeo de aprendizagem 3- O lado cientiacutefico da Pilha
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem permitiraacute a vocecirc compreender melhor o
funcionamento de uma pilha( conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
) e a produccedilatildeo de novos materiais atraveacutes da eletrolise (conversatildeo natildeo espontacircnea
energia eleacutetrica em quiacutemica) com experimentos Para essa situaccedilatildeo eacute importante
que vocecirc observe e anote em seu caderno tudo que se alterou
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Atividade 1 O experimento da pilha do Daniel
Questotildees que podem auxiliaacute-lo durante a execuccedilatildeo do experimento
6 As placas mudaram de cor apoacutes serem mergulhadas na soluccedilatildeo Explique
7 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
8 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
9 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
7 Limpar as placas com palha de accedilo
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8 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 9 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 10 Interligar os dois potes com a ponte salina 11 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 12 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e
transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo
PauloEdusp 1998
Atividade 2 Anaacutelise sobre experimento
Questotildees sobre o experimento
9 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 10 Como a energia eleacutetrica foi obtida 11 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 12 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 13 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 14 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 15 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 16 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha
UM POUCO DE ELETROQUIMICA
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A eletroquiacutemica estuda o aproveitamento da transferecircncia de eleacutetrons entre
diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-
versa
Pilhas conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
Eletroacutelise conversatildeo natildeo espontacircnea de energia eleacutetrica em quiacutemica
A seguir estatildeo descritos alguns termos que apareceratildeo no estudo da eletroquiacutemica
ELETRODOS Satildeo assim chamadas as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com
a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica
AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
ENTRA na soluccedilatildeo
CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
DEIXA a soluccedilatildeo
d) ELETROacuteLITOS Satildeo assim chamadas todas as soluccedilotildees que CONDUZEM a
corrente eleacutetrica
e) IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na
soluccedilatildeo
AcircNODO Eletrodo do qual saem os eleacutetrons para o circuito externo da ceacutelula
CAacuteTODO Eletrodo no qual entram os eleacutetrons atraveacutes do circuito externo da ceacutelula
f) CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que
conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e
mergulhados num eletroacutelito
Resumindo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons ( diminuiccedilatildeo de Nox)
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons ( aumento de Nox)
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida (Nox aumenta)
Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz (Nox diminui)
O redutor reduz o oxidante
O oxidante oxida o redutor
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em
energia eleacutetrica
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Cada substacircncia possui uma maior ou menor tendecircncia de perder eleacutetrons
tendecircncia esta chamada de Potencial de Oxidaccedilatildeo Deste modo uma substacircncia X
que tenha um potencial de oxidaccedilatildeo maior que uma substacircncia Y iraacute perder seus
eleacutetrons gradativamente para esta substacircncia se as duas estiverem juntas
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do
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eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu++ Isso provocaraacute diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
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Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
Atividade 3 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o
experimento da pilha de Daniel
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas
dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os
relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em
eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e
conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em
sete itens principais
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Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve
comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos
resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo
do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos
objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser
esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram
utilizados no experimento
32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute
apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela
caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o
experimento
10 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a
profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno
Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos
pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
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Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento
e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na
redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os
objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem
de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed
Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo
de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO
BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro
ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2
ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte
das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos
ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos
Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o
aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Atividade 1 Montagem de um Mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias vocecirc poderaacute construir
o seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo em que vocecirc iraacute aplicar o que
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aprendeu preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo na entrada da
escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas
sobre o assunto estudado Orientado pelo seu professor vocecirc desenvolveraacute accedilotildees
sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre
o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente Poderaacute tambeacutem
compor muacutesicas sobre os assuntos abordados
Atividade 2 Montagem de um Portifolio
Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-
avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos
ao longo do bimestre de modo que venha justificar a questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil
toneladas de lixo eletrocircnico por hora dentro deste destacam-se pilhas e
baterias Este lixo eacute jogado na natureza provocando vaacuterios problemas
ambientais Quais os problemas ambientais que as pilhas e baterias provocam
na natureza e como podemos evitaacute-losrdquo citada no inicio do bimestre
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REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
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APLICACcedilAtildeO DO CONHECIMENTO
Produccedilatildeo de mural informativoexplicativo sobre diferentes tipos de pilhas e baterias para conscientizar a comunidade escolar sobre arrecadaccedilatildeo coleta e destino de pilhas e baterias
A escola como ponto de coleta de lixo eletrocircnico ( pilhas e baterias ) para ser doado posteriormente a uma associaccedilatildeo apropriada
Prestaccedilatildeo de serviccedilo agrave comunidade onde o aluno estaacute inserido desenvolvendo nele a responsabilidade social e ambiental
Mobilizar a comunidade escolar promovendo accedilotildees ambientais
Produccedilatildeo de pilha de caraacuteter investigativo Estrateacutegias de Ensino
Coleta de ideacuteias preacutevias
Elaboraccedilatildeo de textos dos gecircneros artigo de opiniatildeo e resumo
Leitura e discussatildeo de textos
Anaacutelise de dados experimentais
Confecccedilatildeo de folders e mural
Elaboraccedilatildeo de mapa conceitual
Construccedilatildeo de um portfoacutelio
Recursos
Lousagiz e texto
Materiais para a realizaccedilatildeo de experimento
Materiais para a elaboraccedilatildeo de mural e propaganda
Aacuteudio visuais
Avaliaccedilatildeo
Participaccedilatildeo e envolvimento
Respostas agraves questotildees propostas
Situaccedilatildeo de aprendizagem 1- As pilhas e baterias que fazem parte do nosso lixo eletrocircnico podem ser prejudiciais ao ser humano
Por meio desta primeira situaccedilatildeo de aprendizagem os alunos poderatildeo reconhecer que quando descartadas incorretamente pilhas e baterias podem prejudicar o meio ambiente mas atualmente eacute indispensaacutevel para o homem
Conteuacutedo e temas a serem trabalhados nesta situaccedilatildeo impactos ambientais relacionados ao uso de pilhas e baterias
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Competecircncias e habilidades desenvolvimento da leitura e interpretaccedilatildeo de textos siacutentese e argumentaccedilatildeo consistentes necessaacuterias para responder a perguntas que acompanham os textos buscarselecionarorganizar e relacionar dados e informaccedilotildees apresentados em diferentes miacutedias e representados em diferentes formas para resolver o problema apresentado
Estrateacutegias discussotildees desencadeadas por perguntas leituras de texto seguidas de discussotildees pesquisas em revistas jornais internet e filmes
Recursos material escrito coacutepias de textos acompanhadas de perguntas filme e viacutedeos da internet
Avaliaccedilatildeo respostas dadas agraves questotildees e participaccedilatildeo nas aulas
Nuacutemero de aulas 3
Aula 1 Levantamento de ideias sobre uso e descarte de pilhas e baterias
O professor pode iniciar a atividade com o levantamento das ideias iniciais dos alunos pedindo que se sentem em grupos de quatro a seis alunos e respondam um questionaacuterio preacutevio sobre funcionamento uso e descartes de pilhas e baterias As respostas podem ser registradas por cada aluno no caderno ou guardadas pelo professor ateacute o final da aplicaccedilatildeo dessa unidade quando seratildeo retomadas e analisadas novamente pelos proacuteprios autores Esta anaacutelise pode servir como um dos instrumentos de avaliaccedilatildeo desta unidade
Questionaacuterio preacutevio 1 O que vocecirc entende por pilhas E baterias 2 Elas satildeo imprescindiacuteveis na atualidade Onde 3 Existe alguma relaccedilatildeo entre pilha eletricidade e transformaccedilotildees quiacutemicas 4 Que tipo de material(is) vocecirc acha que eacute(satildeo) necessaacuterio(os) para se construir uma pilha 5 Cite alguns problemas ambientais relacionados ao uso e descarte de pilhas e baterias Qual deve ser sua postura em relaccedilatildeo a esses problemas
Aula 2 Problematizaccedilatildeo inicial leitura e discussatildeo de textos jornaliacutesticos
Neste segundo momento o aluno eacute convidado a tomar conhecimento de informaccedilotildees contidas nos textos apresentados com isso teraacute oportunidade de criar seu proacuteprio texto a partir da interpretaccedilatildeo destes
O trabalho pode prosseguir com leitura e discussatildeo dos textos que informam sobre leis para descarte de pilhas e baterias contaminaccedilatildeo da biosfera por metais (presentes nas pilhas e baterias) soluccedilotildees para a diminuiccedilatildeo dos impactos ambientais Satildeo eles
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TEXTO 1 Descarte de pilhas e baterias eacute problema seacuterio para meio ambiente
O Brasil eacute o uacutenico paiacutes da Ameacuterica do Sul que regulamenta a fabricaccedilatildeo venda e destinaccedilatildeo final de pilhas e baterias Com a entrada da Resoluccedilatildeo 257 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama) que dispotildee sobre estes resiacuteduos em vigor desde junho de 2001 o Ibama passou a fiscalizar esses limites Ou pelo menos era o que deveria acontecer Em Cuiabaacute por exemplo o gerente do oacutergatildeo Hugo Scheuer declarou natildeo estar a par do assunto mas garantiu ser este seu proacuteximo objetivo por considerar o descarte destes resiacuteduos um problema de grande amplitude Mas enquanto isso o que fazer com pilhas e baterias principalmente as de celulares quando acabam Esta duacutevida eacute frequumlente em toda a populaccedilatildeo
Considerados toacutexicos o lanccedilamento desses resiacuteduos em lixotildees nas margens das estradas ou em terrenos baldios compromete a qualidade ambiental e de vida da populaccedilatildeo Os resiacuteduos pesados quando aterrados migram para partes mais profundas do solo Com isso podem atingir o lenccedilol freaacutetico contaminando a flora e a fauna das regiotildees proacuteximas e ainda causar doenccedilas que variam de lesotildees cerebrais a disfunccedilotildees renais e pulmonares passando por distuacuterbios visuais e anemia Segundo a Resoluccedilatildeo 257 os fabricantes e importadores satildeo os responsaacuteveis pelo recolhimento do material e sua destinaccedilatildeo final o que deve ser fiscalizado pelos oacutergatildeos puacuteblicos ambientais Mas em Cuiabaacute apesar do site do Ministeacuterio do Meio Ambiente indicar o endereccedilo de 28 postos nenhum deles efetua o recolhimento apenas duas empresas de celulares recolhem as baterias em seus postos de venda (Vivo e Americel) e a fiscalizaccedilatildeo do Ibama eacute inexistente A Resoluccedilatildeo estabelece que as pilhas e baterias apoacutes o seu esgotamento energeacutetico devem ser entregues pelos usuaacuterios aos estabelecimentos que as comercializam ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelas respectivas induacutestrias Estas por sua vez devem repassaacute-las aos fabricantes e importadores para que passem por procedimentos de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final ambientalmente adequada No artigo 13deg estaacute previsto que as pilhas e baterias que atenderem aos limites previstos no artigo 6deg podem ser dispostas juntamente com os resiacuteduos domiciliares em aterros sanitaacuterios licenciados Mas por falta de aterros licenciados a maior parte das baterias e pilhas usadas continuam tendo os lixotildees irregulares como destino significando um risco para o meio ambiente e para as pessoas Apenas 30 destes resiacuteduos satildeo reciclados No Brasil uma empresa chamada Suzaquim anuncia que deteacutem um processo de reciclagem de baterias
Dependendo do material de que satildeo constituiacutedas pilhas e baterias podem ser jogadas em lixo domeacutestico As pilhas secas composta por zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs as mais consumidas para uso domeacutestico tecircm em sua maioria operado nos limites estabelecidos pelo artigo 6deg da Resoluccedilatildeo 257 As baterias de telefone sem fio de filmadoras de celular ou outros tipos normalmente recarregaacuteveis devem ser devolvidas agraves lojas Os fabricantes estatildeo obrigados a informar nas embalagens a necessidade ou natildeo de devoluccedilatildeo
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O Brasil produz cerca de 800 milhotildees de pilhas comuns por ano o que representa seis unidades por habitante Deve-se lembrar que uma uacutenica pilha contamina o solo durante 50 anos Circulam anualmente 10 milhotildees de baterias de celular 12 milhotildees de baterias automotivas e 200 mil baterias industriais Do total de pilhas e baterias consumidas no paiacutes quase 70 satildeo constituiacutedas principalmente por zinco e caacutedmio aproximadamente 30 por amocircnia e manganecircs Ao se desfazer de pilhas e baterias usadas em local inadequado pode-se contaminar o solo a aacutegua e o ar Atraveacutes da cadeia alimentar esse produto chega aos seres humanos causando doenccedilas que afetam o sistema nervoso central Todos satildeo considerados bioacumulativos - acumula-se no organismo ao longo do tempo
RECICLAVEISCOMBR
TEXTO 2Pilhas e baterias usadas devem ser devolvidas a fabricantes
Embora seja de junho de 1999 a determinaccedilatildeo do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama) que prevecirc a devoluccedilatildeo de pilhas e baterias que contenham metais pesados aos fabricantes depois do fim de sua vida uacutetil ainda hoje essa medida natildeo eacute adotada com abrangecircncia Conforme a determinaccedilatildeo do Conama as empresas tecircm de reciclar ou dar uma destinaccedilatildeo final adequada (armazenar em local apropriado ou incinerar por exemplo) a esses materiais para evitar o risco de contaminaccedilatildeo ambiental e possiacuteveis danos agrave sauacutede puacuteblica
A medida atinge principalmente o setor industrial mas tambeacutem vale para os cidadatildeos comuns consumidores de pilhas e baterias geralmente usadas em automoacuteveis filmadoras telefones celular e barbeadores (veja na tabela abaixo os tipos de pilhas e baterias suas composiccedilotildees e finalidades)
Conforme a Resoluccedilatildeo 25799 do Conama as empresas que desobedecerem agrave norma de recolhimento dos produtos poderatildeo ser enquadradas na Lei de Crimes Ambientais Jaacute os consumidores tecircm papel fundamental no processo de recolhimento de baterias principalmente as usadas em celulares conforme Cleusa de Morais Gomes assessora teacutecnica da Secretaria de Qualidade Ambiental nos Assentamentos Humanos (SQA)
Cleusa lembra que ao inveacutes de ser jogado no lixo o material deve ser devolvido agrave rede autorizada dos fabricantes que satildeo obrigados a instalar um posto de recolhimento junto aos pontos de vendas de celulares ou nos serviccedilos teacutecnicos de conserto A cooperaccedilatildeo dos consumidores eacute essencial para que os fabricantes possam recolher as baterias usadas
Devem ser devolvidas ao fabricante ou importador
Tipo Bateria de Chumbo Aacutecido Aplicaccedilatildeo Induacutestrias automoacuteveis filmadoras
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Tipo Pilhas e baterias de niacutequel caacutedmio Aplicaccedilatildeo Telefone celular telefone sem fio barbeador e outros aparelhos que usam pilhas e baterias recarregaacuteveis
Tipo Pilhas e baterias de oacutexido de mercuacuterio Aplicaccedilatildeo Instrumentos de navegaccedilatildeo e aparelhos de instrumentaccedilatildeo e controle
Podem ser descartadas no lixo comum
Tipo Comuns e alcalinas com ZincoManganecircs e AlcalinaManganecircs Aplicaccedilatildeo Brinquedos lanterna raacutedio controle remoto raacutedio-reloacutegio equipamento fotograacutefico pager walkman
Jornal On line terra
Metais pesados contaminam meio ambiente e oferecem riscos agrave saude puacuteblica
Estima-se que cada bateria ou pilha depositada de forma inadequada no meio ambiente contamine uma aacuterea de um metro quadrado Entretanto o dano ambiental pode ser maior se a quantidade desses equipamentos jogados em lixotildees for muito alta
A dissoluccedilatildeo de metais pesados depositados em aterros sanitaacuterios improacuteprios pode contaminar lenccediloacuteis freaacuteticos e o ambiente local Em aterros a dissoluccedilatildeo dos metais eacute mais faacutecil devido agrave acidez da aacuterea Isso facilita a acumulaccedilatildeo de metais pesados na cadeia alimentar atraveacutes da contaminaccedilatildeo de animais e vegetais que podem causar a intoxicaccedilatildeo de seres humanos que venham a consumir esses alimentos afetados Metais pesados como chumbo caacutedmio mercuacuterio e seus compostos podem provocar graves doenccedilas neuroloacutegicas aleacutem de afetar a condiccedilatildeo motora
Pilhas e baterias comuns (pequenas usadas em raacutedios por exemplo) podem ser descartadas no lixo domeacutestico de acordo com a determinaccedilatildeo do Conama No entanto a professora Andreacutea Bernardes do Departamento de Engenharia de Materiais da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) avalia que esses produtos que acabam sendo depositados em aterros sanitaacuterios soacute poderiam ser descartados nestes locais se houvesse o tratamento adequado do chorume (substacircncia liacutequida encontrada em lixotildees) O chorume contaminado com metais pesados contaminaraacute tambeacutem a terra e os lenccediloacuteis freaacuteticos
Marcelo Furtado coordenador da aacuterea de substacircncias toacutexicas do Greenpeace vecirc com bons olhos a determinaccedilatildeo do Conama A iniciativa serve como incentivo para que as empresas passem a reduzir o uso de substacircncias toacutexicas para evitar todo o processo de recolhimento de baterias e pilhas usadas
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diz Ele lembra que a tendecircncia eacute que substacircncias reciclaacuteveis sejam usadas cada vez mais para que a reutilizaccedilatildeo dos produtos seja constante
Danilo FantinelRedaccedilatildeo Terra
TEXTO 3Resoluccedilatildeo Nordm 257 de 30 de junho de 1999 Pilhas e baterias usadas
O Conselho Nacional do Meio Ambiente - Conama no uso das atribuiccedilotildees e competecircncias que lhe satildeo conferidas pela Lei no 6938 de 31 de agosto de 1981 e pelo Decreto no 99274 de 6 de junho de 1990 e conforme o disposto em seu Regimento Interno e Considerando os impactos negativos causados ao meio ambiente pelo descarte inadequado de pilhas e baterias usadas Considerando a necessidade de se disciplinar o descarte e o gerenciamento ambientalmente adequado de pilhas e baterias usadas no que tange agrave coleta reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final Considerando que tais resiacuteduos aleacutem de continuarem sem destinaccedilatildeo adequada e contaminando o ambiente necessitam por suas especificidades de procedimentos especiais ou diferenciados resolve Art 1o As pilhas e baterias que contenham em suas composiccedilotildees chumbo caacutedmio mercuacuterio e seus compostos necessaacuterias ao funcionamento de quaisquer tipos de aparelhos veiacuteculos ou sistemas moacuteveis ou fixos bem como os produtos eletro-eletrocircnicos que as contenham integradas em sua estrutura de forma natildeo substituiacutevel apoacutes seu esgotamento energeacutetico seratildeo entregues pelos usuaacuterios aos estabelecimentos que as comercializam ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelas respectivas induacutestrias para repasse aos fabricantes ou importadores para que estes adotem diretamente ou por meio de terceiros os procedimentos de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final ambientalmente adequada Paraacutegrafo Uacutenico As baterias industriais constituiacutedas de chumbo caacutedmio e seus compostos destinadas a telecomunicaccedilotildees usinas eleacutetricas sistemas ininterruptos de fornecimento de energia alarme seguranccedila movimentaccedilatildeo de cargas ou pessoas partida de motores diesel e uso geral industrial apoacutes seu esgotamento energeacutetico deveratildeo ser entregues pelo usuaacuterio ao fabricante ou ao importador ou ao distribuidor da bateria observado o mesmo sistema quiacutemico para os procedimentos referidos no caput deste artigo Art 2o Para os fins do disposto nesta Resoluccedilatildeo considera-se I - bateria conjunto de pilhas ou acumuladores recarregaacuteveis interligados convenientemente(NBR 703987) II - pilha gerador eletroquiacutemico de energia eleacutetrica mediante conversatildeo geralmente irreversiacutevel de energia quiacutemica(NBR 703987) III - acumulador chumbondashaacutecido acumulador no qual o material ativo das placas positivas eacute constituiacutedo por compostos de chumbo e os das placas negativas essencialmente por chumbo sendo o eletroacutelito uma soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico (NBR 703987) IV - acumulador (eleacutetrico) dispositivo eletroquiacutemico constituiacutedo de um elemento eletroacutelito e caixa que armazena sob forma de energia quiacutemica a energia eleacutetrica que lhe seja fornecida e que a restitui quando ligado a um circuito consumidor(NBR 703987) V - baterias industriais satildeo consideradas baterias de aplicaccedilatildeo industrial aquelas que se destinam a aplicaccedilotildees estacionaacuterias tais como telecomunicaccedilotildees usinas eleacutetricas sistemas ininterruptos de fornecimento de energia alarme e seguranccedila uso geral industrial e para partidas de motores diesel ou ainda tracionaacuterias tais como as utilizadas para movimentaccedilatildeo de cargas ou pessoas e carros eleacutetricos VI - baterias veiculares satildeo consideradas baterias de aplicaccedilatildeo veicular aquelas utilizadas para partidas de sistemas propulsores eou
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como principal fonte de energia em veiacuteculos automotores de locomoccedilatildeo em meio terrestre aquaacutetico e aeacutereo inclusive de tratores equipamentos de construccedilatildeo cadeiras de roda e assemelhados VII - pilhas e baterias portaacuteteis satildeo consideradas pilhas e baterias portaacuteteis aquelas utilizadas em telefonia e equipamentos eletro-eletrocircnicos tais como jogos brinquedos ferramentas eleacutetricas portaacuteteis informaacutetica lanternas equipamentos fotograacuteficos raacutedios aparelhos de som reloacutegios agendas eletrocircnicas barbeadores instrumentos de mediccedilatildeo de afericcedilatildeo equipamentos meacutedicos e outros VIII - pilhas e baterias de aplicaccedilatildeo especial satildeo consideradas pilhas e baterias de aplicaccedilatildeo especial aquelas utilizadas em aplicaccedilotildees especiacuteficas de caraacuteter cientiacutefico meacutedico ou militar e aquelas que sejam parte integrante de circuitos eletro-eletrocircnicos para exercer funccedilotildees que requeiram energia eleacutetrica ininterrupta em caso de fonte de energia primaacuteria sofrer alguma falha ou flutuaccedilatildeo momentacircnea Art 3o Os estabelecimentos que comercializam os produtos descritos no art1o bem como a rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelos fabricantes e importadores desses produtos ficam obrigados a aceitar dos usuaacuterios a devoluccedilatildeo das unidades usadas cujas caracteriacutesticas sejam similares agravequelas comercializadas com vistas aos procedimentos referidos no art 1o Art 4o As pilhas e baterias recebidas na forma do artigo anterior seratildeo acondicionadas adequadamente e armazenadas de forma segregada obedecidas as normas ambientais e de sauacutede puacuteblica pertinentes bem como as recomendaccedilotildees definidas pelos fabricantes ou importadores ateacute o seu repasse a estes uacuteltimos Art 5o A partir de 1o de janeiro de 2000 a fabricaccedilatildeo importaccedilatildeo e comercializaccedilatildeo de pilhas e baterias deveratildeo atender aos limites estabelecidos a seguir I - com ateacute 0025 em peso de mercuacuterio quando forem do tipo zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs II - com ateacute 0025 em peso de caacutedmio quando forem do tipo zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs III - com ateacute 0400 em peso de chumbo quando forem do tipo zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs IV - com ateacute 25 mg de mercuacuterio por elemento quando forem do tipo pilhas miniaturas e botatildeo Art 6o A partir de 1o de janeiro de 2001 a fabricaccedilatildeo importaccedilatildeo e comercializaccedilatildeo de pilhas e baterias deveratildeo atender aos limites estabelecidos a seguir I - com ateacute 0010 em peso de mercuacuterio quando forem do tipo zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs II - com ateacute 0015 em peso de caacutedmio quando forem dos tipos alcalina-manganecircs e zinco-manganecircs III - com ateacute 0200 em peso de chumbo quando forem dos tipos alcalina-manganecircs e zinco-manganecircs Art 7o Os fabricantes dos produtos abrangidos por esta Resoluccedilatildeo deveratildeo conduzir estudos para substituir as substacircncias toacutexicas potencialmente perigosas neles contidas ou reduzir o teor das mesmas ateacute os valores mais baixos viaacuteveis tecnologicamente Art 8o Ficam proibidas as seguintes formas de destinaccedilatildeo final de pilhas e baterias usadas de quaisquer tipos ou caracteriacutesticas I - lanccedilamento in natura a ceacuteu aberto tanto em aacutereas urbanas como rurais II - queima a ceacuteu aberto ou em recipientes instalaccedilotildees ou equipamentos natildeo adequados conforme legislaccedilatildeo vigente III - lanccedilamento em corpos daacutegua praias manguezais terrenos baldios poccedilos ou cacimbas cavidades subterracircneas em redes de drenagem de aacuteguas pluviais esgotos eletricidade ou telefone mesmo que abandonadas ou em aacutereas sujeitas agrave inundaccedilatildeo Art 9o No prazo de um ano a partir da data de vigecircncia desta resoluccedilatildeo nas mateacuterias publicitaacuterias e nas embalagens ou produtos descritos no art 1o deveratildeo constar de forma visiacutevel as advertecircncias sobre os riscos agrave sauacutede humana e ao meio ambiente bem como a necessidade de apoacutes seu uso serem devolvidos aos revendedores ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada para
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repasse aos fabricantes ou importadores Art 10 Os fabricantes devem proceder gestotildees no sentido de que a incorporaccedilatildeo de pilhas e baterias em determinados aparelhos somente seja efetivada na condiccedilatildeo de poderem ser facilmente substituiacutedas pelos consumidores apoacutes sua utilizaccedilatildeo possibilitando o seu descarte independentemente dos aparelhos Art 11 Os fabricantes os importadores a rede autorizada de assistecircncia teacutecnica e os comerciantes de pilhas e baterias descritas no art 1o ficam obrigados a no prazo de doze meses contados a partir da vigecircncia desta resoluccedilatildeo implantar os mecanismos operacionais para a coleta transporte e armazenamento Art 12 Os fabricantes e os importadores de pilhas e baterias descritas no art 1o ficam obrigados a no prazo de vinte e quatro meses contados a partir da vigecircncia desta Resoluccedilatildeo implantar os sistemas de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final obedecida a legislaccedilatildeo em vigor Art 13 As pilhas e baterias que atenderem aos limites previstos no artigo 6o poderatildeo ser dispostas juntamente com os resiacuteduos domiciliares em aterros sanitaacuterios licenciados Paraacutegrafo Uacutenico Os fabricantes e importadores deveratildeo identificar os produtos descritos no caput deste artigo mediante a aposiccedilatildeo nas embalagens e quando couber nos produtos de siacutembolo que permita ao usuaacuterio distinguiacute-los dos demais tipos de pilhas e baterias comercializados Art 14 A reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou a disposiccedilatildeo final das pilhas e baterias abrangidas por esta resoluccedilatildeo realizadas diretamente pelo fabricante ou por terceiros deveratildeo ser processadas de forma tecnicamente segura e adequada com vistas a evitar riscos agrave sauacutede humana e ao meio ambiente principalmente no que tange ao manuseio dos resiacuteduos pelos seres humanos filtragem do ar tratamento de efluentes e cuidados com o solo observadas as normas ambientais especialmente no que se refere ao licenciamento da atividade Paraacutegrafo Uacutenico Na impossibilidade de reutilizaccedilatildeo ou reciclagem das pilhas e baterias descritas no art 1o a destinaccedilatildeo final por destruiccedilatildeo teacutermica deveraacute obedecer as condiccedilotildees teacutecnicas previstas na NBR - 11175 - Incineraccedilatildeo de Resiacuteduos Soacutelidos Perigosos - e os padrotildees de qualidade do ar estabelecidos pela Resoluccedilatildeo Conama no 03 de 28 de junho de l990 Art 15 Compete aos oacutergatildeos integrantes do SISNAMA dentro do limite de suas competecircncias a fiscalizaccedilatildeo relativa ao cumprimento das disposiccedilotildees desta resoluccedilatildeo Art 16 O natildeo cumprimento das obrigaccedilotildees previstas nesta Resoluccedilatildeo sujeitaraacute os infratores agraves penalidades previstas nas Leis no 6938 de 31 de agosto de 1981 e no 9605 de 12 de fevereiro de 1998 Art 17 Esta Resoluccedilatildeo entra em vigor na data de sua publicaccedilatildeo
Publicado em 18-09-2008
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TEXTO 4 Pilhas e baterias podem ter primeiro avanccedilo significativo em 200 anos Redaccedilatildeo do Site Inovaccedilatildeo Tecnoloacutegica 15022006
Dois grupos de pesquisadores trabalhando isoladamente anunciaram quase ao mesmo tempo a descoberta do que poderaacute se tornar o mais importante avanccedilo nas baterias desde a sua invenccedilatildeo haacute mais de 200 anos Aleacutem dos aparelhos portaacuteteis uma infinidade de aplicaccedilotildees utiliza as baterias como fonte de energia de sistemas de no-breaks ateacute veiacuteculos hiacutebridos Mas sua tecnologia natildeo sofreu nenhum avanccedilo radical nos uacuteltimos anos
Cientistas dos Laboratoacuterios Bell e da empresa mPhase relataram a construccedilatildeo de um protoacutetipo de bateria inteligente a partir de materiais nanoscoacutepicos capaz de fornecer energia natildeo de forma contiacutenua como as pilhas e baterias tradicionais mas apenas quando essa energia for necessaacuteria
O protoacutetipo ainda eacute pequeno produzindo energia suficiente para alimentar um LED Mas os cientistas estatildeo entusiasmados com seu potencial
A nova bateria eacute a demonstraccedilatildeo praacutetica de uma descoberta feita pelos mesmos pesquisadores de que um eletroacutelito permanece sobre superfiacutecies nanoestruturadas ateacute ser estimulado a fluir Esse estiacutemulo eacute o gatilho para que a nova bateria comece a produzir eletricidade
Esse comportamento inteligente poderaacute permitir a ativaccedilatildeo das baterias quando necessaacuterio aumentando enormemente sua vida uacutetil
Ultracapacitores
Jaacute os pesquisadores Joel E Schindall John G Kassakian e Riccardo Signorelli do MIT Estados Unidos utilizaram membranas criadas com nanotubos de carbono para aprimorar um outro tipo de dispositivo de armazenagem de energia chamado ultracapacitor Com a melhoria o novo componente poderaacute vir a substituir as atuais pilhas e baterias
Os capacitores armazenam energia como um campo eleacutetrico o que os torna mais eficientes do que as baterias tradicionais que retiram sua energia de reaccedilotildees quiacutemicas Jaacute os ultracapacitores satildeo ceacutelulas de armazenamento funcionando no mesmo princiacutepio dos capacitores mas capazes de fornecer quantidades enormes de energia instantaneamente Eles jaacute satildeo utilizados em veiacuteculos experimentais principalmente aqueles movidos por ceacutelulas a combustiacutevel
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Ateacute agora poreacutem os ultracapacitores necessitavam ser muito maiores do que as baterias para fornecer a mesma quantidade de energia Os cientistas resolveram o problema lidando com os campos eleacutetricos em niacutevel atocircmico Eles utilizaram uma membrana construiacuteda com nanotubos de carbono alinhados verticalmente
A capacidade de armazenamento de um ultracapacitor depende da aacuterea superficial de seus eletrodos Atualmente esses eletrodos satildeo feitos de carbono ativado um material extremamente poroso o que se traduz em uma enorme aacuterea superficial Mas seus poros satildeo irregulares o que significa que essa aacuterea natildeo eacute tatildeo grande quanto poderia ser reduzindo a eficiecircncia do ultracapacitor
Jaacute os nanotubos de carbono tecircm um desenho perfeitamente regular aleacutem de possuir diacircmetros de apenas alguns poucos aacutetomos A membrana construiacuteda com eles apresenta uma aacuterea superficial muito maior o que se traduz em uma eficiecircncia incomparaacutevel no armazenamento de energia
Os cientistas afirmam jaacute deter a tecnologia para a fabricaccedilatildeo das membranas de nanotubos de carbono em qualquer formato o que poderaacute facilitar a fabricaccedilatildeo de ultracapacitores nos formatos das pilhas e baterias tradicionalmente utilizados em aparelhos eletrocircnicos
Questotildees desencadeadoras para discussatildeo dos textos
1 Cite algumas das questotildees ambientais relacionadas ao uso de pilhas e baterias Qual deve ser a postura da populaccedilatildeo em relaccedilatildeo a essas questotildees 2 Com base na legislaccedilatildeo apresentada explique como deve ser feito o descarte de pilhas e baterias Quais impecilhos poderatildeo dificultar o cumprimento da lei 3 Qual o destino que deve ser dado agraves pilhas que seratildeo descartadas Existem formas de reciclagem Quais 4 Considerando os impactos ambientais que podem ocorrer do descarte inadequado das pilhas e baterias qual a sua opiniatildeo sobre o uso delas Existe uma ideal Explique 5 Vocecirc acha que hoje eacute possiacutevel sobrevivermos sem o uso de pilhas e baterias
Aula 3 viacutedeo aulas de conscientizaccedilatildeo sobre descarte de pilhas
Nessa aula pode-se discutir com os alunos os problemas ambientais causados pelo descarte inadequado de pilhas e com isso incentivar o nosso aluno a uma nova mudanccedila de atitude em relaccedilatildeo ao meio ambiente e tomada de posiccedilatildeo ecologicamente correta Como sugestatildeo estatildeo um desenho animado e uma reportagem que podem ser abordadas com questotildees orais e escrita sobre a preocupaccedilatildeo com o descarte das pilhas e seus efeitos Pode-se pedir tambeacutem que elaborem textos do gecircnero artigo de opiniatildeo sobre o assunto em questatildeo (Sugere-se que os alunos assistam o filme WALL-E em casa e tragam seus pontos de vista para debate posterior em salaOutra maneira de trabalhar com esse tipo de recurso visual seria uma preacutevia ediccedilatildeo dos filmes indicados onde o professor selecionaria as cenas com a intenccedilatildeo de promover debates em sala )
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Questotildees para discussatildeo das miacutedias apresentadasque tambeacutem podem ser ferramentas para um debate
1 Sente-se um escravo da tecnologia atual ( especificamente aqueles que em curto espaccedilo de tempo geram lixo eletrocircnico tais como celular Ipod Iphone etc) 2 Ficou sensibilizado sobre a quantidade de lixo eletrocircnico que o homem produz 3 Haacute uma remota possibilidade de o Planeta ser recuperado 4 Qual a sua opiniatildeo sobre a mensagem que o filme Wall-E passa
Viacutedeo 1 IMPACTOS AMBIENTAIS Desenho animado sobre educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambiental retirado do site WWWyoutubecombr (1min e 45 segundos)
Viacutedeo 2 RECICLAGEM DE PILHAS Cidades e soluccedilotildees Globo News retirado do site WWWyoutubecombr (22 min e 35 segundos)
Viacutedeo 3WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
AVALIACcedilAtildeO DA UNIDADE
Ao final do estudo desta situaccedilatildeo de aprendizagem espera-se que o nosso educando tome uma posiccedilatildeo ecologicamente correta sabendo dos males que um descarte inadequado de pilhas e baterias possa causar ao meio ambiente
Situaccedilatildeo de aprendizagem 2 - Que tipos de materiais existem em uma pilha que a classifique como poluidora do meio ambiente
A partir de um experimento investigativo o nosso educando eacute instigado a pensar refletir sobre os componentes presentes em uma pilha e o principio de funcionamento desta Nesta situaccedilatildeo de aprendizagem os alunos seratildeo estimulados a dar explicaccedilotildees para as observaccedilotildees feitas e aplicaratildeo os conhecimentos que jaacute possuem sobre pilhas e baterias adquiridos na situaccedilatildeo anterior e atraveacutes de pesquisas posteriores ao experimento investigativo os alunos teratildeo contato com diversas fontes de pesquisa faratildeo anaacutelise das informaccedilotildees nelas contidas com o estabelecimento de relaccedilotildees entre elas para a elaboraccedilatildeo de conclusotildees Este processo estimula uma reflexatildeo efetiva dos alunos favorecendo uma aprendizagem mais significativa
Conteuacutedos e temas pilhas e aplicaccedilotildees das transformaccedilotildees que ocorrem com o envolvimento de eletricidade
Competecircncias e a habilidades avaliar a composiccedilatildeo das pilhas e o impacto que poderatildeo causar quando descartadas inadequadamente elencar impactos causados pelo uso industrial dos processos de eletroacutelise e discussotildees sobre a viabilidade do uso de diferentes fontes de energia
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Estrateacutegias leitura e discussotildees de textos debates realizaccedilatildeo de pesquisas e anaacutelise de resultados experimentais
Recursos livros didaacuteticos paradidaacuteticos perioacutedicos pesquisa na internet materiais para experimento
Nuacutemero de aulas 5
AULA 1 EXPERIMENTO INVESTIGATIVO Quais componentes estatildeo presentes em uma Pilha
Devido a toxidade presente nos componentes da pilha (chapa de accedilozincobastatildeo de carbonodioacutexido de manganecircs e cloretos de zinco e amocircnio) sugere-se um experimento de natureza demonstrativa tais como desmontar uma pilha passo a passo conforme figuras abaixo e tambeacutem pesquisar viacutedeos no youtube sobre desmontagem de pilhas ou pode produzir uma filmagem da desmontagem da pilha uma vez que a ideia eacute preservar o meio ambiente Entatildeo os viacutedeos satildeo uma ideia aceitaacutevel
A ideacuteia de trabalhar esse experimento eacute demonstrar para o aluno os componentes de uma pilha o aluno durante o experimento deve ser questionado a todo tempo sobre os materiais existentes em uma pilha e o que pode prejudicar o meio ambiente apoacutes o descarte
Sugestotildees de questotildees para os alunos
1 Quais os componentes presentes em uma pilha
2 Quantos materiais perigosos podem conter uma pilhaExplique por que esses materiais satildeo perigosos
3 Seraacute que os materiais de uma pilha podem ter alguma utilidade ao ser humano
Outra sugestatildeo eacute pedir para o aluno fazer um desenho da pilhas antes e depois do experimento
ROTEIRO EXPERIMENTAL DESMONTAGEM DE PILHA
OBJETIVO Mostrar a constituiccedilatildeo quiacutemica de uma pilha e obter a partir dela alguns reagentes aproveitaacuteveis em aulas praacuteticas de laboratoacuterio
MATERIAL
1 pilha comum
Canivete
Chave de fenda
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Alicate
Funil plaacutestico
Filtro de papel
Bico de bunsen ou lamparina com aacutelcool
Beacutequer (pyrex)
Tripeacute
Tela de amianto
Espaacutetula (ou palito de sorvete)
Baqueta de vidro
Erlenmeyer
REAGENTES
Aacutegua destilada
PROCEDIMENTO
1 Com auxilio de um canivete abrir a pilha ao longo da emendaretirando a proteccedilatildeo de accedilo
2 Desenrolar bem a chapa obtida
3 Retirar o papelatildeo ou plaacutestico que se encontra abaixo da chapa de accedilo
4 O zinco eacute a camada que vem logo a seguir devendo ser retirado lavado com aacutegua e detergente colocando-o para secar
5 Finalmente retirar o bastatildeo preto e central da pilha (bastatildeo de carbono)lavando-o igualmente com aacutegua e detergente e transferir o resto do conteuacutedo da pilha para um beacutequer ou um copo de vidro
6 Acrescentar agrave esta mistura aproximadamente 50 ml de aacutegua e agitar bem
7 Filtrar a misturarecolhendo o filtrado em um erlenmeyere em seguidaabrir o papel de filtro com resiacuteduo para deixaacute-lo secar
8 Depois de secoguarde o poacute preto obtido (dioacutexido de manganecircs)em um frasco rotulado
9 Aquecer o filtrado com o auxilio do bico de bunsen (ou lamparina )ateacute toda a aacutegua evaporar
10 Depois de filtrarguardar os cristais em um frasco devidamente rotulado
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O filtrado conteacutem a misturas de cloretos de zinco e amocircnio ambos soluacuteveis em aacutegua
Observaccedilatildeo O invoacutelucro de accedilo pode ser usado como cadinho para uma secagem raacutepida e de pequenas quantidades de dioacutexido de manganecircs obtido
BIBLIOGRAFIA BRAATHENPCet AL Curso de treinamento de professores de segundo grau- Moacutedulo de QuiacutemicaViccedilosaMGUniversidade Federal de Viccedilosa1989
A seguir sequumlecircncia de fotos da desmontagem de uma pilha
Figura 1-pilha antes da desmontagem
Figura 2-passo1 retirada do invoacutelucro
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Figura 3-passo 2 retirada da camada de papelatildeo
Figura 4-passo 3 retirada da parte superior
Figura 5-passo 4 retirada do bastatildeo de carbono
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Figura 6- passo 5 retirada do poacute preto de dioacutexido de manganecircs
Figura 7 passo 6 visualizaccedilatildeo do interior da pilha
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Figura 8-passo 7 visualizaccedilatildeo de todos os componentes presentes em uma pilha
Para colaborar na avaliaccedilatildeo dessa aula investigativa e demonstrativa o ideal seria que o professor retomasse as questotildees que foram aplicadas no inicio da aula
AULA 2 Pilhas e baterias conceituaccedilatildeo a partir de pesquisas em livros didaacuteticos paradidaacuteticos internet e revistas especializadas
Com intuito de melhorar o conhecimento cientiacutefico dos alunos pode-se orientaacute-los para realizarem uma pesquisa literaacuteria sobre o que vem a ser pilha e bateria e os possiacuteveis problemas ambientais causados pelos usos e descarte inadequados destes Esta pesquisa pode ser realizada em grupo ou individualmente em sala ou extraclasse (a criteacuterio do professor) O objetivo da pesquisa eacute que os alunos com o auxilio do professor durante a aula aprenda transpor a linguagem da ciecircncia comum para a linguagem cientiacutefica compreendendo termos teacutecnicos especiacuteficos da Quiacutemica para opinar e atuar como cidadatildeo ou profissional num futuro proacuteximo de forma eacutetica
AULA 3 Visita virtual a uma induacutestria de reciclagem
Apoacutes discussotildees introdutoacuterias feitas na situaccedilatildeo de aprendizagem anterior pode-se fazer uma visita virtual no site do youtube onde poderatildeo assistir a um filme ( 5 minutos de duraccedilatildeo) da empresa de reciclagem de pilhas SUZAQUIM tem-se a possibilidade de se observar um processo quiacutemico de reciclagem de pilhas e baterias ( a visita fiacutesica eacute praticamente impossiacutevel de se realizar devido ao ambiente ser improacuteprio para essa finalidade) Finaliza-se essa primeira etapa do processo de aprendizagem pedindo aos alunos um relatoacuterio na forma de artigo de
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opiniatildeo sobre a importacircncia da reciclagem de pilhas em favor do meio ambiente e a necessidade de maiores investimentos nessa aacuterea
AULA 4 Modelo de pilha ideal
Considerando que agrave essa altura os nossos alunos jaacute tenham conhecimento sobre descarte de pilhas e baterias podemos inicializar a segunda etapa da unidade didaacutetica propondo que criem um modelo ideal de pilha (que impacte minimamente o meio ambiente) Essa atividade pode ser realizada em grupo os alunos teratildeo como material base informaccedilotildees jaacute trabalhadas anteriormente
Pode-se sugerir temas como
Pilhas recarregaacuteveis
Fontes de energias alternativas
Utilizaccedilatildeo de metais natildeo agressivos ao meio ambiente ou novos processos de eletroacutelise
Professor e alunos levaratildeo agrave sala de aula livros didaacuteticos paradidaacuteticos perioacutedicos e materiais da internet para consulta e realizaccedilatildeo da atividade propostaOs alunos seratildeo orientados pelo professor para em grupo montarem um modelo ideal de pilha que poderaacute ser apresentada na aula seguinte em forma de seminaacuterio experimento demonstrativo slides ou filmagens
Observaccedilatildeo para facilitar o trabalho o professor pode pedir aos alunos que usem os recursos mencionados acima para confecccedilatildeo do material a ser apresentado extraclasse
AULA 5 Modelos de pilhas produzidos apresentaccedilatildeo
Nesta aula o objetivo eacute que os alunos apresentem o seu modelo ideal de pilha escolhidos e idealizados na aula anterior e produzidos extraclasse Natildeo resta a menor duacutevida que seraacute um facilitador para o aprofundamento dos conteuacutedos gerais e especiacuteficos desta unidade didaacutetica Para que isso aconteccedila pode-se desencadear uma discussatildeo e um acordo coletivo para escolha da melhor pilha apresentada para que a haja compreensatildeo do processo de transformaccedilatildeo de energia quiacutemica em eleacutetrica
Para finalizar esta situaccedilatildeo de aprendizagem podemos avaliar os nossos alunos propondo as questotildees abaixo sugere-se que sejam realizadas individualmente pelos alunos pois somente desta maneira o professor poderaacute diagnosticar se houve o aprendizado real e significativo
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Questotildees sugeridas
1 Eacute possiacutevel produzir energia eleacutetrica atraveacutes de uma transformaccedilatildeo quiacutemica
2 Explique o surgimento da energia eleacutetrica nas transformaccedilotildees quiacutemicas
3 Podemos montar uma pilha ecologicamente correta
4 O funcionamento de uma pilha soacute acontece atraveacutes de transformaccedilatildeo quiacutemica Explique
Situaccedilatildeo de aprendizagem 3- O lado cientiacutefico da Pilha
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem permitiraacute aos alunos compreenderem o funcionamento de uma pilha( conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica ) e a produccedilatildeo de novos materiais atraveacutes da eletrolise (conversatildeo natildeo espontacircnea energia eleacutetrica em quiacutemica) com experimentos
Conteuacutedos e temas eletroacutelise reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo seacuterie de reatividade de metais
Competecircncias e habilidades compreender que existem transformaccedilotildees quiacutemicas que ocorrem com transferecircncia de eleacutetrons e podem gerar corrente eleacutetrica prever a ocorrecircncia de transformaccedilotildees quiacutemicas com a utilizaccedilatildeo da seacuterie de reatividade de metais
Estrateacutegias textos jornaliacutesticos experimentos abordagem investigativa com perguntas
Avaliaccedilatildeo anaacutelise dos resultados experimentais
Recursos materiais para o experimentolousa e giztabelas
Nuacutemero de aulas 4
AULA 1 O experimento da pilha do Daniel
Nessa aula propotildee ao professor a sugestatildeo de roteiro experimental da pilha de Daniel Esse experimento eacute bastante comum e o professor pode fazecirc-lo de maneira demonstrativa ou dividir a sala em grupos para sua realizaccedilatildeo Eacute importante orientar os alunos para que observem atentamente os estados iniciais e finais das placas metaacutelicas assim como da soluccedilatildeo em relaccedilatildeo agrave coloraccedilatildeo brilho e outros aspectos para que a aprendizagem ocorra de forma plena
Questotildees que poderatildeo auxiliar os alunos durante a execuccedilatildeo do experimento
1 As placas mudaram de cor apoacutes serem mergulhadas na soluccedilatildeo Explique
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2 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
3 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
4 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
1 Limpar as placas com palha de accedilo 2 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 3 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 4 Interligar os dois potes com a ponte salina
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5 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 6 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo PauloEdusp 1998
Caso o professor deseje trabalhar outros experimentos abaixo estatildeo descritos alguns (roteiros) para trabalhar o processo de eletroacutelise Dentre eles alguns satildeo bastante simples podem ser realizados de maneira demonstrativa pelo professor ou pelos alunos (divididos em grupo)
1ordf sugestatildeo de experimento
Quem natildeo gosta de receber o troco das compras em moedas novinhas O que ningueacutem gosta mas tem que aceitar eacute aquele monte de moedas enferrujadas e com aparecircncia envelhecida Mas por que elas adquirem este aspecto Tudo comeccedila pela composiccedilatildeo das moedas que satildeo obtidas atraveacutes de ligas metaacutelicas soacute por este fato jaacute se nota porque as moedas satildeo mais resistentes do que notas As ceacutedulas de dinheiro satildeo feitas com papel especial (papel moeda) que eacute resistente mas com o passar de matildeo em matildeo ficam velhas e se rasgam A umidade presente em nossas matildeos eacute que realiza o estrago e as moedas natildeo escapam elas ficam escurecidas devido agrave oxidaccedilatildeo As moedas constituem um dinheiro muito manuseado sendo assim fica inevitaacutevel que entre em contato com a umidade e exposiccedilatildeo ao oxigecircnio fatores necessaacuterios para que ocorra a reaccedilatildeo de oxidaccedilatildeo Mas saiba agora que existe um truque para deixar suas moedinhas novinhas em folha
O que vamos demonstrar a seguir pode ser usado em sala de aula como um experimento de Quiacutemica
Reaccedilotildees de oxidaccedilatildeo em moedas
Vamos usar como exemplo a moeda de 5 centavos pois eacute uma das mais manuseadas Portanto peccedila a seus alunos que tragam moedas envelhecidas neste valor
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Vocecirc sabe de que esta moeda eacute feita Eacute composta de Accedilo e recoberta com Cobre e agrave medida que vai sendo usada vai se formando uma camada de oacutexido de cobre sobre ela Veja a equaccedilatildeo do processo 2 Cu + frac12 O2 rarr Cu2O
O metal Cobre presente na moeda eacute oxidado e forma o monoacutexido de Dicobre (Cu2O) o qual tem coloraccedilatildeo escura daiacute o porquecirc daquela cor horriacutevel O segredo para que as moedas tornem a ficar como eram antes (brilhantes e avermelhadas) eacute deixaacute-las de molho em aacutecido cloriacutedrico Equaccedilatildeo que representa a lavagem Cu2O + 2 HCl rarr Cu2Cl2 + H2O
Como se vecirc na equaccedilatildeo acima o oacutexido reage com aacutecido cloriacutedrico (HCl) e daacute origem a um sal de cobre (Cu2Cl2) esta reaccedilatildeo permite agrave moeda adquirir aparecircncia de nova Por Liacuteria Alves Graduada em Quiacutemica Equipe Brasil Escola
2ordf sugestatildeo de experimento
Pilha de Limatildeo
ou Pilha de Laranja ou ainda Pilha de Batata
Eacute possiacutevel obter eletricidade a partir de um limatildeo Sim natildeo soacute satildeo as pilhas comuns que podem gerar eletricidade E o mais legal eacute que na falta do limatildeo vocecirc pode usar uma laranja ou mesmo uma batata
Na verdade a corrente eleacutetrica surge a partir dos potenciais eleacutetricos de dois metais que satildeo cravados no limatildeo na laranja
e na batata O caraacuteter aacutecido do limatildeolaranja e o caraacuteter baacutesico da batata ajudam na conduccedilatildeo da eletricidade Mas o que eacute que causa esta corrente Pense um pouco antes de prosseguir a leitura
Bom depois de esperar vocecirc pensar um pouquinho vamos prosseguir dois pedaccedilos de metal satildeo usados O melhor resultado surge da combinaccedilatildeo de zinco e cobre mas tambeacutem pode ser usado zinco e alumiacutenio ou ainda latatildeo e alumiacutenio
Alguns tipos de pregos conteacutem zinco e o cobre pode ser encontrado na forma de fios e mesmo na composiccedilatildeo de algumas moedas Pode-se tambeacutem utilizar (na falta destes) uma taxinha destas de latatildeo e um clips
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Apoacutes fincaacute-los no limatildeo (ou laranja ou batata) e uniacute-los por fios pode-se ligaacute-los a um pequeno aparelho eleacutetrico O melhor resultado se daacute usando um destes reloacutegios eletrocircnicos - tira-se a pilha deste e faz-se a ligaccedilatildeo dos fios positivo e negativo nos pequenos terminais do reloacutegio A corrente produzida eacute suficiente para acendecirc-lo ainda que por alguns minutos Natildeo esqueccedila de antes limpar as peccedilas de metal e evitar que elas se toquem no interior do limatildeo (ou da laranja ou ainda da batata)
Cuidados no Experimento
A eletricidade produzida eacute na realidade muito pequena para acender uma lacircmpada comum mesmo as menores Mas eacute possiacutevel acender uma pequena lampadinha se vocecirc quiser substituindo o limatildeo por uma soluccedilatildeo de aacutegua + sal Assim como na soluccedilatildeo salina existem no limatildeo batata e laranja alguns sais que se dissociam em iacuteons positivos e negativos e cada um destes tipos de iacuteons migram para os terminais metaacutelicos O certo eacute dizer que houve uma conduccedilatildeo iocircnica no interior do limatildeo da laranja e da batata Jaacute nos terminais satildeo os eleacutetrons dos metais que migram alcanccedilando o reloacutegio e fazendo-o funcionar com a corrente de eleacutetrons Esta eacute a diferenccedila
Uma lampadinha (ou mesmo um LED - uma lacircmpada especial destas coloridas que existem nos aparelhos de TV e de som esteacutereo geralmente nas cores vermelha e verde) satildeo materiais muito baratos e facilmente encontraacuteveis nas lojas de produtos eleacutetricos Para se acender uma destas lampadinhas eacute necessaacuterio 15 volt e alguns miliamperes o que eacute difiacutecil de se conseguir com apenas 1 limatildeo laranja ou batatinha
A voltagem tambeacutem varia de limatildeo para limatildeo laranja para laranja e batata para batata dependendo de vaacuterios fatores incluindo a acidezbasicidade teor de sais aacutegua Por exemplo um limatildeo pode acender um pequeno circuito eleacutetrico por pouco tempo e soacute Procure testaacute-lo com um voltiacutemetro (um medidor de tensatildeo eleacutetrica) Se for muito difiacutecil mesmo trabalhar com apenas um tente experimentar uma ligaccedilatildeo em seacuterie lacircmpada-cobre-limatildeo-zinco-fio-cobre-limatildeo-zinco-lacircmpada O resultado eacute mais visiacutevel
cienciaemcasacienciavivaptpilha_limaohtml
3ordf sugestatildeo de experimento
Pilha de Batata
Objetivo
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Estudar o funcionamento das ceacutelulas voltaacuteicas e associaccedilotildees em seacuterie Uma batata cortada pela metade duas plaquinhas de cobre e duas plaquinhas de zinco permitem a confecccedilatildeo de uma batateria capaz de acionar um reloacutegio digital por pelo menos dois meses Com certos cuidados os quais comentaremos esse tempo de uso pode ser estendido para cerca de quatro meses
Apresentaccedilatildeo
Os modernos reloacutegios digitais a cristal de quartzo requerem uma baixiacutessima intensidade de corrente eleacutetrica para seu funcionamento Se vocecirc tiver um bom microamperocircmetro poderaacute constatar que ela seraacute algo como 15 x 10-6 A sob tensatildeo eleacutetrica (ddp) de 135 V Eacute devido a isso que tais reloacutegios podem funcionar com as minuacutesculas baterias bototildees que geram uma fem entre 12 a 14 volts notadamente as baterias com ceacutelulas de mercuacuterio Os experimentos a seguir aproveitam-se dessa propriedade inerente aos circuitos eletrocircnicos --- funcionarem com baixiacutessimas intensidades de corrente eleacutetrica
O que faremos essencialmente seraacute construir baterias a partir de duas ceacutelulas voltaacuteicas que produziratildeo cada uma 06 a 07 V Dois eletrodos distintos (plaquinhas de cobre e zinco) seratildeo introduzidos em meias-batata (ou quiabo ou limatildeo ou abacaxi etc) e associados em seacuterie de modo a constituiacuterem uma bateria [associaccedilatildeo de duas pilhas primaacuterias (ceacutelulas voltaicas)]
Fazendo uma pilha primaacuteria
Corte uma batata pela metade Corte duas chapinhas uma de cobre outra de zinco com cerca de (2 x 4) cm Qualquer espessura das chapinhas entre 1 e 2 mm serviraacute essas chapinhas seratildeo os eletrodos da pilha primaacuteria Solde em cada uma dessas plaquinhas um fio de cobre flexiacutevel (cabinho 22) com cerca de 20 cm de comprimento (descasque as extremidades e estanhe-as --- passe solda) Espete as plaquinhas na meia-batata (bem perpendicular agrave superfiacutecie cortada) deixando para fora apenas cerca de 1 cm e separada por cerca de 08 cm Natildeo deixe as plaquinhas se encontrarem dentro da meia-batata Veja a ilustraccedilatildeo
Fazendo a batateria
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Essa pilha de meia-batata apresentaraacute forccedila eletromotriz (fem) de cerca de 07 V o que pode ser constatado mediante um bom voltocircmetro (resistecircncia interna grande) conectado aos dois fios indicados acima Como iremos necessitar de cerca de 14 V para acionar o reloacutegio digital deveremos construir uma bateria a partir de duas dessas pilhas primaacuterias e associando-as em seacuterie como se ilustra
Preparando o reloacutegio
Qualquer reloacutegio digital que utilize uma bateria botatildeo poderaacute ser usado O que utilizei eacute um CITIZEN - CRYSTON LC A primeira coisa a fazer eacute remover a tampinha em forma de disco do alojamento da bateria botatildeo Retire a bateria pifada Olhe bem para essa bateria e repare que o corpo dela corresponde ao poacutelo positivo enquanto que o botatildeo superior corresponde ao poacutelo negativo Veja dentro do local de alojamento dessa bateria as duas lacircminas de contato uma que encosta no poacutelo positivo da bateria e outra que encosta no poacutelo negativo Solde nessa pequenas lacircminas dois pedaccedilos de cabinho 22 um vermelho ligado na lacircmina positiva e um preto ligado na lacircmina negativa
O fio que vem da plaquinha de cobre da batateria deve ser ligado ao fio vermelho do reloacutegio e o fio que vem da plaquinha de zinco da batateria deve ser ligado ao fio preto do reloacutegio
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Pronto O reloacutegio jaacute deve estar funcionando Eis as ilustraccedilotildees de minha montagem
Agrave esquerda a proteccedilatildeo de madeira para a montagem numa divisatildeo foi feito o orifiacutecio para inserir o reloacutegio na outra foi colocado um pires quadrado para conter as meias-batatas Agrave direita um destaque da montagem Abaixo detalhes da parte posterior da montagem
Anaacutelise do circuito
A tensatildeo eleacutetrica uacutetil (U) entre os terminais de cada pilha primaacuteria pode ser expressa em termos de sua fem (E) de sua resistecircncia interna (r) e da corrente de intensidade i que por ela circula assim U = E - ri mostrando claramente que a tensatildeo uacutetil depende da intensidade da corrente eleacutetrica solicitada (i)
Em circuito aberto um bom voltocircmetro (Rvint--gt conectado aos eletrodos fornece Uaberto= E pois iaberto = 0 Um bom amperocircmetro (Raint--gt0) conectado diretamente entre os eletrodos (curto-circuitando a pilha) fornece Icc = Er uma vez que Ucc = 0 Da leitura da fem E (via voltocircmetro) e da corrente de curto circuito icc
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(via amperocircmetro) obtemos r = Eicc Para nossa montagem esse valor resultou ao redor dos 3 000 ohms e E = 07 V
Para as duas pilhas em seacuterie formando nossa batateria teremos Ebat = 14 V
e rbat = 6 000
Sob ddp uacutetil de 12 V teremos i = (Ebat- U)r = (14 - 12)6000 = 3 x 10-5 A que satildeo suficientes para o funcionamento do reloacutegio digital
Como dissemos como eletroacutelito podemos usar limatildeo abacaxi pepino uvas cebolas etc e como eletrodos podemos usar os pares cobrezinco magneacutesioferro alumiacuteniocobre prego zincadocobre etc Para cada par deve-se testar antes de ligar no reloacutegio qual a polaridade obtida (sob risco que queimar o cristal de quartzo) para a bateria Por exemplo se for usado eletrodos de magneacutesio e de ferro o magneacutesio seraacute o terminal negativo e o ferro o terminal positivo Calculadoras e jogos eletrocircnicos tambeacutem funcionam com tais baterias culinaacuterias Eis abaixo uma tomateria uma bateria de tomates
Mais teoria As reaccedilotildees nas ceacutelulas voltaacuteicas satildeo
catodo Zn lt==gt Zn2 + 2e anodo 2H+ + 2e lt==gt H2
A FEM da reaccedilatildeo vem expressa por E(ZnZn22H+H2) = Eo +
(RTnF)ln([Zn2+][H+]2) O eletrodo de cobre opera apenas como coletor de eleacutetrons podendo ser substituiacutedo por platina ou outro metal inerte
httpwwwfeiradecienciascombrsala1212_21asp
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Aulas 2 e 3 Reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo e o uso da tabela de potenciais de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo
Com a utilizaccedilatildeo dos dados recolhidos pelos alunos sobre o experimento anterior pode-se introduzir o conteuacutedo sobre reaccedilotildees de oxirreduccedilatildeo e o uso da tabela de potenciais de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo
Para facilitar a inicializaccedilatildeo do conteuacutedo pode-se retomar algumas questotildees dos experimentos anteriores
1 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 2 Como a energia eleacutetrica foi obtida 3 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 4 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 5 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 6 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 7 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 8 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha Conteuacutedo sugerido para trabalhar o conceito de reaccedilatildeo de oxidorreduccedilatildeo
A eletroquiacutemica eacute o estudo sobre a transferecircncia de eleacutetrons entre diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-versa Pilhas e baterias satildeo reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo capazes de gerar corrente eleacutetrica Eletroacutelise satildeo reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo produzidas pela passagem da corrente eleacutetrica Numa eletrolise existe os seguintes termos CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e mergulhados num eletroacutelito ELETRODOS Satildeo as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica ELETROacuteLITOS Satildeo as soluccedilotildees que conduzem a corrente eleacutetrica AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula entra na soluccedilatildeo CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula deixa a soluccedilatildeo IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na soluccedilatildeo Resumo
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons aumenta o numero de oxidaccedilatildeo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons diminui o numero de oxidaccedilatildeo
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Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz o numero de oxidaccedilatildeo diminui
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida o numero de oxidaccedilatildeo aumenta
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em energia eleacutetrica
BIBLIOGRAFIA sobre o conceito de oxidorreduccedilatildeo Programa de ensino para jovens e adultosescola da juventude Ciecircncias da NaturezaMatemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemicaeditora iacutecone ltdaSatildeo Paulo
Figura retirada WWWgooglecombr
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
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A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu
++ Isso provocaraacute
diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo
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que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
AULA 4 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o experimento da pilha de Daniel
Confecccedilatildeo de relatoacuterio pode-se trabalhar produccedilatildeo de textos do gecircnero artigo de opiniatildeo (conclusatildeo) e resumos ( introduccedilatildeo) Com o relatoacuterio em matildeos o
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professor poderaacute avaliar se houve aprendizagem real ou natildeo Espera-se que os alunos possam descrever em seu relatoacuterio os seguintes toacutepicos
Na pilha de Daniel o eletrodo de cobre metaacutelico que recebe eleacutetrons eacute chamado de caacutetodo ou terminal positivo e a lacircmina de zinco que cede eleacutetrons eacute o acircnodo ou terminal negativo O conjunto montado no experimento eacute uma pilha de Daniell com ponte salina A placa de zinco fornece eleacutetrons oxidando-se atraveacutes do fio para a placa de cobre que reduziraacute iacuteons de cobre na soluccedilatildeo Os eleacutetrons passando atraveacutes do fio iratildeo alimentar o cartatildeo musical Invertendo-se os fios de ligaccedilatildeo da pilha o terminal negativo do cartatildeo musical estaraacute ligado ao caacutetodo da pilha e o terminal positivo ao acircnodo Esta inversatildeo do sentido da corrente natildeo permite que o cartatildeo musical funcione
Sugestatildeo de modelo de relatoacuterio
RELATOacuteRIO
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em sete itens principais
Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram utilizados no experimento
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32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o experimento
5 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2 ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
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baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Conteuacutedo e temas impactos ambientais relacionado ao uso de pilhas e baterias
Competecircncias e habilidades identificar os impactos ambientais causados pelo descarte inadequado de pilhas e baterias avaliar como a composiccedilatildeo das pilhas pode causar possiacuteveis impactos relacionar os impactos causados pelas induacutestrias nos processos de eletroacutelise refletir sobre a importacircncia da adoccedilatildeo de posturas conscientes com relaccedilatildeo ao consumo e descarte de pilhas e baterias
Estrateacutegias elaboraccedilatildeo de mural produccedilatildeo de folder
Recursos biombos para anexar material produzido cartolinas fitas adesivas
Avaliaccedilatildeo participaccedilatildeo e envolvimento
Nuacutemero de aulas 3
AULA 1 Elaboraccedilatildeo de mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias os alunos finalizaratildeo a segunda etapa desta unidade didaacutetica construindo seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo Nesse momento comeccedila-se a desenvolver a terceira etapa dessa unidade ( que eacute uma das mais importantes)pois os alunos iratildeo aplicar o que aprenderam preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo em um local estrateacutegico da escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas sobre o assunto estudado O nosso estudante nesta etapa final da unidade temaacutetica poderaacute desenvolver accedilotildees sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente e tambeacutem composiccedilatildeo de muacutesicas sobre os assuntos abordados
AULA 2 A escola como ponto de coleta de pilhas e baterias
Os alunos apoacutes terem finalizado o trabalho da aula anterior poderatildeo distribuir agrave comunidade o material confeccionado sensibilizando-a buscando parcerias para que a escola seja um ponto de coleta desses materiais pois somente com accedilotildees dessa natureza podemos acreditar que possam desenvolver a accedilatildeo social e ambiental desejada
AULA 3 Retomada das questotildees diagnoacutesticas poacutes desenvolvimento da unidade didaacutetica
Eacute importante retomar as questotildees aplicadas no iniacutecio dessa unidade pois somente assim teremos a certeza do quanto os alunos assimilaram de conhecimento cientiacutefico Muito importante nesse momento tambeacutem eacute poder avaliaacute-los como indiviacuteduos atuantes na sociedade
AULA 4 Avaliaccedilatildeo final
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Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos (sugere-se que contenha mapa conceitual dos conteuacutedos apreendidos) e devolutiva das questotildees comentadas
Consideraccedilotildees finais
A eletroquiacutemica trabalhada da forma que estaacute sendo apresentada nessa unidade didaacutetica leva o aluno a adquirir conhecimentos de maneira significativa O ensino atraveacutes da experimentaccedilatildeo o faraacute tirar suas proacuteprias conclusotildees e ter um aprendizado real produzindo nele mudanccedila de postura diante dos fatos observados refletindo e opinando criticamente frente a informaccedilotildees que poderaacute encontrar doravante sobre o assunto
A participaccedilatildeo e a integraccedilatildeo do aluno nas aulas tecircm que ser consideradas ponto de partida para que o mesmo possa compreender que as transformaccedilotildees quiacutemicas fazem parte do seu cotidiano Toda tecnologia existente eacute produto dessas transformaccedilotildees
Finalizando o estudo dessa unidade espera-se que o aluno natildeo soacute compreenda a importacircncia das transformaccedilotildees quiacutemicas mas que esteja envolvido a ponto de adotar uma postura responsaacutevel em relaccedilatildeo aos impactos ambientais causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e baterias e dentro dessa nova postura possa tomar decisotildees e atuar de forma eacutetica no meio em que vive
REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
41
9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
14- Programa de ensino para jovens e adultos escola da juventude Ciecircncias da Natureza Matemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemica Editora Iacutecone Ltda Satildeo Paulo
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Imagem maisumtekofileswordpresscom
2009
Katia Regina Varela Roa-DE SUZANO
Gilson Silva ndashDE CAEIRAS
Leonardo Bassi Ubeda das Neves-DE SUZANO
Massuko Sawayama Warigoda-DE MOGI DAS
CRUZES
GEPEQ- USP CURSO DE FORMACcedilAtildeO
CONTINUADA DE PROFESSORES 2008 2009
28082009
PILHAS E BATERIAS USOS E DESCARTES X IMPACTOS AMBIENTAIS Caderno do aluno
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Situaccedilatildeo de aprendizagem 1- As pilhas e baterias que fazem parte do nosso lixo eletrocircnico podem ser prejudiciais ao ser humano
Por meio desta primeira situaccedilatildeo de aprendizagem vocecirc poderaacute reconhecer
que quando descartadas incorretamente pilhas e baterias podem prejudicar o meio
ambiente apesar de indispensaacutevel para o homem E tambeacutem pode comeccedilar a
refletir o porquecirc dessa questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil toneladas de lixo eletrocircnico
por hora dentro deste destacam-se pilhas e baterias Este lixo eacute jogado na
natureza provocando vaacuterios problemas ambientais Quais os problemas
ambientais que as pilhas e baterias provocam na natureza e como podemos
evitaacute-losrdquo
Atividade 1Refletindo sobre pilhas e baterias x impactos ambientais
1 O que vocecirc entende por pilhas E baterias
2 Elas satildeo imprescindiacuteveis na atualidade Onde
3 Existe alguma relaccedilatildeo entre pilha eletricidade e transformaccedilotildees quiacutemicas
4 Que tipo de material(is) vocecirc acha que eacute(satildeo) necessaacuterio(os) para se construir
uma pilha
5 Cite alguns problemas ambientais relacionados ao uso e descarte de pilhas e
baterias Qual deve ser sua postura em relaccedilatildeo a esses problemas
Atividade 2 Pilhas e Baterias x impactos ambientais
Leitura e Anaacutelise de textos
TEXTO 1 Descarte de pilhas e baterias eacute problema seacuterio para meio ambiente
O Brasil eacute o uacutenico paiacutes da Ameacuterica do Sul que regulamenta a fabricaccedilatildeo venda e destinaccedilatildeo final de pilhas e baterias Com a entrada da Resoluccedilatildeo 257 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama) que dispotildee sobre estes resiacuteduos em vigor desde junho de 2001 o Ibama passou a fiscalizar esses limites Ou pelo menos era o que deveria acontecer Em Cuiabaacute por exemplo o gerente do oacutergatildeo Hugo Scheuer declarou natildeo estar a par do assunto mas garantiu ser este seu proacuteximo objetivo por considerar o descarte destes resiacuteduos um problema de grande amplitude Mas enquanto isso o que fazer com pilhas e baterias principalmente as de celulares quando acabam Esta duacutevida eacute frequumlente em toda a populaccedilatildeo
Considerados toacutexicos o lanccedilamento desses resiacuteduos em lixotildees nas margens das estradas ou em terrenos baldios compromete a qualidade ambiental e de vida da populaccedilatildeo Os resiacuteduos pesados quando aterrados migram para partes mais profundas do solo Com isso podem atingir o lenccedilol freaacutetico contaminando a flora e a fauna das regiotildees proacuteximas e ainda causar doenccedilas que variam de lesotildees cerebrais a disfunccedilotildees renais e pulmonares passando por distuacuterbios visuais e
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anemia Segundo a Resoluccedilatildeo 257 os fabricantes e importadores satildeo os responsaacuteveis pelo recolhimento do material e sua destinaccedilatildeo final o que deve ser fiscalizado pelos oacutergatildeos puacuteblicos ambientais Mas em Cuiabaacute apesar do site do Ministeacuterio do Meio Ambiente indicar o endereccedilo de 28 postos nenhum deles efetua o recolhimento apenas duas empresas de celulares recolhem as baterias em seus postos de venda (Vivo e Americel) e a fiscalizaccedilatildeo do Ibama eacute inexistente A Resoluccedilatildeo estabelece que as pilhas e baterias apoacutes o seu esgotamento energeacutetico devem ser entregues pelos usuaacuterios aos estabelecimentos que as comercializam ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelas respectivas induacutestrias Estas por sua vez devem repassaacute-las aos fabricantes e importadores para que passem por procedimentos de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final ambientalmente adequada No artigo 13deg estaacute previsto que as pilhas e baterias que atenderem aos limites previstos no artigo 6deg podem ser dispostas juntamente com os resiacuteduos domiciliares em aterros sanitaacuterios licenciados Mas por falta de aterros licenciados a maior parte das baterias e pilhas usadas continuam tendo os lixotildees irregulares como destino significando um risco para o meio ambiente e para as pessoas Apenas 30 destes resiacuteduos satildeo reciclados No Brasil uma empresa chamada Suzaquim anuncia que deteacutem um processo de reciclagem de baterias
Dependendo do material de que satildeo constituiacutedas pilhas e baterias podem ser jogadas em lixo domeacutestico As pilhas secas composta por zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs as mais consumidas para uso domeacutestico tecircm em sua maioria operado nos limites estabelecidos pelo artigo 6deg da Resoluccedilatildeo 257 As baterias de telefone sem fio de filmadoras de celular ou outros tipos normalmente recarregaacuteveis devem ser devolvidas agraves lojas Os fabricantes estatildeo obrigados a informar nas embalagens a necessidade ou natildeo de devoluccedilatildeo
O Brasil produz cerca de 800 milhotildees de pilhas comuns por ano o que representa seis unidades por habitante Deve-se lembrar que uma uacutenica pilha contamina o solo durante 50 anos Circulam anualmente 10 milhotildees de baterias de celular 12 milhotildees de baterias automotivas e 200 mil baterias industriais Do total de pilhas e baterias consumidas no paiacutes quase 70 satildeo constituiacutedas principalmente por zinco e caacutedmio aproximadamente 30 por amocircnia e manganecircs Ao se desfazer de pilhas e baterias usadas em local inadequado pode-se contaminar o solo a aacutegua e o ar Atraveacutes da cadeia alimentar esse produto chega aos seres humanos causando doenccedilas que afetam o sistema nervoso central Todos satildeo considerados bioacumulativos - acumula-se no organismo ao longo do tempo
RECICLAVEISCOMBR
Texto 2 Metais pesados contaminam meio ambiente e oferecem riscos agrave
sauacutede puacuteblica
Estima-se que cada bateria ou pilha depositada de forma inadequada no meio
ambiente contamine uma aacuterea de um metro quadrado Entretanto o dano ambiental
45
pode ser maior se a quantidade desses equipamentos jogados em lixotildees for muito
alta
A dissoluccedilatildeo de metais pesados depositados em aterros
sanitaacuterios improacuteprios pode contaminar lenccediloacuteis freaacuteticos e o
ambiente local Em aterros a dissoluccedilatildeo dos metais eacute mais faacutecil
devido agrave acidez da aacuterea Isso facilita a acumulaccedilatildeo de metais
pesados na cadeia alimentar atraveacutes da contaminaccedilatildeo de
animais e vegetais que podem causar a intoxicaccedilatildeo de seres humanos que venham
a consumir esses alimentos afetados Metais pesados como chumbo caacutedmio
mercuacuterio e seus compostos podem provocar graves doenccedilas neuroloacutegicas aleacutem de
afetar a condiccedilatildeo motora
Pilhas e baterias comuns (pequenas usadas em raacutedios por exemplo) podem
ser descartadas no lixo domeacutestico de acordo com a determinaccedilatildeo do Conama No
entanto a professora Andreacutea Bernardes do Departamento de Engenharia de
Materiais da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) avalia que esses
produtos que acabam sendo depositados em aterros sanitaacuterios soacute poderiam ser
descartados nestes locais se houvesse o tratamento adequado do chorume
(substacircncia liacutequida encontrada em lixotildees) O chorume contaminado com metais
pesados contaminaraacute tambeacutem a terra e os lenccediloacuteis freaacuteticos
Marcelo Furtado coordenador da aacuterea de substacircncias toacutexicas do
Greenpeace vecirc com bons olhos a determinaccedilatildeo do Conama A iniciativa serve
como incentivo para que as empresas passem a reduzir o uso de substacircncias
toacutexicas para evitar todo o processo de recolhimento de baterias e pilhas usadas
diz Ele lembra que a tendecircncia eacute que substacircncias reciclaacuteveis sejam usadas cada
vez mais para que a reutilizaccedilatildeo dos produtos seja constante
Danilo FantinelRedaccedilatildeo Terra
Questotildees para anaacutelise do texto
6 Cite algumas das questotildees ambientais relacionadas ao uso de pilhas e baterias Qual deve ser a postura da populaccedilatildeo em relaccedilatildeo a essas questotildees 7 Com base na legislaccedilatildeo apresentada explique como deve ser feito o descarte de pilhas e baterias Quais impecilhos poderatildeo dificultar o cumprimento da lei 8 Qual o destino que deve ser dado agraves pilhas que seratildeo descartadas Existem formas de reciclagem Quais 9 Considerando os impactos ambientais que podem ocorrer do descarte inadequado das pilhas e baterias qual a sua opiniatildeo sobre o uso delas Existe uma ideal Explique 10 Vocecirc acha que hoje eacute possiacutevel sobrevivermos sem o uso de pilhas e baterias
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Atividade 3 Trechos do filme WALL-E
Converse com o seu professor sobre o filme a ser assistido na escola caso natildeo seja possiacutevel assista o filme em casa para auxiliaacute-lo nessa atividade
Questotildees para sala de aula reflexatildeo dos assuntos abordados no filme
5 Sente-se um escravo da tecnologia atual ( especificamente aqueles que em curto espaccedilo de tempo geram lixo eletrocircnico tais como celular Ipod Iphone etc) 6 Ficou sensibilizado sobre a quantidade de lixo eletrocircnico que o homem produz 7 Haacute uma remota possibilidade de o Planeta ser recuperado 8 Qual a sua opiniatildeo sobre a mensagem que o filme Wall-E passa 9 Viacutedeo WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97
minutos) som e cor
Situaccedilatildeo de aprendizagem 2 - Que tipos de materiais existem em uma pilha que
a classifique como poluidora do meio ambiente
Apoacutes a visatildeo do que vocecirc teve do filme e discussatildeo de trechos que falam sobre
impactos ambientais provocados pelo mau descarte de pilhas e baterias vocecirc
imagina quais seriam os agentes contaminantes
Atividade 1 Experimento demonstrativo ndash Desmontagem de uma pilha
No inicio da aula entregue para o seu professor um desenho que demonstre os
componentes que estruturam uma pilha
Apoacutes o teacutermino da desmontagem faccedila um novo desenho colocando aquilo que vocecirc
observou Compare o primeiro com o segundo desenho e em poucas linhas
descreva o que mais lhe chamou a atenccedilatildeo
Atividade 2 Buscando orientaccedilotildees com o professor para trabalho de
pesquisa
Leve para sala de aula revistas jornaislivros e mateacuterias de internet trazendo
informaccedilotildees sobre pilha ecologicamente correta
Atividade 3 Reciclagem de pilhas
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Apoacutes a viacutedeoaula sobre a reciclagem de pilhas elabore um artigo de opiniatildeo sobre
a importacircncia da reciclagem de pilhas em favor do meio ambiente e a necessidade
de maiores investimentos nessa aacuterea Ao final entregue a seu professor
Atividade 4 Pesquisa em grupo Pilha ideal
A partir de uma preacutevia busca em revistas jornais livros e internet procure obter
informaccedilotildees sobre uma pilha ideal
Atividade 5 Escolha da Pilha ideal
Apresente o material para o professor e os seus colegas para que seja feita a
escolha da melhor ideia
Questotildees para anaacutelise das ideacuteias sobre pilha ideal
5 Eacute possiacutevel produzir energia eleacutetrica atraveacutes de uma transformaccedilatildeo quiacutemica
6 Explique o surgimento da energia eleacutetrica nas transformaccedilotildees quiacutemicas
7 Podemos montar uma pilha ecologicamente correta
8 O funcionamento de uma pilha soacute acontece atraveacutes de transformaccedilatildeo quiacutemica Explique
Situaccedilatildeo de aprendizagem 3- O lado cientiacutefico da Pilha
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem permitiraacute a vocecirc compreender melhor o
funcionamento de uma pilha( conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
) e a produccedilatildeo de novos materiais atraveacutes da eletrolise (conversatildeo natildeo espontacircnea
energia eleacutetrica em quiacutemica) com experimentos Para essa situaccedilatildeo eacute importante
que vocecirc observe e anote em seu caderno tudo que se alterou
48
Atividade 1 O experimento da pilha do Daniel
Questotildees que podem auxiliaacute-lo durante a execuccedilatildeo do experimento
6 As placas mudaram de cor apoacutes serem mergulhadas na soluccedilatildeo Explique
7 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
8 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
9 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
7 Limpar as placas com palha de accedilo
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8 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 9 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 10 Interligar os dois potes com a ponte salina 11 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 12 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e
transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo
PauloEdusp 1998
Atividade 2 Anaacutelise sobre experimento
Questotildees sobre o experimento
9 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 10 Como a energia eleacutetrica foi obtida 11 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 12 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 13 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 14 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 15 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 16 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha
UM POUCO DE ELETROQUIMICA
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A eletroquiacutemica estuda o aproveitamento da transferecircncia de eleacutetrons entre
diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-
versa
Pilhas conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
Eletroacutelise conversatildeo natildeo espontacircnea de energia eleacutetrica em quiacutemica
A seguir estatildeo descritos alguns termos que apareceratildeo no estudo da eletroquiacutemica
ELETRODOS Satildeo assim chamadas as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com
a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica
AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
ENTRA na soluccedilatildeo
CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
DEIXA a soluccedilatildeo
d) ELETROacuteLITOS Satildeo assim chamadas todas as soluccedilotildees que CONDUZEM a
corrente eleacutetrica
e) IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na
soluccedilatildeo
AcircNODO Eletrodo do qual saem os eleacutetrons para o circuito externo da ceacutelula
CAacuteTODO Eletrodo no qual entram os eleacutetrons atraveacutes do circuito externo da ceacutelula
f) CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que
conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e
mergulhados num eletroacutelito
Resumindo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons ( diminuiccedilatildeo de Nox)
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons ( aumento de Nox)
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida (Nox aumenta)
Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz (Nox diminui)
O redutor reduz o oxidante
O oxidante oxida o redutor
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em
energia eleacutetrica
51
Cada substacircncia possui uma maior ou menor tendecircncia de perder eleacutetrons
tendecircncia esta chamada de Potencial de Oxidaccedilatildeo Deste modo uma substacircncia X
que tenha um potencial de oxidaccedilatildeo maior que uma substacircncia Y iraacute perder seus
eleacutetrons gradativamente para esta substacircncia se as duas estiverem juntas
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do
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eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu++ Isso provocaraacute diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
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Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
Atividade 3 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o
experimento da pilha de Daniel
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas
dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os
relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em
eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e
conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em
sete itens principais
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Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve
comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos
resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo
do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos
objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser
esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram
utilizados no experimento
32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute
apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela
caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o
experimento
10 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a
profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno
Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos
pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
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Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento
e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na
redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os
objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem
de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed
Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo
de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO
BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro
ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2
ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte
das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos
ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos
Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o
aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Atividade 1 Montagem de um Mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias vocecirc poderaacute construir
o seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo em que vocecirc iraacute aplicar o que
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aprendeu preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo na entrada da
escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas
sobre o assunto estudado Orientado pelo seu professor vocecirc desenvolveraacute accedilotildees
sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre
o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente Poderaacute tambeacutem
compor muacutesicas sobre os assuntos abordados
Atividade 2 Montagem de um Portifolio
Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-
avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos
ao longo do bimestre de modo que venha justificar a questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil
toneladas de lixo eletrocircnico por hora dentro deste destacam-se pilhas e
baterias Este lixo eacute jogado na natureza provocando vaacuterios problemas
ambientais Quais os problemas ambientais que as pilhas e baterias provocam
na natureza e como podemos evitaacute-losrdquo citada no inicio do bimestre
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REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
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Competecircncias e habilidades desenvolvimento da leitura e interpretaccedilatildeo de textos siacutentese e argumentaccedilatildeo consistentes necessaacuterias para responder a perguntas que acompanham os textos buscarselecionarorganizar e relacionar dados e informaccedilotildees apresentados em diferentes miacutedias e representados em diferentes formas para resolver o problema apresentado
Estrateacutegias discussotildees desencadeadas por perguntas leituras de texto seguidas de discussotildees pesquisas em revistas jornais internet e filmes
Recursos material escrito coacutepias de textos acompanhadas de perguntas filme e viacutedeos da internet
Avaliaccedilatildeo respostas dadas agraves questotildees e participaccedilatildeo nas aulas
Nuacutemero de aulas 3
Aula 1 Levantamento de ideias sobre uso e descarte de pilhas e baterias
O professor pode iniciar a atividade com o levantamento das ideias iniciais dos alunos pedindo que se sentem em grupos de quatro a seis alunos e respondam um questionaacuterio preacutevio sobre funcionamento uso e descartes de pilhas e baterias As respostas podem ser registradas por cada aluno no caderno ou guardadas pelo professor ateacute o final da aplicaccedilatildeo dessa unidade quando seratildeo retomadas e analisadas novamente pelos proacuteprios autores Esta anaacutelise pode servir como um dos instrumentos de avaliaccedilatildeo desta unidade
Questionaacuterio preacutevio 1 O que vocecirc entende por pilhas E baterias 2 Elas satildeo imprescindiacuteveis na atualidade Onde 3 Existe alguma relaccedilatildeo entre pilha eletricidade e transformaccedilotildees quiacutemicas 4 Que tipo de material(is) vocecirc acha que eacute(satildeo) necessaacuterio(os) para se construir uma pilha 5 Cite alguns problemas ambientais relacionados ao uso e descarte de pilhas e baterias Qual deve ser sua postura em relaccedilatildeo a esses problemas
Aula 2 Problematizaccedilatildeo inicial leitura e discussatildeo de textos jornaliacutesticos
Neste segundo momento o aluno eacute convidado a tomar conhecimento de informaccedilotildees contidas nos textos apresentados com isso teraacute oportunidade de criar seu proacuteprio texto a partir da interpretaccedilatildeo destes
O trabalho pode prosseguir com leitura e discussatildeo dos textos que informam sobre leis para descarte de pilhas e baterias contaminaccedilatildeo da biosfera por metais (presentes nas pilhas e baterias) soluccedilotildees para a diminuiccedilatildeo dos impactos ambientais Satildeo eles
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TEXTO 1 Descarte de pilhas e baterias eacute problema seacuterio para meio ambiente
O Brasil eacute o uacutenico paiacutes da Ameacuterica do Sul que regulamenta a fabricaccedilatildeo venda e destinaccedilatildeo final de pilhas e baterias Com a entrada da Resoluccedilatildeo 257 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama) que dispotildee sobre estes resiacuteduos em vigor desde junho de 2001 o Ibama passou a fiscalizar esses limites Ou pelo menos era o que deveria acontecer Em Cuiabaacute por exemplo o gerente do oacutergatildeo Hugo Scheuer declarou natildeo estar a par do assunto mas garantiu ser este seu proacuteximo objetivo por considerar o descarte destes resiacuteduos um problema de grande amplitude Mas enquanto isso o que fazer com pilhas e baterias principalmente as de celulares quando acabam Esta duacutevida eacute frequumlente em toda a populaccedilatildeo
Considerados toacutexicos o lanccedilamento desses resiacuteduos em lixotildees nas margens das estradas ou em terrenos baldios compromete a qualidade ambiental e de vida da populaccedilatildeo Os resiacuteduos pesados quando aterrados migram para partes mais profundas do solo Com isso podem atingir o lenccedilol freaacutetico contaminando a flora e a fauna das regiotildees proacuteximas e ainda causar doenccedilas que variam de lesotildees cerebrais a disfunccedilotildees renais e pulmonares passando por distuacuterbios visuais e anemia Segundo a Resoluccedilatildeo 257 os fabricantes e importadores satildeo os responsaacuteveis pelo recolhimento do material e sua destinaccedilatildeo final o que deve ser fiscalizado pelos oacutergatildeos puacuteblicos ambientais Mas em Cuiabaacute apesar do site do Ministeacuterio do Meio Ambiente indicar o endereccedilo de 28 postos nenhum deles efetua o recolhimento apenas duas empresas de celulares recolhem as baterias em seus postos de venda (Vivo e Americel) e a fiscalizaccedilatildeo do Ibama eacute inexistente A Resoluccedilatildeo estabelece que as pilhas e baterias apoacutes o seu esgotamento energeacutetico devem ser entregues pelos usuaacuterios aos estabelecimentos que as comercializam ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelas respectivas induacutestrias Estas por sua vez devem repassaacute-las aos fabricantes e importadores para que passem por procedimentos de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final ambientalmente adequada No artigo 13deg estaacute previsto que as pilhas e baterias que atenderem aos limites previstos no artigo 6deg podem ser dispostas juntamente com os resiacuteduos domiciliares em aterros sanitaacuterios licenciados Mas por falta de aterros licenciados a maior parte das baterias e pilhas usadas continuam tendo os lixotildees irregulares como destino significando um risco para o meio ambiente e para as pessoas Apenas 30 destes resiacuteduos satildeo reciclados No Brasil uma empresa chamada Suzaquim anuncia que deteacutem um processo de reciclagem de baterias
Dependendo do material de que satildeo constituiacutedas pilhas e baterias podem ser jogadas em lixo domeacutestico As pilhas secas composta por zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs as mais consumidas para uso domeacutestico tecircm em sua maioria operado nos limites estabelecidos pelo artigo 6deg da Resoluccedilatildeo 257 As baterias de telefone sem fio de filmadoras de celular ou outros tipos normalmente recarregaacuteveis devem ser devolvidas agraves lojas Os fabricantes estatildeo obrigados a informar nas embalagens a necessidade ou natildeo de devoluccedilatildeo
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O Brasil produz cerca de 800 milhotildees de pilhas comuns por ano o que representa seis unidades por habitante Deve-se lembrar que uma uacutenica pilha contamina o solo durante 50 anos Circulam anualmente 10 milhotildees de baterias de celular 12 milhotildees de baterias automotivas e 200 mil baterias industriais Do total de pilhas e baterias consumidas no paiacutes quase 70 satildeo constituiacutedas principalmente por zinco e caacutedmio aproximadamente 30 por amocircnia e manganecircs Ao se desfazer de pilhas e baterias usadas em local inadequado pode-se contaminar o solo a aacutegua e o ar Atraveacutes da cadeia alimentar esse produto chega aos seres humanos causando doenccedilas que afetam o sistema nervoso central Todos satildeo considerados bioacumulativos - acumula-se no organismo ao longo do tempo
RECICLAVEISCOMBR
TEXTO 2Pilhas e baterias usadas devem ser devolvidas a fabricantes
Embora seja de junho de 1999 a determinaccedilatildeo do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama) que prevecirc a devoluccedilatildeo de pilhas e baterias que contenham metais pesados aos fabricantes depois do fim de sua vida uacutetil ainda hoje essa medida natildeo eacute adotada com abrangecircncia Conforme a determinaccedilatildeo do Conama as empresas tecircm de reciclar ou dar uma destinaccedilatildeo final adequada (armazenar em local apropriado ou incinerar por exemplo) a esses materiais para evitar o risco de contaminaccedilatildeo ambiental e possiacuteveis danos agrave sauacutede puacuteblica
A medida atinge principalmente o setor industrial mas tambeacutem vale para os cidadatildeos comuns consumidores de pilhas e baterias geralmente usadas em automoacuteveis filmadoras telefones celular e barbeadores (veja na tabela abaixo os tipos de pilhas e baterias suas composiccedilotildees e finalidades)
Conforme a Resoluccedilatildeo 25799 do Conama as empresas que desobedecerem agrave norma de recolhimento dos produtos poderatildeo ser enquadradas na Lei de Crimes Ambientais Jaacute os consumidores tecircm papel fundamental no processo de recolhimento de baterias principalmente as usadas em celulares conforme Cleusa de Morais Gomes assessora teacutecnica da Secretaria de Qualidade Ambiental nos Assentamentos Humanos (SQA)
Cleusa lembra que ao inveacutes de ser jogado no lixo o material deve ser devolvido agrave rede autorizada dos fabricantes que satildeo obrigados a instalar um posto de recolhimento junto aos pontos de vendas de celulares ou nos serviccedilos teacutecnicos de conserto A cooperaccedilatildeo dos consumidores eacute essencial para que os fabricantes possam recolher as baterias usadas
Devem ser devolvidas ao fabricante ou importador
Tipo Bateria de Chumbo Aacutecido Aplicaccedilatildeo Induacutestrias automoacuteveis filmadoras
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Tipo Pilhas e baterias de niacutequel caacutedmio Aplicaccedilatildeo Telefone celular telefone sem fio barbeador e outros aparelhos que usam pilhas e baterias recarregaacuteveis
Tipo Pilhas e baterias de oacutexido de mercuacuterio Aplicaccedilatildeo Instrumentos de navegaccedilatildeo e aparelhos de instrumentaccedilatildeo e controle
Podem ser descartadas no lixo comum
Tipo Comuns e alcalinas com ZincoManganecircs e AlcalinaManganecircs Aplicaccedilatildeo Brinquedos lanterna raacutedio controle remoto raacutedio-reloacutegio equipamento fotograacutefico pager walkman
Jornal On line terra
Metais pesados contaminam meio ambiente e oferecem riscos agrave saude puacuteblica
Estima-se que cada bateria ou pilha depositada de forma inadequada no meio ambiente contamine uma aacuterea de um metro quadrado Entretanto o dano ambiental pode ser maior se a quantidade desses equipamentos jogados em lixotildees for muito alta
A dissoluccedilatildeo de metais pesados depositados em aterros sanitaacuterios improacuteprios pode contaminar lenccediloacuteis freaacuteticos e o ambiente local Em aterros a dissoluccedilatildeo dos metais eacute mais faacutecil devido agrave acidez da aacuterea Isso facilita a acumulaccedilatildeo de metais pesados na cadeia alimentar atraveacutes da contaminaccedilatildeo de animais e vegetais que podem causar a intoxicaccedilatildeo de seres humanos que venham a consumir esses alimentos afetados Metais pesados como chumbo caacutedmio mercuacuterio e seus compostos podem provocar graves doenccedilas neuroloacutegicas aleacutem de afetar a condiccedilatildeo motora
Pilhas e baterias comuns (pequenas usadas em raacutedios por exemplo) podem ser descartadas no lixo domeacutestico de acordo com a determinaccedilatildeo do Conama No entanto a professora Andreacutea Bernardes do Departamento de Engenharia de Materiais da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) avalia que esses produtos que acabam sendo depositados em aterros sanitaacuterios soacute poderiam ser descartados nestes locais se houvesse o tratamento adequado do chorume (substacircncia liacutequida encontrada em lixotildees) O chorume contaminado com metais pesados contaminaraacute tambeacutem a terra e os lenccediloacuteis freaacuteticos
Marcelo Furtado coordenador da aacuterea de substacircncias toacutexicas do Greenpeace vecirc com bons olhos a determinaccedilatildeo do Conama A iniciativa serve como incentivo para que as empresas passem a reduzir o uso de substacircncias toacutexicas para evitar todo o processo de recolhimento de baterias e pilhas usadas
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diz Ele lembra que a tendecircncia eacute que substacircncias reciclaacuteveis sejam usadas cada vez mais para que a reutilizaccedilatildeo dos produtos seja constante
Danilo FantinelRedaccedilatildeo Terra
TEXTO 3Resoluccedilatildeo Nordm 257 de 30 de junho de 1999 Pilhas e baterias usadas
O Conselho Nacional do Meio Ambiente - Conama no uso das atribuiccedilotildees e competecircncias que lhe satildeo conferidas pela Lei no 6938 de 31 de agosto de 1981 e pelo Decreto no 99274 de 6 de junho de 1990 e conforme o disposto em seu Regimento Interno e Considerando os impactos negativos causados ao meio ambiente pelo descarte inadequado de pilhas e baterias usadas Considerando a necessidade de se disciplinar o descarte e o gerenciamento ambientalmente adequado de pilhas e baterias usadas no que tange agrave coleta reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final Considerando que tais resiacuteduos aleacutem de continuarem sem destinaccedilatildeo adequada e contaminando o ambiente necessitam por suas especificidades de procedimentos especiais ou diferenciados resolve Art 1o As pilhas e baterias que contenham em suas composiccedilotildees chumbo caacutedmio mercuacuterio e seus compostos necessaacuterias ao funcionamento de quaisquer tipos de aparelhos veiacuteculos ou sistemas moacuteveis ou fixos bem como os produtos eletro-eletrocircnicos que as contenham integradas em sua estrutura de forma natildeo substituiacutevel apoacutes seu esgotamento energeacutetico seratildeo entregues pelos usuaacuterios aos estabelecimentos que as comercializam ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelas respectivas induacutestrias para repasse aos fabricantes ou importadores para que estes adotem diretamente ou por meio de terceiros os procedimentos de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final ambientalmente adequada Paraacutegrafo Uacutenico As baterias industriais constituiacutedas de chumbo caacutedmio e seus compostos destinadas a telecomunicaccedilotildees usinas eleacutetricas sistemas ininterruptos de fornecimento de energia alarme seguranccedila movimentaccedilatildeo de cargas ou pessoas partida de motores diesel e uso geral industrial apoacutes seu esgotamento energeacutetico deveratildeo ser entregues pelo usuaacuterio ao fabricante ou ao importador ou ao distribuidor da bateria observado o mesmo sistema quiacutemico para os procedimentos referidos no caput deste artigo Art 2o Para os fins do disposto nesta Resoluccedilatildeo considera-se I - bateria conjunto de pilhas ou acumuladores recarregaacuteveis interligados convenientemente(NBR 703987) II - pilha gerador eletroquiacutemico de energia eleacutetrica mediante conversatildeo geralmente irreversiacutevel de energia quiacutemica(NBR 703987) III - acumulador chumbondashaacutecido acumulador no qual o material ativo das placas positivas eacute constituiacutedo por compostos de chumbo e os das placas negativas essencialmente por chumbo sendo o eletroacutelito uma soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico (NBR 703987) IV - acumulador (eleacutetrico) dispositivo eletroquiacutemico constituiacutedo de um elemento eletroacutelito e caixa que armazena sob forma de energia quiacutemica a energia eleacutetrica que lhe seja fornecida e que a restitui quando ligado a um circuito consumidor(NBR 703987) V - baterias industriais satildeo consideradas baterias de aplicaccedilatildeo industrial aquelas que se destinam a aplicaccedilotildees estacionaacuterias tais como telecomunicaccedilotildees usinas eleacutetricas sistemas ininterruptos de fornecimento de energia alarme e seguranccedila uso geral industrial e para partidas de motores diesel ou ainda tracionaacuterias tais como as utilizadas para movimentaccedilatildeo de cargas ou pessoas e carros eleacutetricos VI - baterias veiculares satildeo consideradas baterias de aplicaccedilatildeo veicular aquelas utilizadas para partidas de sistemas propulsores eou
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como principal fonte de energia em veiacuteculos automotores de locomoccedilatildeo em meio terrestre aquaacutetico e aeacutereo inclusive de tratores equipamentos de construccedilatildeo cadeiras de roda e assemelhados VII - pilhas e baterias portaacuteteis satildeo consideradas pilhas e baterias portaacuteteis aquelas utilizadas em telefonia e equipamentos eletro-eletrocircnicos tais como jogos brinquedos ferramentas eleacutetricas portaacuteteis informaacutetica lanternas equipamentos fotograacuteficos raacutedios aparelhos de som reloacutegios agendas eletrocircnicas barbeadores instrumentos de mediccedilatildeo de afericcedilatildeo equipamentos meacutedicos e outros VIII - pilhas e baterias de aplicaccedilatildeo especial satildeo consideradas pilhas e baterias de aplicaccedilatildeo especial aquelas utilizadas em aplicaccedilotildees especiacuteficas de caraacuteter cientiacutefico meacutedico ou militar e aquelas que sejam parte integrante de circuitos eletro-eletrocircnicos para exercer funccedilotildees que requeiram energia eleacutetrica ininterrupta em caso de fonte de energia primaacuteria sofrer alguma falha ou flutuaccedilatildeo momentacircnea Art 3o Os estabelecimentos que comercializam os produtos descritos no art1o bem como a rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelos fabricantes e importadores desses produtos ficam obrigados a aceitar dos usuaacuterios a devoluccedilatildeo das unidades usadas cujas caracteriacutesticas sejam similares agravequelas comercializadas com vistas aos procedimentos referidos no art 1o Art 4o As pilhas e baterias recebidas na forma do artigo anterior seratildeo acondicionadas adequadamente e armazenadas de forma segregada obedecidas as normas ambientais e de sauacutede puacuteblica pertinentes bem como as recomendaccedilotildees definidas pelos fabricantes ou importadores ateacute o seu repasse a estes uacuteltimos Art 5o A partir de 1o de janeiro de 2000 a fabricaccedilatildeo importaccedilatildeo e comercializaccedilatildeo de pilhas e baterias deveratildeo atender aos limites estabelecidos a seguir I - com ateacute 0025 em peso de mercuacuterio quando forem do tipo zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs II - com ateacute 0025 em peso de caacutedmio quando forem do tipo zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs III - com ateacute 0400 em peso de chumbo quando forem do tipo zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs IV - com ateacute 25 mg de mercuacuterio por elemento quando forem do tipo pilhas miniaturas e botatildeo Art 6o A partir de 1o de janeiro de 2001 a fabricaccedilatildeo importaccedilatildeo e comercializaccedilatildeo de pilhas e baterias deveratildeo atender aos limites estabelecidos a seguir I - com ateacute 0010 em peso de mercuacuterio quando forem do tipo zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs II - com ateacute 0015 em peso de caacutedmio quando forem dos tipos alcalina-manganecircs e zinco-manganecircs III - com ateacute 0200 em peso de chumbo quando forem dos tipos alcalina-manganecircs e zinco-manganecircs Art 7o Os fabricantes dos produtos abrangidos por esta Resoluccedilatildeo deveratildeo conduzir estudos para substituir as substacircncias toacutexicas potencialmente perigosas neles contidas ou reduzir o teor das mesmas ateacute os valores mais baixos viaacuteveis tecnologicamente Art 8o Ficam proibidas as seguintes formas de destinaccedilatildeo final de pilhas e baterias usadas de quaisquer tipos ou caracteriacutesticas I - lanccedilamento in natura a ceacuteu aberto tanto em aacutereas urbanas como rurais II - queima a ceacuteu aberto ou em recipientes instalaccedilotildees ou equipamentos natildeo adequados conforme legislaccedilatildeo vigente III - lanccedilamento em corpos daacutegua praias manguezais terrenos baldios poccedilos ou cacimbas cavidades subterracircneas em redes de drenagem de aacuteguas pluviais esgotos eletricidade ou telefone mesmo que abandonadas ou em aacutereas sujeitas agrave inundaccedilatildeo Art 9o No prazo de um ano a partir da data de vigecircncia desta resoluccedilatildeo nas mateacuterias publicitaacuterias e nas embalagens ou produtos descritos no art 1o deveratildeo constar de forma visiacutevel as advertecircncias sobre os riscos agrave sauacutede humana e ao meio ambiente bem como a necessidade de apoacutes seu uso serem devolvidos aos revendedores ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada para
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repasse aos fabricantes ou importadores Art 10 Os fabricantes devem proceder gestotildees no sentido de que a incorporaccedilatildeo de pilhas e baterias em determinados aparelhos somente seja efetivada na condiccedilatildeo de poderem ser facilmente substituiacutedas pelos consumidores apoacutes sua utilizaccedilatildeo possibilitando o seu descarte independentemente dos aparelhos Art 11 Os fabricantes os importadores a rede autorizada de assistecircncia teacutecnica e os comerciantes de pilhas e baterias descritas no art 1o ficam obrigados a no prazo de doze meses contados a partir da vigecircncia desta resoluccedilatildeo implantar os mecanismos operacionais para a coleta transporte e armazenamento Art 12 Os fabricantes e os importadores de pilhas e baterias descritas no art 1o ficam obrigados a no prazo de vinte e quatro meses contados a partir da vigecircncia desta Resoluccedilatildeo implantar os sistemas de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final obedecida a legislaccedilatildeo em vigor Art 13 As pilhas e baterias que atenderem aos limites previstos no artigo 6o poderatildeo ser dispostas juntamente com os resiacuteduos domiciliares em aterros sanitaacuterios licenciados Paraacutegrafo Uacutenico Os fabricantes e importadores deveratildeo identificar os produtos descritos no caput deste artigo mediante a aposiccedilatildeo nas embalagens e quando couber nos produtos de siacutembolo que permita ao usuaacuterio distinguiacute-los dos demais tipos de pilhas e baterias comercializados Art 14 A reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou a disposiccedilatildeo final das pilhas e baterias abrangidas por esta resoluccedilatildeo realizadas diretamente pelo fabricante ou por terceiros deveratildeo ser processadas de forma tecnicamente segura e adequada com vistas a evitar riscos agrave sauacutede humana e ao meio ambiente principalmente no que tange ao manuseio dos resiacuteduos pelos seres humanos filtragem do ar tratamento de efluentes e cuidados com o solo observadas as normas ambientais especialmente no que se refere ao licenciamento da atividade Paraacutegrafo Uacutenico Na impossibilidade de reutilizaccedilatildeo ou reciclagem das pilhas e baterias descritas no art 1o a destinaccedilatildeo final por destruiccedilatildeo teacutermica deveraacute obedecer as condiccedilotildees teacutecnicas previstas na NBR - 11175 - Incineraccedilatildeo de Resiacuteduos Soacutelidos Perigosos - e os padrotildees de qualidade do ar estabelecidos pela Resoluccedilatildeo Conama no 03 de 28 de junho de l990 Art 15 Compete aos oacutergatildeos integrantes do SISNAMA dentro do limite de suas competecircncias a fiscalizaccedilatildeo relativa ao cumprimento das disposiccedilotildees desta resoluccedilatildeo Art 16 O natildeo cumprimento das obrigaccedilotildees previstas nesta Resoluccedilatildeo sujeitaraacute os infratores agraves penalidades previstas nas Leis no 6938 de 31 de agosto de 1981 e no 9605 de 12 de fevereiro de 1998 Art 17 Esta Resoluccedilatildeo entra em vigor na data de sua publicaccedilatildeo
Publicado em 18-09-2008
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TEXTO 4 Pilhas e baterias podem ter primeiro avanccedilo significativo em 200 anos Redaccedilatildeo do Site Inovaccedilatildeo Tecnoloacutegica 15022006
Dois grupos de pesquisadores trabalhando isoladamente anunciaram quase ao mesmo tempo a descoberta do que poderaacute se tornar o mais importante avanccedilo nas baterias desde a sua invenccedilatildeo haacute mais de 200 anos Aleacutem dos aparelhos portaacuteteis uma infinidade de aplicaccedilotildees utiliza as baterias como fonte de energia de sistemas de no-breaks ateacute veiacuteculos hiacutebridos Mas sua tecnologia natildeo sofreu nenhum avanccedilo radical nos uacuteltimos anos
Cientistas dos Laboratoacuterios Bell e da empresa mPhase relataram a construccedilatildeo de um protoacutetipo de bateria inteligente a partir de materiais nanoscoacutepicos capaz de fornecer energia natildeo de forma contiacutenua como as pilhas e baterias tradicionais mas apenas quando essa energia for necessaacuteria
O protoacutetipo ainda eacute pequeno produzindo energia suficiente para alimentar um LED Mas os cientistas estatildeo entusiasmados com seu potencial
A nova bateria eacute a demonstraccedilatildeo praacutetica de uma descoberta feita pelos mesmos pesquisadores de que um eletroacutelito permanece sobre superfiacutecies nanoestruturadas ateacute ser estimulado a fluir Esse estiacutemulo eacute o gatilho para que a nova bateria comece a produzir eletricidade
Esse comportamento inteligente poderaacute permitir a ativaccedilatildeo das baterias quando necessaacuterio aumentando enormemente sua vida uacutetil
Ultracapacitores
Jaacute os pesquisadores Joel E Schindall John G Kassakian e Riccardo Signorelli do MIT Estados Unidos utilizaram membranas criadas com nanotubos de carbono para aprimorar um outro tipo de dispositivo de armazenagem de energia chamado ultracapacitor Com a melhoria o novo componente poderaacute vir a substituir as atuais pilhas e baterias
Os capacitores armazenam energia como um campo eleacutetrico o que os torna mais eficientes do que as baterias tradicionais que retiram sua energia de reaccedilotildees quiacutemicas Jaacute os ultracapacitores satildeo ceacutelulas de armazenamento funcionando no mesmo princiacutepio dos capacitores mas capazes de fornecer quantidades enormes de energia instantaneamente Eles jaacute satildeo utilizados em veiacuteculos experimentais principalmente aqueles movidos por ceacutelulas a combustiacutevel
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Ateacute agora poreacutem os ultracapacitores necessitavam ser muito maiores do que as baterias para fornecer a mesma quantidade de energia Os cientistas resolveram o problema lidando com os campos eleacutetricos em niacutevel atocircmico Eles utilizaram uma membrana construiacuteda com nanotubos de carbono alinhados verticalmente
A capacidade de armazenamento de um ultracapacitor depende da aacuterea superficial de seus eletrodos Atualmente esses eletrodos satildeo feitos de carbono ativado um material extremamente poroso o que se traduz em uma enorme aacuterea superficial Mas seus poros satildeo irregulares o que significa que essa aacuterea natildeo eacute tatildeo grande quanto poderia ser reduzindo a eficiecircncia do ultracapacitor
Jaacute os nanotubos de carbono tecircm um desenho perfeitamente regular aleacutem de possuir diacircmetros de apenas alguns poucos aacutetomos A membrana construiacuteda com eles apresenta uma aacuterea superficial muito maior o que se traduz em uma eficiecircncia incomparaacutevel no armazenamento de energia
Os cientistas afirmam jaacute deter a tecnologia para a fabricaccedilatildeo das membranas de nanotubos de carbono em qualquer formato o que poderaacute facilitar a fabricaccedilatildeo de ultracapacitores nos formatos das pilhas e baterias tradicionalmente utilizados em aparelhos eletrocircnicos
Questotildees desencadeadoras para discussatildeo dos textos
1 Cite algumas das questotildees ambientais relacionadas ao uso de pilhas e baterias Qual deve ser a postura da populaccedilatildeo em relaccedilatildeo a essas questotildees 2 Com base na legislaccedilatildeo apresentada explique como deve ser feito o descarte de pilhas e baterias Quais impecilhos poderatildeo dificultar o cumprimento da lei 3 Qual o destino que deve ser dado agraves pilhas que seratildeo descartadas Existem formas de reciclagem Quais 4 Considerando os impactos ambientais que podem ocorrer do descarte inadequado das pilhas e baterias qual a sua opiniatildeo sobre o uso delas Existe uma ideal Explique 5 Vocecirc acha que hoje eacute possiacutevel sobrevivermos sem o uso de pilhas e baterias
Aula 3 viacutedeo aulas de conscientizaccedilatildeo sobre descarte de pilhas
Nessa aula pode-se discutir com os alunos os problemas ambientais causados pelo descarte inadequado de pilhas e com isso incentivar o nosso aluno a uma nova mudanccedila de atitude em relaccedilatildeo ao meio ambiente e tomada de posiccedilatildeo ecologicamente correta Como sugestatildeo estatildeo um desenho animado e uma reportagem que podem ser abordadas com questotildees orais e escrita sobre a preocupaccedilatildeo com o descarte das pilhas e seus efeitos Pode-se pedir tambeacutem que elaborem textos do gecircnero artigo de opiniatildeo sobre o assunto em questatildeo (Sugere-se que os alunos assistam o filme WALL-E em casa e tragam seus pontos de vista para debate posterior em salaOutra maneira de trabalhar com esse tipo de recurso visual seria uma preacutevia ediccedilatildeo dos filmes indicados onde o professor selecionaria as cenas com a intenccedilatildeo de promover debates em sala )
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Questotildees para discussatildeo das miacutedias apresentadasque tambeacutem podem ser ferramentas para um debate
1 Sente-se um escravo da tecnologia atual ( especificamente aqueles que em curto espaccedilo de tempo geram lixo eletrocircnico tais como celular Ipod Iphone etc) 2 Ficou sensibilizado sobre a quantidade de lixo eletrocircnico que o homem produz 3 Haacute uma remota possibilidade de o Planeta ser recuperado 4 Qual a sua opiniatildeo sobre a mensagem que o filme Wall-E passa
Viacutedeo 1 IMPACTOS AMBIENTAIS Desenho animado sobre educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambiental retirado do site WWWyoutubecombr (1min e 45 segundos)
Viacutedeo 2 RECICLAGEM DE PILHAS Cidades e soluccedilotildees Globo News retirado do site WWWyoutubecombr (22 min e 35 segundos)
Viacutedeo 3WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
AVALIACcedilAtildeO DA UNIDADE
Ao final do estudo desta situaccedilatildeo de aprendizagem espera-se que o nosso educando tome uma posiccedilatildeo ecologicamente correta sabendo dos males que um descarte inadequado de pilhas e baterias possa causar ao meio ambiente
Situaccedilatildeo de aprendizagem 2 - Que tipos de materiais existem em uma pilha que a classifique como poluidora do meio ambiente
A partir de um experimento investigativo o nosso educando eacute instigado a pensar refletir sobre os componentes presentes em uma pilha e o principio de funcionamento desta Nesta situaccedilatildeo de aprendizagem os alunos seratildeo estimulados a dar explicaccedilotildees para as observaccedilotildees feitas e aplicaratildeo os conhecimentos que jaacute possuem sobre pilhas e baterias adquiridos na situaccedilatildeo anterior e atraveacutes de pesquisas posteriores ao experimento investigativo os alunos teratildeo contato com diversas fontes de pesquisa faratildeo anaacutelise das informaccedilotildees nelas contidas com o estabelecimento de relaccedilotildees entre elas para a elaboraccedilatildeo de conclusotildees Este processo estimula uma reflexatildeo efetiva dos alunos favorecendo uma aprendizagem mais significativa
Conteuacutedos e temas pilhas e aplicaccedilotildees das transformaccedilotildees que ocorrem com o envolvimento de eletricidade
Competecircncias e a habilidades avaliar a composiccedilatildeo das pilhas e o impacto que poderatildeo causar quando descartadas inadequadamente elencar impactos causados pelo uso industrial dos processos de eletroacutelise e discussotildees sobre a viabilidade do uso de diferentes fontes de energia
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Estrateacutegias leitura e discussotildees de textos debates realizaccedilatildeo de pesquisas e anaacutelise de resultados experimentais
Recursos livros didaacuteticos paradidaacuteticos perioacutedicos pesquisa na internet materiais para experimento
Nuacutemero de aulas 5
AULA 1 EXPERIMENTO INVESTIGATIVO Quais componentes estatildeo presentes em uma Pilha
Devido a toxidade presente nos componentes da pilha (chapa de accedilozincobastatildeo de carbonodioacutexido de manganecircs e cloretos de zinco e amocircnio) sugere-se um experimento de natureza demonstrativa tais como desmontar uma pilha passo a passo conforme figuras abaixo e tambeacutem pesquisar viacutedeos no youtube sobre desmontagem de pilhas ou pode produzir uma filmagem da desmontagem da pilha uma vez que a ideia eacute preservar o meio ambiente Entatildeo os viacutedeos satildeo uma ideia aceitaacutevel
A ideacuteia de trabalhar esse experimento eacute demonstrar para o aluno os componentes de uma pilha o aluno durante o experimento deve ser questionado a todo tempo sobre os materiais existentes em uma pilha e o que pode prejudicar o meio ambiente apoacutes o descarte
Sugestotildees de questotildees para os alunos
1 Quais os componentes presentes em uma pilha
2 Quantos materiais perigosos podem conter uma pilhaExplique por que esses materiais satildeo perigosos
3 Seraacute que os materiais de uma pilha podem ter alguma utilidade ao ser humano
Outra sugestatildeo eacute pedir para o aluno fazer um desenho da pilhas antes e depois do experimento
ROTEIRO EXPERIMENTAL DESMONTAGEM DE PILHA
OBJETIVO Mostrar a constituiccedilatildeo quiacutemica de uma pilha e obter a partir dela alguns reagentes aproveitaacuteveis em aulas praacuteticas de laboratoacuterio
MATERIAL
1 pilha comum
Canivete
Chave de fenda
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Alicate
Funil plaacutestico
Filtro de papel
Bico de bunsen ou lamparina com aacutelcool
Beacutequer (pyrex)
Tripeacute
Tela de amianto
Espaacutetula (ou palito de sorvete)
Baqueta de vidro
Erlenmeyer
REAGENTES
Aacutegua destilada
PROCEDIMENTO
1 Com auxilio de um canivete abrir a pilha ao longo da emendaretirando a proteccedilatildeo de accedilo
2 Desenrolar bem a chapa obtida
3 Retirar o papelatildeo ou plaacutestico que se encontra abaixo da chapa de accedilo
4 O zinco eacute a camada que vem logo a seguir devendo ser retirado lavado com aacutegua e detergente colocando-o para secar
5 Finalmente retirar o bastatildeo preto e central da pilha (bastatildeo de carbono)lavando-o igualmente com aacutegua e detergente e transferir o resto do conteuacutedo da pilha para um beacutequer ou um copo de vidro
6 Acrescentar agrave esta mistura aproximadamente 50 ml de aacutegua e agitar bem
7 Filtrar a misturarecolhendo o filtrado em um erlenmeyere em seguidaabrir o papel de filtro com resiacuteduo para deixaacute-lo secar
8 Depois de secoguarde o poacute preto obtido (dioacutexido de manganecircs)em um frasco rotulado
9 Aquecer o filtrado com o auxilio do bico de bunsen (ou lamparina )ateacute toda a aacutegua evaporar
10 Depois de filtrarguardar os cristais em um frasco devidamente rotulado
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O filtrado conteacutem a misturas de cloretos de zinco e amocircnio ambos soluacuteveis em aacutegua
Observaccedilatildeo O invoacutelucro de accedilo pode ser usado como cadinho para uma secagem raacutepida e de pequenas quantidades de dioacutexido de manganecircs obtido
BIBLIOGRAFIA BRAATHENPCet AL Curso de treinamento de professores de segundo grau- Moacutedulo de QuiacutemicaViccedilosaMGUniversidade Federal de Viccedilosa1989
A seguir sequumlecircncia de fotos da desmontagem de uma pilha
Figura 1-pilha antes da desmontagem
Figura 2-passo1 retirada do invoacutelucro
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Figura 3-passo 2 retirada da camada de papelatildeo
Figura 4-passo 3 retirada da parte superior
Figura 5-passo 4 retirada do bastatildeo de carbono
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Figura 6- passo 5 retirada do poacute preto de dioacutexido de manganecircs
Figura 7 passo 6 visualizaccedilatildeo do interior da pilha
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Figura 8-passo 7 visualizaccedilatildeo de todos os componentes presentes em uma pilha
Para colaborar na avaliaccedilatildeo dessa aula investigativa e demonstrativa o ideal seria que o professor retomasse as questotildees que foram aplicadas no inicio da aula
AULA 2 Pilhas e baterias conceituaccedilatildeo a partir de pesquisas em livros didaacuteticos paradidaacuteticos internet e revistas especializadas
Com intuito de melhorar o conhecimento cientiacutefico dos alunos pode-se orientaacute-los para realizarem uma pesquisa literaacuteria sobre o que vem a ser pilha e bateria e os possiacuteveis problemas ambientais causados pelos usos e descarte inadequados destes Esta pesquisa pode ser realizada em grupo ou individualmente em sala ou extraclasse (a criteacuterio do professor) O objetivo da pesquisa eacute que os alunos com o auxilio do professor durante a aula aprenda transpor a linguagem da ciecircncia comum para a linguagem cientiacutefica compreendendo termos teacutecnicos especiacuteficos da Quiacutemica para opinar e atuar como cidadatildeo ou profissional num futuro proacuteximo de forma eacutetica
AULA 3 Visita virtual a uma induacutestria de reciclagem
Apoacutes discussotildees introdutoacuterias feitas na situaccedilatildeo de aprendizagem anterior pode-se fazer uma visita virtual no site do youtube onde poderatildeo assistir a um filme ( 5 minutos de duraccedilatildeo) da empresa de reciclagem de pilhas SUZAQUIM tem-se a possibilidade de se observar um processo quiacutemico de reciclagem de pilhas e baterias ( a visita fiacutesica eacute praticamente impossiacutevel de se realizar devido ao ambiente ser improacuteprio para essa finalidade) Finaliza-se essa primeira etapa do processo de aprendizagem pedindo aos alunos um relatoacuterio na forma de artigo de
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opiniatildeo sobre a importacircncia da reciclagem de pilhas em favor do meio ambiente e a necessidade de maiores investimentos nessa aacuterea
AULA 4 Modelo de pilha ideal
Considerando que agrave essa altura os nossos alunos jaacute tenham conhecimento sobre descarte de pilhas e baterias podemos inicializar a segunda etapa da unidade didaacutetica propondo que criem um modelo ideal de pilha (que impacte minimamente o meio ambiente) Essa atividade pode ser realizada em grupo os alunos teratildeo como material base informaccedilotildees jaacute trabalhadas anteriormente
Pode-se sugerir temas como
Pilhas recarregaacuteveis
Fontes de energias alternativas
Utilizaccedilatildeo de metais natildeo agressivos ao meio ambiente ou novos processos de eletroacutelise
Professor e alunos levaratildeo agrave sala de aula livros didaacuteticos paradidaacuteticos perioacutedicos e materiais da internet para consulta e realizaccedilatildeo da atividade propostaOs alunos seratildeo orientados pelo professor para em grupo montarem um modelo ideal de pilha que poderaacute ser apresentada na aula seguinte em forma de seminaacuterio experimento demonstrativo slides ou filmagens
Observaccedilatildeo para facilitar o trabalho o professor pode pedir aos alunos que usem os recursos mencionados acima para confecccedilatildeo do material a ser apresentado extraclasse
AULA 5 Modelos de pilhas produzidos apresentaccedilatildeo
Nesta aula o objetivo eacute que os alunos apresentem o seu modelo ideal de pilha escolhidos e idealizados na aula anterior e produzidos extraclasse Natildeo resta a menor duacutevida que seraacute um facilitador para o aprofundamento dos conteuacutedos gerais e especiacuteficos desta unidade didaacutetica Para que isso aconteccedila pode-se desencadear uma discussatildeo e um acordo coletivo para escolha da melhor pilha apresentada para que a haja compreensatildeo do processo de transformaccedilatildeo de energia quiacutemica em eleacutetrica
Para finalizar esta situaccedilatildeo de aprendizagem podemos avaliar os nossos alunos propondo as questotildees abaixo sugere-se que sejam realizadas individualmente pelos alunos pois somente desta maneira o professor poderaacute diagnosticar se houve o aprendizado real e significativo
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Questotildees sugeridas
1 Eacute possiacutevel produzir energia eleacutetrica atraveacutes de uma transformaccedilatildeo quiacutemica
2 Explique o surgimento da energia eleacutetrica nas transformaccedilotildees quiacutemicas
3 Podemos montar uma pilha ecologicamente correta
4 O funcionamento de uma pilha soacute acontece atraveacutes de transformaccedilatildeo quiacutemica Explique
Situaccedilatildeo de aprendizagem 3- O lado cientiacutefico da Pilha
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem permitiraacute aos alunos compreenderem o funcionamento de uma pilha( conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica ) e a produccedilatildeo de novos materiais atraveacutes da eletrolise (conversatildeo natildeo espontacircnea energia eleacutetrica em quiacutemica) com experimentos
Conteuacutedos e temas eletroacutelise reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo seacuterie de reatividade de metais
Competecircncias e habilidades compreender que existem transformaccedilotildees quiacutemicas que ocorrem com transferecircncia de eleacutetrons e podem gerar corrente eleacutetrica prever a ocorrecircncia de transformaccedilotildees quiacutemicas com a utilizaccedilatildeo da seacuterie de reatividade de metais
Estrateacutegias textos jornaliacutesticos experimentos abordagem investigativa com perguntas
Avaliaccedilatildeo anaacutelise dos resultados experimentais
Recursos materiais para o experimentolousa e giztabelas
Nuacutemero de aulas 4
AULA 1 O experimento da pilha do Daniel
Nessa aula propotildee ao professor a sugestatildeo de roteiro experimental da pilha de Daniel Esse experimento eacute bastante comum e o professor pode fazecirc-lo de maneira demonstrativa ou dividir a sala em grupos para sua realizaccedilatildeo Eacute importante orientar os alunos para que observem atentamente os estados iniciais e finais das placas metaacutelicas assim como da soluccedilatildeo em relaccedilatildeo agrave coloraccedilatildeo brilho e outros aspectos para que a aprendizagem ocorra de forma plena
Questotildees que poderatildeo auxiliar os alunos durante a execuccedilatildeo do experimento
1 As placas mudaram de cor apoacutes serem mergulhadas na soluccedilatildeo Explique
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2 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
3 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
4 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
1 Limpar as placas com palha de accedilo 2 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 3 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 4 Interligar os dois potes com a ponte salina
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5 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 6 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo PauloEdusp 1998
Caso o professor deseje trabalhar outros experimentos abaixo estatildeo descritos alguns (roteiros) para trabalhar o processo de eletroacutelise Dentre eles alguns satildeo bastante simples podem ser realizados de maneira demonstrativa pelo professor ou pelos alunos (divididos em grupo)
1ordf sugestatildeo de experimento
Quem natildeo gosta de receber o troco das compras em moedas novinhas O que ningueacutem gosta mas tem que aceitar eacute aquele monte de moedas enferrujadas e com aparecircncia envelhecida Mas por que elas adquirem este aspecto Tudo comeccedila pela composiccedilatildeo das moedas que satildeo obtidas atraveacutes de ligas metaacutelicas soacute por este fato jaacute se nota porque as moedas satildeo mais resistentes do que notas As ceacutedulas de dinheiro satildeo feitas com papel especial (papel moeda) que eacute resistente mas com o passar de matildeo em matildeo ficam velhas e se rasgam A umidade presente em nossas matildeos eacute que realiza o estrago e as moedas natildeo escapam elas ficam escurecidas devido agrave oxidaccedilatildeo As moedas constituem um dinheiro muito manuseado sendo assim fica inevitaacutevel que entre em contato com a umidade e exposiccedilatildeo ao oxigecircnio fatores necessaacuterios para que ocorra a reaccedilatildeo de oxidaccedilatildeo Mas saiba agora que existe um truque para deixar suas moedinhas novinhas em folha
O que vamos demonstrar a seguir pode ser usado em sala de aula como um experimento de Quiacutemica
Reaccedilotildees de oxidaccedilatildeo em moedas
Vamos usar como exemplo a moeda de 5 centavos pois eacute uma das mais manuseadas Portanto peccedila a seus alunos que tragam moedas envelhecidas neste valor
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Vocecirc sabe de que esta moeda eacute feita Eacute composta de Accedilo e recoberta com Cobre e agrave medida que vai sendo usada vai se formando uma camada de oacutexido de cobre sobre ela Veja a equaccedilatildeo do processo 2 Cu + frac12 O2 rarr Cu2O
O metal Cobre presente na moeda eacute oxidado e forma o monoacutexido de Dicobre (Cu2O) o qual tem coloraccedilatildeo escura daiacute o porquecirc daquela cor horriacutevel O segredo para que as moedas tornem a ficar como eram antes (brilhantes e avermelhadas) eacute deixaacute-las de molho em aacutecido cloriacutedrico Equaccedilatildeo que representa a lavagem Cu2O + 2 HCl rarr Cu2Cl2 + H2O
Como se vecirc na equaccedilatildeo acima o oacutexido reage com aacutecido cloriacutedrico (HCl) e daacute origem a um sal de cobre (Cu2Cl2) esta reaccedilatildeo permite agrave moeda adquirir aparecircncia de nova Por Liacuteria Alves Graduada em Quiacutemica Equipe Brasil Escola
2ordf sugestatildeo de experimento
Pilha de Limatildeo
ou Pilha de Laranja ou ainda Pilha de Batata
Eacute possiacutevel obter eletricidade a partir de um limatildeo Sim natildeo soacute satildeo as pilhas comuns que podem gerar eletricidade E o mais legal eacute que na falta do limatildeo vocecirc pode usar uma laranja ou mesmo uma batata
Na verdade a corrente eleacutetrica surge a partir dos potenciais eleacutetricos de dois metais que satildeo cravados no limatildeo na laranja
e na batata O caraacuteter aacutecido do limatildeolaranja e o caraacuteter baacutesico da batata ajudam na conduccedilatildeo da eletricidade Mas o que eacute que causa esta corrente Pense um pouco antes de prosseguir a leitura
Bom depois de esperar vocecirc pensar um pouquinho vamos prosseguir dois pedaccedilos de metal satildeo usados O melhor resultado surge da combinaccedilatildeo de zinco e cobre mas tambeacutem pode ser usado zinco e alumiacutenio ou ainda latatildeo e alumiacutenio
Alguns tipos de pregos conteacutem zinco e o cobre pode ser encontrado na forma de fios e mesmo na composiccedilatildeo de algumas moedas Pode-se tambeacutem utilizar (na falta destes) uma taxinha destas de latatildeo e um clips
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Apoacutes fincaacute-los no limatildeo (ou laranja ou batata) e uniacute-los por fios pode-se ligaacute-los a um pequeno aparelho eleacutetrico O melhor resultado se daacute usando um destes reloacutegios eletrocircnicos - tira-se a pilha deste e faz-se a ligaccedilatildeo dos fios positivo e negativo nos pequenos terminais do reloacutegio A corrente produzida eacute suficiente para acendecirc-lo ainda que por alguns minutos Natildeo esqueccedila de antes limpar as peccedilas de metal e evitar que elas se toquem no interior do limatildeo (ou da laranja ou ainda da batata)
Cuidados no Experimento
A eletricidade produzida eacute na realidade muito pequena para acender uma lacircmpada comum mesmo as menores Mas eacute possiacutevel acender uma pequena lampadinha se vocecirc quiser substituindo o limatildeo por uma soluccedilatildeo de aacutegua + sal Assim como na soluccedilatildeo salina existem no limatildeo batata e laranja alguns sais que se dissociam em iacuteons positivos e negativos e cada um destes tipos de iacuteons migram para os terminais metaacutelicos O certo eacute dizer que houve uma conduccedilatildeo iocircnica no interior do limatildeo da laranja e da batata Jaacute nos terminais satildeo os eleacutetrons dos metais que migram alcanccedilando o reloacutegio e fazendo-o funcionar com a corrente de eleacutetrons Esta eacute a diferenccedila
Uma lampadinha (ou mesmo um LED - uma lacircmpada especial destas coloridas que existem nos aparelhos de TV e de som esteacutereo geralmente nas cores vermelha e verde) satildeo materiais muito baratos e facilmente encontraacuteveis nas lojas de produtos eleacutetricos Para se acender uma destas lampadinhas eacute necessaacuterio 15 volt e alguns miliamperes o que eacute difiacutecil de se conseguir com apenas 1 limatildeo laranja ou batatinha
A voltagem tambeacutem varia de limatildeo para limatildeo laranja para laranja e batata para batata dependendo de vaacuterios fatores incluindo a acidezbasicidade teor de sais aacutegua Por exemplo um limatildeo pode acender um pequeno circuito eleacutetrico por pouco tempo e soacute Procure testaacute-lo com um voltiacutemetro (um medidor de tensatildeo eleacutetrica) Se for muito difiacutecil mesmo trabalhar com apenas um tente experimentar uma ligaccedilatildeo em seacuterie lacircmpada-cobre-limatildeo-zinco-fio-cobre-limatildeo-zinco-lacircmpada O resultado eacute mais visiacutevel
cienciaemcasacienciavivaptpilha_limaohtml
3ordf sugestatildeo de experimento
Pilha de Batata
Objetivo
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Estudar o funcionamento das ceacutelulas voltaacuteicas e associaccedilotildees em seacuterie Uma batata cortada pela metade duas plaquinhas de cobre e duas plaquinhas de zinco permitem a confecccedilatildeo de uma batateria capaz de acionar um reloacutegio digital por pelo menos dois meses Com certos cuidados os quais comentaremos esse tempo de uso pode ser estendido para cerca de quatro meses
Apresentaccedilatildeo
Os modernos reloacutegios digitais a cristal de quartzo requerem uma baixiacutessima intensidade de corrente eleacutetrica para seu funcionamento Se vocecirc tiver um bom microamperocircmetro poderaacute constatar que ela seraacute algo como 15 x 10-6 A sob tensatildeo eleacutetrica (ddp) de 135 V Eacute devido a isso que tais reloacutegios podem funcionar com as minuacutesculas baterias bototildees que geram uma fem entre 12 a 14 volts notadamente as baterias com ceacutelulas de mercuacuterio Os experimentos a seguir aproveitam-se dessa propriedade inerente aos circuitos eletrocircnicos --- funcionarem com baixiacutessimas intensidades de corrente eleacutetrica
O que faremos essencialmente seraacute construir baterias a partir de duas ceacutelulas voltaacuteicas que produziratildeo cada uma 06 a 07 V Dois eletrodos distintos (plaquinhas de cobre e zinco) seratildeo introduzidos em meias-batata (ou quiabo ou limatildeo ou abacaxi etc) e associados em seacuterie de modo a constituiacuterem uma bateria [associaccedilatildeo de duas pilhas primaacuterias (ceacutelulas voltaicas)]
Fazendo uma pilha primaacuteria
Corte uma batata pela metade Corte duas chapinhas uma de cobre outra de zinco com cerca de (2 x 4) cm Qualquer espessura das chapinhas entre 1 e 2 mm serviraacute essas chapinhas seratildeo os eletrodos da pilha primaacuteria Solde em cada uma dessas plaquinhas um fio de cobre flexiacutevel (cabinho 22) com cerca de 20 cm de comprimento (descasque as extremidades e estanhe-as --- passe solda) Espete as plaquinhas na meia-batata (bem perpendicular agrave superfiacutecie cortada) deixando para fora apenas cerca de 1 cm e separada por cerca de 08 cm Natildeo deixe as plaquinhas se encontrarem dentro da meia-batata Veja a ilustraccedilatildeo
Fazendo a batateria
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Essa pilha de meia-batata apresentaraacute forccedila eletromotriz (fem) de cerca de 07 V o que pode ser constatado mediante um bom voltocircmetro (resistecircncia interna grande) conectado aos dois fios indicados acima Como iremos necessitar de cerca de 14 V para acionar o reloacutegio digital deveremos construir uma bateria a partir de duas dessas pilhas primaacuterias e associando-as em seacuterie como se ilustra
Preparando o reloacutegio
Qualquer reloacutegio digital que utilize uma bateria botatildeo poderaacute ser usado O que utilizei eacute um CITIZEN - CRYSTON LC A primeira coisa a fazer eacute remover a tampinha em forma de disco do alojamento da bateria botatildeo Retire a bateria pifada Olhe bem para essa bateria e repare que o corpo dela corresponde ao poacutelo positivo enquanto que o botatildeo superior corresponde ao poacutelo negativo Veja dentro do local de alojamento dessa bateria as duas lacircminas de contato uma que encosta no poacutelo positivo da bateria e outra que encosta no poacutelo negativo Solde nessa pequenas lacircminas dois pedaccedilos de cabinho 22 um vermelho ligado na lacircmina positiva e um preto ligado na lacircmina negativa
O fio que vem da plaquinha de cobre da batateria deve ser ligado ao fio vermelho do reloacutegio e o fio que vem da plaquinha de zinco da batateria deve ser ligado ao fio preto do reloacutegio
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Pronto O reloacutegio jaacute deve estar funcionando Eis as ilustraccedilotildees de minha montagem
Agrave esquerda a proteccedilatildeo de madeira para a montagem numa divisatildeo foi feito o orifiacutecio para inserir o reloacutegio na outra foi colocado um pires quadrado para conter as meias-batatas Agrave direita um destaque da montagem Abaixo detalhes da parte posterior da montagem
Anaacutelise do circuito
A tensatildeo eleacutetrica uacutetil (U) entre os terminais de cada pilha primaacuteria pode ser expressa em termos de sua fem (E) de sua resistecircncia interna (r) e da corrente de intensidade i que por ela circula assim U = E - ri mostrando claramente que a tensatildeo uacutetil depende da intensidade da corrente eleacutetrica solicitada (i)
Em circuito aberto um bom voltocircmetro (Rvint--gt conectado aos eletrodos fornece Uaberto= E pois iaberto = 0 Um bom amperocircmetro (Raint--gt0) conectado diretamente entre os eletrodos (curto-circuitando a pilha) fornece Icc = Er uma vez que Ucc = 0 Da leitura da fem E (via voltocircmetro) e da corrente de curto circuito icc
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(via amperocircmetro) obtemos r = Eicc Para nossa montagem esse valor resultou ao redor dos 3 000 ohms e E = 07 V
Para as duas pilhas em seacuterie formando nossa batateria teremos Ebat = 14 V
e rbat = 6 000
Sob ddp uacutetil de 12 V teremos i = (Ebat- U)r = (14 - 12)6000 = 3 x 10-5 A que satildeo suficientes para o funcionamento do reloacutegio digital
Como dissemos como eletroacutelito podemos usar limatildeo abacaxi pepino uvas cebolas etc e como eletrodos podemos usar os pares cobrezinco magneacutesioferro alumiacuteniocobre prego zincadocobre etc Para cada par deve-se testar antes de ligar no reloacutegio qual a polaridade obtida (sob risco que queimar o cristal de quartzo) para a bateria Por exemplo se for usado eletrodos de magneacutesio e de ferro o magneacutesio seraacute o terminal negativo e o ferro o terminal positivo Calculadoras e jogos eletrocircnicos tambeacutem funcionam com tais baterias culinaacuterias Eis abaixo uma tomateria uma bateria de tomates
Mais teoria As reaccedilotildees nas ceacutelulas voltaacuteicas satildeo
catodo Zn lt==gt Zn2 + 2e anodo 2H+ + 2e lt==gt H2
A FEM da reaccedilatildeo vem expressa por E(ZnZn22H+H2) = Eo +
(RTnF)ln([Zn2+][H+]2) O eletrodo de cobre opera apenas como coletor de eleacutetrons podendo ser substituiacutedo por platina ou outro metal inerte
httpwwwfeiradecienciascombrsala1212_21asp
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Aulas 2 e 3 Reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo e o uso da tabela de potenciais de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo
Com a utilizaccedilatildeo dos dados recolhidos pelos alunos sobre o experimento anterior pode-se introduzir o conteuacutedo sobre reaccedilotildees de oxirreduccedilatildeo e o uso da tabela de potenciais de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo
Para facilitar a inicializaccedilatildeo do conteuacutedo pode-se retomar algumas questotildees dos experimentos anteriores
1 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 2 Como a energia eleacutetrica foi obtida 3 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 4 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 5 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 6 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 7 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 8 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha Conteuacutedo sugerido para trabalhar o conceito de reaccedilatildeo de oxidorreduccedilatildeo
A eletroquiacutemica eacute o estudo sobre a transferecircncia de eleacutetrons entre diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-versa Pilhas e baterias satildeo reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo capazes de gerar corrente eleacutetrica Eletroacutelise satildeo reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo produzidas pela passagem da corrente eleacutetrica Numa eletrolise existe os seguintes termos CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e mergulhados num eletroacutelito ELETRODOS Satildeo as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica ELETROacuteLITOS Satildeo as soluccedilotildees que conduzem a corrente eleacutetrica AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula entra na soluccedilatildeo CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula deixa a soluccedilatildeo IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na soluccedilatildeo Resumo
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons aumenta o numero de oxidaccedilatildeo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons diminui o numero de oxidaccedilatildeo
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Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz o numero de oxidaccedilatildeo diminui
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida o numero de oxidaccedilatildeo aumenta
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em energia eleacutetrica
BIBLIOGRAFIA sobre o conceito de oxidorreduccedilatildeo Programa de ensino para jovens e adultosescola da juventude Ciecircncias da NaturezaMatemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemicaeditora iacutecone ltdaSatildeo Paulo
Figura retirada WWWgooglecombr
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
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A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu
++ Isso provocaraacute
diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo
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que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
AULA 4 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o experimento da pilha de Daniel
Confecccedilatildeo de relatoacuterio pode-se trabalhar produccedilatildeo de textos do gecircnero artigo de opiniatildeo (conclusatildeo) e resumos ( introduccedilatildeo) Com o relatoacuterio em matildeos o
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professor poderaacute avaliar se houve aprendizagem real ou natildeo Espera-se que os alunos possam descrever em seu relatoacuterio os seguintes toacutepicos
Na pilha de Daniel o eletrodo de cobre metaacutelico que recebe eleacutetrons eacute chamado de caacutetodo ou terminal positivo e a lacircmina de zinco que cede eleacutetrons eacute o acircnodo ou terminal negativo O conjunto montado no experimento eacute uma pilha de Daniell com ponte salina A placa de zinco fornece eleacutetrons oxidando-se atraveacutes do fio para a placa de cobre que reduziraacute iacuteons de cobre na soluccedilatildeo Os eleacutetrons passando atraveacutes do fio iratildeo alimentar o cartatildeo musical Invertendo-se os fios de ligaccedilatildeo da pilha o terminal negativo do cartatildeo musical estaraacute ligado ao caacutetodo da pilha e o terminal positivo ao acircnodo Esta inversatildeo do sentido da corrente natildeo permite que o cartatildeo musical funcione
Sugestatildeo de modelo de relatoacuterio
RELATOacuteRIO
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em sete itens principais
Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram utilizados no experimento
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32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o experimento
5 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2 ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
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baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Conteuacutedo e temas impactos ambientais relacionado ao uso de pilhas e baterias
Competecircncias e habilidades identificar os impactos ambientais causados pelo descarte inadequado de pilhas e baterias avaliar como a composiccedilatildeo das pilhas pode causar possiacuteveis impactos relacionar os impactos causados pelas induacutestrias nos processos de eletroacutelise refletir sobre a importacircncia da adoccedilatildeo de posturas conscientes com relaccedilatildeo ao consumo e descarte de pilhas e baterias
Estrateacutegias elaboraccedilatildeo de mural produccedilatildeo de folder
Recursos biombos para anexar material produzido cartolinas fitas adesivas
Avaliaccedilatildeo participaccedilatildeo e envolvimento
Nuacutemero de aulas 3
AULA 1 Elaboraccedilatildeo de mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias os alunos finalizaratildeo a segunda etapa desta unidade didaacutetica construindo seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo Nesse momento comeccedila-se a desenvolver a terceira etapa dessa unidade ( que eacute uma das mais importantes)pois os alunos iratildeo aplicar o que aprenderam preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo em um local estrateacutegico da escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas sobre o assunto estudado O nosso estudante nesta etapa final da unidade temaacutetica poderaacute desenvolver accedilotildees sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente e tambeacutem composiccedilatildeo de muacutesicas sobre os assuntos abordados
AULA 2 A escola como ponto de coleta de pilhas e baterias
Os alunos apoacutes terem finalizado o trabalho da aula anterior poderatildeo distribuir agrave comunidade o material confeccionado sensibilizando-a buscando parcerias para que a escola seja um ponto de coleta desses materiais pois somente com accedilotildees dessa natureza podemos acreditar que possam desenvolver a accedilatildeo social e ambiental desejada
AULA 3 Retomada das questotildees diagnoacutesticas poacutes desenvolvimento da unidade didaacutetica
Eacute importante retomar as questotildees aplicadas no iniacutecio dessa unidade pois somente assim teremos a certeza do quanto os alunos assimilaram de conhecimento cientiacutefico Muito importante nesse momento tambeacutem eacute poder avaliaacute-los como indiviacuteduos atuantes na sociedade
AULA 4 Avaliaccedilatildeo final
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Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos (sugere-se que contenha mapa conceitual dos conteuacutedos apreendidos) e devolutiva das questotildees comentadas
Consideraccedilotildees finais
A eletroquiacutemica trabalhada da forma que estaacute sendo apresentada nessa unidade didaacutetica leva o aluno a adquirir conhecimentos de maneira significativa O ensino atraveacutes da experimentaccedilatildeo o faraacute tirar suas proacuteprias conclusotildees e ter um aprendizado real produzindo nele mudanccedila de postura diante dos fatos observados refletindo e opinando criticamente frente a informaccedilotildees que poderaacute encontrar doravante sobre o assunto
A participaccedilatildeo e a integraccedilatildeo do aluno nas aulas tecircm que ser consideradas ponto de partida para que o mesmo possa compreender que as transformaccedilotildees quiacutemicas fazem parte do seu cotidiano Toda tecnologia existente eacute produto dessas transformaccedilotildees
Finalizando o estudo dessa unidade espera-se que o aluno natildeo soacute compreenda a importacircncia das transformaccedilotildees quiacutemicas mas que esteja envolvido a ponto de adotar uma postura responsaacutevel em relaccedilatildeo aos impactos ambientais causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e baterias e dentro dessa nova postura possa tomar decisotildees e atuar de forma eacutetica no meio em que vive
REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
41
9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
14- Programa de ensino para jovens e adultos escola da juventude Ciecircncias da Natureza Matemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemica Editora Iacutecone Ltda Satildeo Paulo
42
Imagem maisumtekofileswordpresscom
2009
Katia Regina Varela Roa-DE SUZANO
Gilson Silva ndashDE CAEIRAS
Leonardo Bassi Ubeda das Neves-DE SUZANO
Massuko Sawayama Warigoda-DE MOGI DAS
CRUZES
GEPEQ- USP CURSO DE FORMACcedilAtildeO
CONTINUADA DE PROFESSORES 2008 2009
28082009
PILHAS E BATERIAS USOS E DESCARTES X IMPACTOS AMBIENTAIS Caderno do aluno
43
Situaccedilatildeo de aprendizagem 1- As pilhas e baterias que fazem parte do nosso lixo eletrocircnico podem ser prejudiciais ao ser humano
Por meio desta primeira situaccedilatildeo de aprendizagem vocecirc poderaacute reconhecer
que quando descartadas incorretamente pilhas e baterias podem prejudicar o meio
ambiente apesar de indispensaacutevel para o homem E tambeacutem pode comeccedilar a
refletir o porquecirc dessa questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil toneladas de lixo eletrocircnico
por hora dentro deste destacam-se pilhas e baterias Este lixo eacute jogado na
natureza provocando vaacuterios problemas ambientais Quais os problemas
ambientais que as pilhas e baterias provocam na natureza e como podemos
evitaacute-losrdquo
Atividade 1Refletindo sobre pilhas e baterias x impactos ambientais
1 O que vocecirc entende por pilhas E baterias
2 Elas satildeo imprescindiacuteveis na atualidade Onde
3 Existe alguma relaccedilatildeo entre pilha eletricidade e transformaccedilotildees quiacutemicas
4 Que tipo de material(is) vocecirc acha que eacute(satildeo) necessaacuterio(os) para se construir
uma pilha
5 Cite alguns problemas ambientais relacionados ao uso e descarte de pilhas e
baterias Qual deve ser sua postura em relaccedilatildeo a esses problemas
Atividade 2 Pilhas e Baterias x impactos ambientais
Leitura e Anaacutelise de textos
TEXTO 1 Descarte de pilhas e baterias eacute problema seacuterio para meio ambiente
O Brasil eacute o uacutenico paiacutes da Ameacuterica do Sul que regulamenta a fabricaccedilatildeo venda e destinaccedilatildeo final de pilhas e baterias Com a entrada da Resoluccedilatildeo 257 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama) que dispotildee sobre estes resiacuteduos em vigor desde junho de 2001 o Ibama passou a fiscalizar esses limites Ou pelo menos era o que deveria acontecer Em Cuiabaacute por exemplo o gerente do oacutergatildeo Hugo Scheuer declarou natildeo estar a par do assunto mas garantiu ser este seu proacuteximo objetivo por considerar o descarte destes resiacuteduos um problema de grande amplitude Mas enquanto isso o que fazer com pilhas e baterias principalmente as de celulares quando acabam Esta duacutevida eacute frequumlente em toda a populaccedilatildeo
Considerados toacutexicos o lanccedilamento desses resiacuteduos em lixotildees nas margens das estradas ou em terrenos baldios compromete a qualidade ambiental e de vida da populaccedilatildeo Os resiacuteduos pesados quando aterrados migram para partes mais profundas do solo Com isso podem atingir o lenccedilol freaacutetico contaminando a flora e a fauna das regiotildees proacuteximas e ainda causar doenccedilas que variam de lesotildees cerebrais a disfunccedilotildees renais e pulmonares passando por distuacuterbios visuais e
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anemia Segundo a Resoluccedilatildeo 257 os fabricantes e importadores satildeo os responsaacuteveis pelo recolhimento do material e sua destinaccedilatildeo final o que deve ser fiscalizado pelos oacutergatildeos puacuteblicos ambientais Mas em Cuiabaacute apesar do site do Ministeacuterio do Meio Ambiente indicar o endereccedilo de 28 postos nenhum deles efetua o recolhimento apenas duas empresas de celulares recolhem as baterias em seus postos de venda (Vivo e Americel) e a fiscalizaccedilatildeo do Ibama eacute inexistente A Resoluccedilatildeo estabelece que as pilhas e baterias apoacutes o seu esgotamento energeacutetico devem ser entregues pelos usuaacuterios aos estabelecimentos que as comercializam ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelas respectivas induacutestrias Estas por sua vez devem repassaacute-las aos fabricantes e importadores para que passem por procedimentos de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final ambientalmente adequada No artigo 13deg estaacute previsto que as pilhas e baterias que atenderem aos limites previstos no artigo 6deg podem ser dispostas juntamente com os resiacuteduos domiciliares em aterros sanitaacuterios licenciados Mas por falta de aterros licenciados a maior parte das baterias e pilhas usadas continuam tendo os lixotildees irregulares como destino significando um risco para o meio ambiente e para as pessoas Apenas 30 destes resiacuteduos satildeo reciclados No Brasil uma empresa chamada Suzaquim anuncia que deteacutem um processo de reciclagem de baterias
Dependendo do material de que satildeo constituiacutedas pilhas e baterias podem ser jogadas em lixo domeacutestico As pilhas secas composta por zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs as mais consumidas para uso domeacutestico tecircm em sua maioria operado nos limites estabelecidos pelo artigo 6deg da Resoluccedilatildeo 257 As baterias de telefone sem fio de filmadoras de celular ou outros tipos normalmente recarregaacuteveis devem ser devolvidas agraves lojas Os fabricantes estatildeo obrigados a informar nas embalagens a necessidade ou natildeo de devoluccedilatildeo
O Brasil produz cerca de 800 milhotildees de pilhas comuns por ano o que representa seis unidades por habitante Deve-se lembrar que uma uacutenica pilha contamina o solo durante 50 anos Circulam anualmente 10 milhotildees de baterias de celular 12 milhotildees de baterias automotivas e 200 mil baterias industriais Do total de pilhas e baterias consumidas no paiacutes quase 70 satildeo constituiacutedas principalmente por zinco e caacutedmio aproximadamente 30 por amocircnia e manganecircs Ao se desfazer de pilhas e baterias usadas em local inadequado pode-se contaminar o solo a aacutegua e o ar Atraveacutes da cadeia alimentar esse produto chega aos seres humanos causando doenccedilas que afetam o sistema nervoso central Todos satildeo considerados bioacumulativos - acumula-se no organismo ao longo do tempo
RECICLAVEISCOMBR
Texto 2 Metais pesados contaminam meio ambiente e oferecem riscos agrave
sauacutede puacuteblica
Estima-se que cada bateria ou pilha depositada de forma inadequada no meio
ambiente contamine uma aacuterea de um metro quadrado Entretanto o dano ambiental
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pode ser maior se a quantidade desses equipamentos jogados em lixotildees for muito
alta
A dissoluccedilatildeo de metais pesados depositados em aterros
sanitaacuterios improacuteprios pode contaminar lenccediloacuteis freaacuteticos e o
ambiente local Em aterros a dissoluccedilatildeo dos metais eacute mais faacutecil
devido agrave acidez da aacuterea Isso facilita a acumulaccedilatildeo de metais
pesados na cadeia alimentar atraveacutes da contaminaccedilatildeo de
animais e vegetais que podem causar a intoxicaccedilatildeo de seres humanos que venham
a consumir esses alimentos afetados Metais pesados como chumbo caacutedmio
mercuacuterio e seus compostos podem provocar graves doenccedilas neuroloacutegicas aleacutem de
afetar a condiccedilatildeo motora
Pilhas e baterias comuns (pequenas usadas em raacutedios por exemplo) podem
ser descartadas no lixo domeacutestico de acordo com a determinaccedilatildeo do Conama No
entanto a professora Andreacutea Bernardes do Departamento de Engenharia de
Materiais da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) avalia que esses
produtos que acabam sendo depositados em aterros sanitaacuterios soacute poderiam ser
descartados nestes locais se houvesse o tratamento adequado do chorume
(substacircncia liacutequida encontrada em lixotildees) O chorume contaminado com metais
pesados contaminaraacute tambeacutem a terra e os lenccediloacuteis freaacuteticos
Marcelo Furtado coordenador da aacuterea de substacircncias toacutexicas do
Greenpeace vecirc com bons olhos a determinaccedilatildeo do Conama A iniciativa serve
como incentivo para que as empresas passem a reduzir o uso de substacircncias
toacutexicas para evitar todo o processo de recolhimento de baterias e pilhas usadas
diz Ele lembra que a tendecircncia eacute que substacircncias reciclaacuteveis sejam usadas cada
vez mais para que a reutilizaccedilatildeo dos produtos seja constante
Danilo FantinelRedaccedilatildeo Terra
Questotildees para anaacutelise do texto
6 Cite algumas das questotildees ambientais relacionadas ao uso de pilhas e baterias Qual deve ser a postura da populaccedilatildeo em relaccedilatildeo a essas questotildees 7 Com base na legislaccedilatildeo apresentada explique como deve ser feito o descarte de pilhas e baterias Quais impecilhos poderatildeo dificultar o cumprimento da lei 8 Qual o destino que deve ser dado agraves pilhas que seratildeo descartadas Existem formas de reciclagem Quais 9 Considerando os impactos ambientais que podem ocorrer do descarte inadequado das pilhas e baterias qual a sua opiniatildeo sobre o uso delas Existe uma ideal Explique 10 Vocecirc acha que hoje eacute possiacutevel sobrevivermos sem o uso de pilhas e baterias
46
Atividade 3 Trechos do filme WALL-E
Converse com o seu professor sobre o filme a ser assistido na escola caso natildeo seja possiacutevel assista o filme em casa para auxiliaacute-lo nessa atividade
Questotildees para sala de aula reflexatildeo dos assuntos abordados no filme
5 Sente-se um escravo da tecnologia atual ( especificamente aqueles que em curto espaccedilo de tempo geram lixo eletrocircnico tais como celular Ipod Iphone etc) 6 Ficou sensibilizado sobre a quantidade de lixo eletrocircnico que o homem produz 7 Haacute uma remota possibilidade de o Planeta ser recuperado 8 Qual a sua opiniatildeo sobre a mensagem que o filme Wall-E passa 9 Viacutedeo WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97
minutos) som e cor
Situaccedilatildeo de aprendizagem 2 - Que tipos de materiais existem em uma pilha que
a classifique como poluidora do meio ambiente
Apoacutes a visatildeo do que vocecirc teve do filme e discussatildeo de trechos que falam sobre
impactos ambientais provocados pelo mau descarte de pilhas e baterias vocecirc
imagina quais seriam os agentes contaminantes
Atividade 1 Experimento demonstrativo ndash Desmontagem de uma pilha
No inicio da aula entregue para o seu professor um desenho que demonstre os
componentes que estruturam uma pilha
Apoacutes o teacutermino da desmontagem faccedila um novo desenho colocando aquilo que vocecirc
observou Compare o primeiro com o segundo desenho e em poucas linhas
descreva o que mais lhe chamou a atenccedilatildeo
Atividade 2 Buscando orientaccedilotildees com o professor para trabalho de
pesquisa
Leve para sala de aula revistas jornaislivros e mateacuterias de internet trazendo
informaccedilotildees sobre pilha ecologicamente correta
Atividade 3 Reciclagem de pilhas
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Apoacutes a viacutedeoaula sobre a reciclagem de pilhas elabore um artigo de opiniatildeo sobre
a importacircncia da reciclagem de pilhas em favor do meio ambiente e a necessidade
de maiores investimentos nessa aacuterea Ao final entregue a seu professor
Atividade 4 Pesquisa em grupo Pilha ideal
A partir de uma preacutevia busca em revistas jornais livros e internet procure obter
informaccedilotildees sobre uma pilha ideal
Atividade 5 Escolha da Pilha ideal
Apresente o material para o professor e os seus colegas para que seja feita a
escolha da melhor ideia
Questotildees para anaacutelise das ideacuteias sobre pilha ideal
5 Eacute possiacutevel produzir energia eleacutetrica atraveacutes de uma transformaccedilatildeo quiacutemica
6 Explique o surgimento da energia eleacutetrica nas transformaccedilotildees quiacutemicas
7 Podemos montar uma pilha ecologicamente correta
8 O funcionamento de uma pilha soacute acontece atraveacutes de transformaccedilatildeo quiacutemica Explique
Situaccedilatildeo de aprendizagem 3- O lado cientiacutefico da Pilha
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem permitiraacute a vocecirc compreender melhor o
funcionamento de uma pilha( conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
) e a produccedilatildeo de novos materiais atraveacutes da eletrolise (conversatildeo natildeo espontacircnea
energia eleacutetrica em quiacutemica) com experimentos Para essa situaccedilatildeo eacute importante
que vocecirc observe e anote em seu caderno tudo que se alterou
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Atividade 1 O experimento da pilha do Daniel
Questotildees que podem auxiliaacute-lo durante a execuccedilatildeo do experimento
6 As placas mudaram de cor apoacutes serem mergulhadas na soluccedilatildeo Explique
7 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
8 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
9 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
7 Limpar as placas com palha de accedilo
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8 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 9 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 10 Interligar os dois potes com a ponte salina 11 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 12 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e
transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo
PauloEdusp 1998
Atividade 2 Anaacutelise sobre experimento
Questotildees sobre o experimento
9 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 10 Como a energia eleacutetrica foi obtida 11 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 12 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 13 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 14 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 15 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 16 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha
UM POUCO DE ELETROQUIMICA
50
A eletroquiacutemica estuda o aproveitamento da transferecircncia de eleacutetrons entre
diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-
versa
Pilhas conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
Eletroacutelise conversatildeo natildeo espontacircnea de energia eleacutetrica em quiacutemica
A seguir estatildeo descritos alguns termos que apareceratildeo no estudo da eletroquiacutemica
ELETRODOS Satildeo assim chamadas as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com
a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica
AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
ENTRA na soluccedilatildeo
CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
DEIXA a soluccedilatildeo
d) ELETROacuteLITOS Satildeo assim chamadas todas as soluccedilotildees que CONDUZEM a
corrente eleacutetrica
e) IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na
soluccedilatildeo
AcircNODO Eletrodo do qual saem os eleacutetrons para o circuito externo da ceacutelula
CAacuteTODO Eletrodo no qual entram os eleacutetrons atraveacutes do circuito externo da ceacutelula
f) CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que
conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e
mergulhados num eletroacutelito
Resumindo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons ( diminuiccedilatildeo de Nox)
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons ( aumento de Nox)
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida (Nox aumenta)
Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz (Nox diminui)
O redutor reduz o oxidante
O oxidante oxida o redutor
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em
energia eleacutetrica
51
Cada substacircncia possui uma maior ou menor tendecircncia de perder eleacutetrons
tendecircncia esta chamada de Potencial de Oxidaccedilatildeo Deste modo uma substacircncia X
que tenha um potencial de oxidaccedilatildeo maior que uma substacircncia Y iraacute perder seus
eleacutetrons gradativamente para esta substacircncia se as duas estiverem juntas
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do
52
eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu++ Isso provocaraacute diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
53
Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
Atividade 3 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o
experimento da pilha de Daniel
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas
dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os
relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em
eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e
conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em
sete itens principais
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Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve
comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos
resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo
do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos
objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser
esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram
utilizados no experimento
32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute
apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela
caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o
experimento
10 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a
profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno
Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos
pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
55
Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento
e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na
redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os
objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem
de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed
Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo
de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO
BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro
ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2
ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte
das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos
ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos
Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o
aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Atividade 1 Montagem de um Mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias vocecirc poderaacute construir
o seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo em que vocecirc iraacute aplicar o que
56
aprendeu preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo na entrada da
escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas
sobre o assunto estudado Orientado pelo seu professor vocecirc desenvolveraacute accedilotildees
sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre
o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente Poderaacute tambeacutem
compor muacutesicas sobre os assuntos abordados
Atividade 2 Montagem de um Portifolio
Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-
avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos
ao longo do bimestre de modo que venha justificar a questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil
toneladas de lixo eletrocircnico por hora dentro deste destacam-se pilhas e
baterias Este lixo eacute jogado na natureza provocando vaacuterios problemas
ambientais Quais os problemas ambientais que as pilhas e baterias provocam
na natureza e como podemos evitaacute-losrdquo citada no inicio do bimestre
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REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
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TEXTO 1 Descarte de pilhas e baterias eacute problema seacuterio para meio ambiente
O Brasil eacute o uacutenico paiacutes da Ameacuterica do Sul que regulamenta a fabricaccedilatildeo venda e destinaccedilatildeo final de pilhas e baterias Com a entrada da Resoluccedilatildeo 257 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama) que dispotildee sobre estes resiacuteduos em vigor desde junho de 2001 o Ibama passou a fiscalizar esses limites Ou pelo menos era o que deveria acontecer Em Cuiabaacute por exemplo o gerente do oacutergatildeo Hugo Scheuer declarou natildeo estar a par do assunto mas garantiu ser este seu proacuteximo objetivo por considerar o descarte destes resiacuteduos um problema de grande amplitude Mas enquanto isso o que fazer com pilhas e baterias principalmente as de celulares quando acabam Esta duacutevida eacute frequumlente em toda a populaccedilatildeo
Considerados toacutexicos o lanccedilamento desses resiacuteduos em lixotildees nas margens das estradas ou em terrenos baldios compromete a qualidade ambiental e de vida da populaccedilatildeo Os resiacuteduos pesados quando aterrados migram para partes mais profundas do solo Com isso podem atingir o lenccedilol freaacutetico contaminando a flora e a fauna das regiotildees proacuteximas e ainda causar doenccedilas que variam de lesotildees cerebrais a disfunccedilotildees renais e pulmonares passando por distuacuterbios visuais e anemia Segundo a Resoluccedilatildeo 257 os fabricantes e importadores satildeo os responsaacuteveis pelo recolhimento do material e sua destinaccedilatildeo final o que deve ser fiscalizado pelos oacutergatildeos puacuteblicos ambientais Mas em Cuiabaacute apesar do site do Ministeacuterio do Meio Ambiente indicar o endereccedilo de 28 postos nenhum deles efetua o recolhimento apenas duas empresas de celulares recolhem as baterias em seus postos de venda (Vivo e Americel) e a fiscalizaccedilatildeo do Ibama eacute inexistente A Resoluccedilatildeo estabelece que as pilhas e baterias apoacutes o seu esgotamento energeacutetico devem ser entregues pelos usuaacuterios aos estabelecimentos que as comercializam ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelas respectivas induacutestrias Estas por sua vez devem repassaacute-las aos fabricantes e importadores para que passem por procedimentos de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final ambientalmente adequada No artigo 13deg estaacute previsto que as pilhas e baterias que atenderem aos limites previstos no artigo 6deg podem ser dispostas juntamente com os resiacuteduos domiciliares em aterros sanitaacuterios licenciados Mas por falta de aterros licenciados a maior parte das baterias e pilhas usadas continuam tendo os lixotildees irregulares como destino significando um risco para o meio ambiente e para as pessoas Apenas 30 destes resiacuteduos satildeo reciclados No Brasil uma empresa chamada Suzaquim anuncia que deteacutem um processo de reciclagem de baterias
Dependendo do material de que satildeo constituiacutedas pilhas e baterias podem ser jogadas em lixo domeacutestico As pilhas secas composta por zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs as mais consumidas para uso domeacutestico tecircm em sua maioria operado nos limites estabelecidos pelo artigo 6deg da Resoluccedilatildeo 257 As baterias de telefone sem fio de filmadoras de celular ou outros tipos normalmente recarregaacuteveis devem ser devolvidas agraves lojas Os fabricantes estatildeo obrigados a informar nas embalagens a necessidade ou natildeo de devoluccedilatildeo
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O Brasil produz cerca de 800 milhotildees de pilhas comuns por ano o que representa seis unidades por habitante Deve-se lembrar que uma uacutenica pilha contamina o solo durante 50 anos Circulam anualmente 10 milhotildees de baterias de celular 12 milhotildees de baterias automotivas e 200 mil baterias industriais Do total de pilhas e baterias consumidas no paiacutes quase 70 satildeo constituiacutedas principalmente por zinco e caacutedmio aproximadamente 30 por amocircnia e manganecircs Ao se desfazer de pilhas e baterias usadas em local inadequado pode-se contaminar o solo a aacutegua e o ar Atraveacutes da cadeia alimentar esse produto chega aos seres humanos causando doenccedilas que afetam o sistema nervoso central Todos satildeo considerados bioacumulativos - acumula-se no organismo ao longo do tempo
RECICLAVEISCOMBR
TEXTO 2Pilhas e baterias usadas devem ser devolvidas a fabricantes
Embora seja de junho de 1999 a determinaccedilatildeo do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama) que prevecirc a devoluccedilatildeo de pilhas e baterias que contenham metais pesados aos fabricantes depois do fim de sua vida uacutetil ainda hoje essa medida natildeo eacute adotada com abrangecircncia Conforme a determinaccedilatildeo do Conama as empresas tecircm de reciclar ou dar uma destinaccedilatildeo final adequada (armazenar em local apropriado ou incinerar por exemplo) a esses materiais para evitar o risco de contaminaccedilatildeo ambiental e possiacuteveis danos agrave sauacutede puacuteblica
A medida atinge principalmente o setor industrial mas tambeacutem vale para os cidadatildeos comuns consumidores de pilhas e baterias geralmente usadas em automoacuteveis filmadoras telefones celular e barbeadores (veja na tabela abaixo os tipos de pilhas e baterias suas composiccedilotildees e finalidades)
Conforme a Resoluccedilatildeo 25799 do Conama as empresas que desobedecerem agrave norma de recolhimento dos produtos poderatildeo ser enquadradas na Lei de Crimes Ambientais Jaacute os consumidores tecircm papel fundamental no processo de recolhimento de baterias principalmente as usadas em celulares conforme Cleusa de Morais Gomes assessora teacutecnica da Secretaria de Qualidade Ambiental nos Assentamentos Humanos (SQA)
Cleusa lembra que ao inveacutes de ser jogado no lixo o material deve ser devolvido agrave rede autorizada dos fabricantes que satildeo obrigados a instalar um posto de recolhimento junto aos pontos de vendas de celulares ou nos serviccedilos teacutecnicos de conserto A cooperaccedilatildeo dos consumidores eacute essencial para que os fabricantes possam recolher as baterias usadas
Devem ser devolvidas ao fabricante ou importador
Tipo Bateria de Chumbo Aacutecido Aplicaccedilatildeo Induacutestrias automoacuteveis filmadoras
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Tipo Pilhas e baterias de niacutequel caacutedmio Aplicaccedilatildeo Telefone celular telefone sem fio barbeador e outros aparelhos que usam pilhas e baterias recarregaacuteveis
Tipo Pilhas e baterias de oacutexido de mercuacuterio Aplicaccedilatildeo Instrumentos de navegaccedilatildeo e aparelhos de instrumentaccedilatildeo e controle
Podem ser descartadas no lixo comum
Tipo Comuns e alcalinas com ZincoManganecircs e AlcalinaManganecircs Aplicaccedilatildeo Brinquedos lanterna raacutedio controle remoto raacutedio-reloacutegio equipamento fotograacutefico pager walkman
Jornal On line terra
Metais pesados contaminam meio ambiente e oferecem riscos agrave saude puacuteblica
Estima-se que cada bateria ou pilha depositada de forma inadequada no meio ambiente contamine uma aacuterea de um metro quadrado Entretanto o dano ambiental pode ser maior se a quantidade desses equipamentos jogados em lixotildees for muito alta
A dissoluccedilatildeo de metais pesados depositados em aterros sanitaacuterios improacuteprios pode contaminar lenccediloacuteis freaacuteticos e o ambiente local Em aterros a dissoluccedilatildeo dos metais eacute mais faacutecil devido agrave acidez da aacuterea Isso facilita a acumulaccedilatildeo de metais pesados na cadeia alimentar atraveacutes da contaminaccedilatildeo de animais e vegetais que podem causar a intoxicaccedilatildeo de seres humanos que venham a consumir esses alimentos afetados Metais pesados como chumbo caacutedmio mercuacuterio e seus compostos podem provocar graves doenccedilas neuroloacutegicas aleacutem de afetar a condiccedilatildeo motora
Pilhas e baterias comuns (pequenas usadas em raacutedios por exemplo) podem ser descartadas no lixo domeacutestico de acordo com a determinaccedilatildeo do Conama No entanto a professora Andreacutea Bernardes do Departamento de Engenharia de Materiais da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) avalia que esses produtos que acabam sendo depositados em aterros sanitaacuterios soacute poderiam ser descartados nestes locais se houvesse o tratamento adequado do chorume (substacircncia liacutequida encontrada em lixotildees) O chorume contaminado com metais pesados contaminaraacute tambeacutem a terra e os lenccediloacuteis freaacuteticos
Marcelo Furtado coordenador da aacuterea de substacircncias toacutexicas do Greenpeace vecirc com bons olhos a determinaccedilatildeo do Conama A iniciativa serve como incentivo para que as empresas passem a reduzir o uso de substacircncias toacutexicas para evitar todo o processo de recolhimento de baterias e pilhas usadas
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diz Ele lembra que a tendecircncia eacute que substacircncias reciclaacuteveis sejam usadas cada vez mais para que a reutilizaccedilatildeo dos produtos seja constante
Danilo FantinelRedaccedilatildeo Terra
TEXTO 3Resoluccedilatildeo Nordm 257 de 30 de junho de 1999 Pilhas e baterias usadas
O Conselho Nacional do Meio Ambiente - Conama no uso das atribuiccedilotildees e competecircncias que lhe satildeo conferidas pela Lei no 6938 de 31 de agosto de 1981 e pelo Decreto no 99274 de 6 de junho de 1990 e conforme o disposto em seu Regimento Interno e Considerando os impactos negativos causados ao meio ambiente pelo descarte inadequado de pilhas e baterias usadas Considerando a necessidade de se disciplinar o descarte e o gerenciamento ambientalmente adequado de pilhas e baterias usadas no que tange agrave coleta reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final Considerando que tais resiacuteduos aleacutem de continuarem sem destinaccedilatildeo adequada e contaminando o ambiente necessitam por suas especificidades de procedimentos especiais ou diferenciados resolve Art 1o As pilhas e baterias que contenham em suas composiccedilotildees chumbo caacutedmio mercuacuterio e seus compostos necessaacuterias ao funcionamento de quaisquer tipos de aparelhos veiacuteculos ou sistemas moacuteveis ou fixos bem como os produtos eletro-eletrocircnicos que as contenham integradas em sua estrutura de forma natildeo substituiacutevel apoacutes seu esgotamento energeacutetico seratildeo entregues pelos usuaacuterios aos estabelecimentos que as comercializam ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelas respectivas induacutestrias para repasse aos fabricantes ou importadores para que estes adotem diretamente ou por meio de terceiros os procedimentos de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final ambientalmente adequada Paraacutegrafo Uacutenico As baterias industriais constituiacutedas de chumbo caacutedmio e seus compostos destinadas a telecomunicaccedilotildees usinas eleacutetricas sistemas ininterruptos de fornecimento de energia alarme seguranccedila movimentaccedilatildeo de cargas ou pessoas partida de motores diesel e uso geral industrial apoacutes seu esgotamento energeacutetico deveratildeo ser entregues pelo usuaacuterio ao fabricante ou ao importador ou ao distribuidor da bateria observado o mesmo sistema quiacutemico para os procedimentos referidos no caput deste artigo Art 2o Para os fins do disposto nesta Resoluccedilatildeo considera-se I - bateria conjunto de pilhas ou acumuladores recarregaacuteveis interligados convenientemente(NBR 703987) II - pilha gerador eletroquiacutemico de energia eleacutetrica mediante conversatildeo geralmente irreversiacutevel de energia quiacutemica(NBR 703987) III - acumulador chumbondashaacutecido acumulador no qual o material ativo das placas positivas eacute constituiacutedo por compostos de chumbo e os das placas negativas essencialmente por chumbo sendo o eletroacutelito uma soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico (NBR 703987) IV - acumulador (eleacutetrico) dispositivo eletroquiacutemico constituiacutedo de um elemento eletroacutelito e caixa que armazena sob forma de energia quiacutemica a energia eleacutetrica que lhe seja fornecida e que a restitui quando ligado a um circuito consumidor(NBR 703987) V - baterias industriais satildeo consideradas baterias de aplicaccedilatildeo industrial aquelas que se destinam a aplicaccedilotildees estacionaacuterias tais como telecomunicaccedilotildees usinas eleacutetricas sistemas ininterruptos de fornecimento de energia alarme e seguranccedila uso geral industrial e para partidas de motores diesel ou ainda tracionaacuterias tais como as utilizadas para movimentaccedilatildeo de cargas ou pessoas e carros eleacutetricos VI - baterias veiculares satildeo consideradas baterias de aplicaccedilatildeo veicular aquelas utilizadas para partidas de sistemas propulsores eou
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como principal fonte de energia em veiacuteculos automotores de locomoccedilatildeo em meio terrestre aquaacutetico e aeacutereo inclusive de tratores equipamentos de construccedilatildeo cadeiras de roda e assemelhados VII - pilhas e baterias portaacuteteis satildeo consideradas pilhas e baterias portaacuteteis aquelas utilizadas em telefonia e equipamentos eletro-eletrocircnicos tais como jogos brinquedos ferramentas eleacutetricas portaacuteteis informaacutetica lanternas equipamentos fotograacuteficos raacutedios aparelhos de som reloacutegios agendas eletrocircnicas barbeadores instrumentos de mediccedilatildeo de afericcedilatildeo equipamentos meacutedicos e outros VIII - pilhas e baterias de aplicaccedilatildeo especial satildeo consideradas pilhas e baterias de aplicaccedilatildeo especial aquelas utilizadas em aplicaccedilotildees especiacuteficas de caraacuteter cientiacutefico meacutedico ou militar e aquelas que sejam parte integrante de circuitos eletro-eletrocircnicos para exercer funccedilotildees que requeiram energia eleacutetrica ininterrupta em caso de fonte de energia primaacuteria sofrer alguma falha ou flutuaccedilatildeo momentacircnea Art 3o Os estabelecimentos que comercializam os produtos descritos no art1o bem como a rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelos fabricantes e importadores desses produtos ficam obrigados a aceitar dos usuaacuterios a devoluccedilatildeo das unidades usadas cujas caracteriacutesticas sejam similares agravequelas comercializadas com vistas aos procedimentos referidos no art 1o Art 4o As pilhas e baterias recebidas na forma do artigo anterior seratildeo acondicionadas adequadamente e armazenadas de forma segregada obedecidas as normas ambientais e de sauacutede puacuteblica pertinentes bem como as recomendaccedilotildees definidas pelos fabricantes ou importadores ateacute o seu repasse a estes uacuteltimos Art 5o A partir de 1o de janeiro de 2000 a fabricaccedilatildeo importaccedilatildeo e comercializaccedilatildeo de pilhas e baterias deveratildeo atender aos limites estabelecidos a seguir I - com ateacute 0025 em peso de mercuacuterio quando forem do tipo zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs II - com ateacute 0025 em peso de caacutedmio quando forem do tipo zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs III - com ateacute 0400 em peso de chumbo quando forem do tipo zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs IV - com ateacute 25 mg de mercuacuterio por elemento quando forem do tipo pilhas miniaturas e botatildeo Art 6o A partir de 1o de janeiro de 2001 a fabricaccedilatildeo importaccedilatildeo e comercializaccedilatildeo de pilhas e baterias deveratildeo atender aos limites estabelecidos a seguir I - com ateacute 0010 em peso de mercuacuterio quando forem do tipo zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs II - com ateacute 0015 em peso de caacutedmio quando forem dos tipos alcalina-manganecircs e zinco-manganecircs III - com ateacute 0200 em peso de chumbo quando forem dos tipos alcalina-manganecircs e zinco-manganecircs Art 7o Os fabricantes dos produtos abrangidos por esta Resoluccedilatildeo deveratildeo conduzir estudos para substituir as substacircncias toacutexicas potencialmente perigosas neles contidas ou reduzir o teor das mesmas ateacute os valores mais baixos viaacuteveis tecnologicamente Art 8o Ficam proibidas as seguintes formas de destinaccedilatildeo final de pilhas e baterias usadas de quaisquer tipos ou caracteriacutesticas I - lanccedilamento in natura a ceacuteu aberto tanto em aacutereas urbanas como rurais II - queima a ceacuteu aberto ou em recipientes instalaccedilotildees ou equipamentos natildeo adequados conforme legislaccedilatildeo vigente III - lanccedilamento em corpos daacutegua praias manguezais terrenos baldios poccedilos ou cacimbas cavidades subterracircneas em redes de drenagem de aacuteguas pluviais esgotos eletricidade ou telefone mesmo que abandonadas ou em aacutereas sujeitas agrave inundaccedilatildeo Art 9o No prazo de um ano a partir da data de vigecircncia desta resoluccedilatildeo nas mateacuterias publicitaacuterias e nas embalagens ou produtos descritos no art 1o deveratildeo constar de forma visiacutevel as advertecircncias sobre os riscos agrave sauacutede humana e ao meio ambiente bem como a necessidade de apoacutes seu uso serem devolvidos aos revendedores ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada para
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repasse aos fabricantes ou importadores Art 10 Os fabricantes devem proceder gestotildees no sentido de que a incorporaccedilatildeo de pilhas e baterias em determinados aparelhos somente seja efetivada na condiccedilatildeo de poderem ser facilmente substituiacutedas pelos consumidores apoacutes sua utilizaccedilatildeo possibilitando o seu descarte independentemente dos aparelhos Art 11 Os fabricantes os importadores a rede autorizada de assistecircncia teacutecnica e os comerciantes de pilhas e baterias descritas no art 1o ficam obrigados a no prazo de doze meses contados a partir da vigecircncia desta resoluccedilatildeo implantar os mecanismos operacionais para a coleta transporte e armazenamento Art 12 Os fabricantes e os importadores de pilhas e baterias descritas no art 1o ficam obrigados a no prazo de vinte e quatro meses contados a partir da vigecircncia desta Resoluccedilatildeo implantar os sistemas de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final obedecida a legislaccedilatildeo em vigor Art 13 As pilhas e baterias que atenderem aos limites previstos no artigo 6o poderatildeo ser dispostas juntamente com os resiacuteduos domiciliares em aterros sanitaacuterios licenciados Paraacutegrafo Uacutenico Os fabricantes e importadores deveratildeo identificar os produtos descritos no caput deste artigo mediante a aposiccedilatildeo nas embalagens e quando couber nos produtos de siacutembolo que permita ao usuaacuterio distinguiacute-los dos demais tipos de pilhas e baterias comercializados Art 14 A reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou a disposiccedilatildeo final das pilhas e baterias abrangidas por esta resoluccedilatildeo realizadas diretamente pelo fabricante ou por terceiros deveratildeo ser processadas de forma tecnicamente segura e adequada com vistas a evitar riscos agrave sauacutede humana e ao meio ambiente principalmente no que tange ao manuseio dos resiacuteduos pelos seres humanos filtragem do ar tratamento de efluentes e cuidados com o solo observadas as normas ambientais especialmente no que se refere ao licenciamento da atividade Paraacutegrafo Uacutenico Na impossibilidade de reutilizaccedilatildeo ou reciclagem das pilhas e baterias descritas no art 1o a destinaccedilatildeo final por destruiccedilatildeo teacutermica deveraacute obedecer as condiccedilotildees teacutecnicas previstas na NBR - 11175 - Incineraccedilatildeo de Resiacuteduos Soacutelidos Perigosos - e os padrotildees de qualidade do ar estabelecidos pela Resoluccedilatildeo Conama no 03 de 28 de junho de l990 Art 15 Compete aos oacutergatildeos integrantes do SISNAMA dentro do limite de suas competecircncias a fiscalizaccedilatildeo relativa ao cumprimento das disposiccedilotildees desta resoluccedilatildeo Art 16 O natildeo cumprimento das obrigaccedilotildees previstas nesta Resoluccedilatildeo sujeitaraacute os infratores agraves penalidades previstas nas Leis no 6938 de 31 de agosto de 1981 e no 9605 de 12 de fevereiro de 1998 Art 17 Esta Resoluccedilatildeo entra em vigor na data de sua publicaccedilatildeo
Publicado em 18-09-2008
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TEXTO 4 Pilhas e baterias podem ter primeiro avanccedilo significativo em 200 anos Redaccedilatildeo do Site Inovaccedilatildeo Tecnoloacutegica 15022006
Dois grupos de pesquisadores trabalhando isoladamente anunciaram quase ao mesmo tempo a descoberta do que poderaacute se tornar o mais importante avanccedilo nas baterias desde a sua invenccedilatildeo haacute mais de 200 anos Aleacutem dos aparelhos portaacuteteis uma infinidade de aplicaccedilotildees utiliza as baterias como fonte de energia de sistemas de no-breaks ateacute veiacuteculos hiacutebridos Mas sua tecnologia natildeo sofreu nenhum avanccedilo radical nos uacuteltimos anos
Cientistas dos Laboratoacuterios Bell e da empresa mPhase relataram a construccedilatildeo de um protoacutetipo de bateria inteligente a partir de materiais nanoscoacutepicos capaz de fornecer energia natildeo de forma contiacutenua como as pilhas e baterias tradicionais mas apenas quando essa energia for necessaacuteria
O protoacutetipo ainda eacute pequeno produzindo energia suficiente para alimentar um LED Mas os cientistas estatildeo entusiasmados com seu potencial
A nova bateria eacute a demonstraccedilatildeo praacutetica de uma descoberta feita pelos mesmos pesquisadores de que um eletroacutelito permanece sobre superfiacutecies nanoestruturadas ateacute ser estimulado a fluir Esse estiacutemulo eacute o gatilho para que a nova bateria comece a produzir eletricidade
Esse comportamento inteligente poderaacute permitir a ativaccedilatildeo das baterias quando necessaacuterio aumentando enormemente sua vida uacutetil
Ultracapacitores
Jaacute os pesquisadores Joel E Schindall John G Kassakian e Riccardo Signorelli do MIT Estados Unidos utilizaram membranas criadas com nanotubos de carbono para aprimorar um outro tipo de dispositivo de armazenagem de energia chamado ultracapacitor Com a melhoria o novo componente poderaacute vir a substituir as atuais pilhas e baterias
Os capacitores armazenam energia como um campo eleacutetrico o que os torna mais eficientes do que as baterias tradicionais que retiram sua energia de reaccedilotildees quiacutemicas Jaacute os ultracapacitores satildeo ceacutelulas de armazenamento funcionando no mesmo princiacutepio dos capacitores mas capazes de fornecer quantidades enormes de energia instantaneamente Eles jaacute satildeo utilizados em veiacuteculos experimentais principalmente aqueles movidos por ceacutelulas a combustiacutevel
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Ateacute agora poreacutem os ultracapacitores necessitavam ser muito maiores do que as baterias para fornecer a mesma quantidade de energia Os cientistas resolveram o problema lidando com os campos eleacutetricos em niacutevel atocircmico Eles utilizaram uma membrana construiacuteda com nanotubos de carbono alinhados verticalmente
A capacidade de armazenamento de um ultracapacitor depende da aacuterea superficial de seus eletrodos Atualmente esses eletrodos satildeo feitos de carbono ativado um material extremamente poroso o que se traduz em uma enorme aacuterea superficial Mas seus poros satildeo irregulares o que significa que essa aacuterea natildeo eacute tatildeo grande quanto poderia ser reduzindo a eficiecircncia do ultracapacitor
Jaacute os nanotubos de carbono tecircm um desenho perfeitamente regular aleacutem de possuir diacircmetros de apenas alguns poucos aacutetomos A membrana construiacuteda com eles apresenta uma aacuterea superficial muito maior o que se traduz em uma eficiecircncia incomparaacutevel no armazenamento de energia
Os cientistas afirmam jaacute deter a tecnologia para a fabricaccedilatildeo das membranas de nanotubos de carbono em qualquer formato o que poderaacute facilitar a fabricaccedilatildeo de ultracapacitores nos formatos das pilhas e baterias tradicionalmente utilizados em aparelhos eletrocircnicos
Questotildees desencadeadoras para discussatildeo dos textos
1 Cite algumas das questotildees ambientais relacionadas ao uso de pilhas e baterias Qual deve ser a postura da populaccedilatildeo em relaccedilatildeo a essas questotildees 2 Com base na legislaccedilatildeo apresentada explique como deve ser feito o descarte de pilhas e baterias Quais impecilhos poderatildeo dificultar o cumprimento da lei 3 Qual o destino que deve ser dado agraves pilhas que seratildeo descartadas Existem formas de reciclagem Quais 4 Considerando os impactos ambientais que podem ocorrer do descarte inadequado das pilhas e baterias qual a sua opiniatildeo sobre o uso delas Existe uma ideal Explique 5 Vocecirc acha que hoje eacute possiacutevel sobrevivermos sem o uso de pilhas e baterias
Aula 3 viacutedeo aulas de conscientizaccedilatildeo sobre descarte de pilhas
Nessa aula pode-se discutir com os alunos os problemas ambientais causados pelo descarte inadequado de pilhas e com isso incentivar o nosso aluno a uma nova mudanccedila de atitude em relaccedilatildeo ao meio ambiente e tomada de posiccedilatildeo ecologicamente correta Como sugestatildeo estatildeo um desenho animado e uma reportagem que podem ser abordadas com questotildees orais e escrita sobre a preocupaccedilatildeo com o descarte das pilhas e seus efeitos Pode-se pedir tambeacutem que elaborem textos do gecircnero artigo de opiniatildeo sobre o assunto em questatildeo (Sugere-se que os alunos assistam o filme WALL-E em casa e tragam seus pontos de vista para debate posterior em salaOutra maneira de trabalhar com esse tipo de recurso visual seria uma preacutevia ediccedilatildeo dos filmes indicados onde o professor selecionaria as cenas com a intenccedilatildeo de promover debates em sala )
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Questotildees para discussatildeo das miacutedias apresentadasque tambeacutem podem ser ferramentas para um debate
1 Sente-se um escravo da tecnologia atual ( especificamente aqueles que em curto espaccedilo de tempo geram lixo eletrocircnico tais como celular Ipod Iphone etc) 2 Ficou sensibilizado sobre a quantidade de lixo eletrocircnico que o homem produz 3 Haacute uma remota possibilidade de o Planeta ser recuperado 4 Qual a sua opiniatildeo sobre a mensagem que o filme Wall-E passa
Viacutedeo 1 IMPACTOS AMBIENTAIS Desenho animado sobre educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambiental retirado do site WWWyoutubecombr (1min e 45 segundos)
Viacutedeo 2 RECICLAGEM DE PILHAS Cidades e soluccedilotildees Globo News retirado do site WWWyoutubecombr (22 min e 35 segundos)
Viacutedeo 3WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
AVALIACcedilAtildeO DA UNIDADE
Ao final do estudo desta situaccedilatildeo de aprendizagem espera-se que o nosso educando tome uma posiccedilatildeo ecologicamente correta sabendo dos males que um descarte inadequado de pilhas e baterias possa causar ao meio ambiente
Situaccedilatildeo de aprendizagem 2 - Que tipos de materiais existem em uma pilha que a classifique como poluidora do meio ambiente
A partir de um experimento investigativo o nosso educando eacute instigado a pensar refletir sobre os componentes presentes em uma pilha e o principio de funcionamento desta Nesta situaccedilatildeo de aprendizagem os alunos seratildeo estimulados a dar explicaccedilotildees para as observaccedilotildees feitas e aplicaratildeo os conhecimentos que jaacute possuem sobre pilhas e baterias adquiridos na situaccedilatildeo anterior e atraveacutes de pesquisas posteriores ao experimento investigativo os alunos teratildeo contato com diversas fontes de pesquisa faratildeo anaacutelise das informaccedilotildees nelas contidas com o estabelecimento de relaccedilotildees entre elas para a elaboraccedilatildeo de conclusotildees Este processo estimula uma reflexatildeo efetiva dos alunos favorecendo uma aprendizagem mais significativa
Conteuacutedos e temas pilhas e aplicaccedilotildees das transformaccedilotildees que ocorrem com o envolvimento de eletricidade
Competecircncias e a habilidades avaliar a composiccedilatildeo das pilhas e o impacto que poderatildeo causar quando descartadas inadequadamente elencar impactos causados pelo uso industrial dos processos de eletroacutelise e discussotildees sobre a viabilidade do uso de diferentes fontes de energia
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Estrateacutegias leitura e discussotildees de textos debates realizaccedilatildeo de pesquisas e anaacutelise de resultados experimentais
Recursos livros didaacuteticos paradidaacuteticos perioacutedicos pesquisa na internet materiais para experimento
Nuacutemero de aulas 5
AULA 1 EXPERIMENTO INVESTIGATIVO Quais componentes estatildeo presentes em uma Pilha
Devido a toxidade presente nos componentes da pilha (chapa de accedilozincobastatildeo de carbonodioacutexido de manganecircs e cloretos de zinco e amocircnio) sugere-se um experimento de natureza demonstrativa tais como desmontar uma pilha passo a passo conforme figuras abaixo e tambeacutem pesquisar viacutedeos no youtube sobre desmontagem de pilhas ou pode produzir uma filmagem da desmontagem da pilha uma vez que a ideia eacute preservar o meio ambiente Entatildeo os viacutedeos satildeo uma ideia aceitaacutevel
A ideacuteia de trabalhar esse experimento eacute demonstrar para o aluno os componentes de uma pilha o aluno durante o experimento deve ser questionado a todo tempo sobre os materiais existentes em uma pilha e o que pode prejudicar o meio ambiente apoacutes o descarte
Sugestotildees de questotildees para os alunos
1 Quais os componentes presentes em uma pilha
2 Quantos materiais perigosos podem conter uma pilhaExplique por que esses materiais satildeo perigosos
3 Seraacute que os materiais de uma pilha podem ter alguma utilidade ao ser humano
Outra sugestatildeo eacute pedir para o aluno fazer um desenho da pilhas antes e depois do experimento
ROTEIRO EXPERIMENTAL DESMONTAGEM DE PILHA
OBJETIVO Mostrar a constituiccedilatildeo quiacutemica de uma pilha e obter a partir dela alguns reagentes aproveitaacuteveis em aulas praacuteticas de laboratoacuterio
MATERIAL
1 pilha comum
Canivete
Chave de fenda
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Alicate
Funil plaacutestico
Filtro de papel
Bico de bunsen ou lamparina com aacutelcool
Beacutequer (pyrex)
Tripeacute
Tela de amianto
Espaacutetula (ou palito de sorvete)
Baqueta de vidro
Erlenmeyer
REAGENTES
Aacutegua destilada
PROCEDIMENTO
1 Com auxilio de um canivete abrir a pilha ao longo da emendaretirando a proteccedilatildeo de accedilo
2 Desenrolar bem a chapa obtida
3 Retirar o papelatildeo ou plaacutestico que se encontra abaixo da chapa de accedilo
4 O zinco eacute a camada que vem logo a seguir devendo ser retirado lavado com aacutegua e detergente colocando-o para secar
5 Finalmente retirar o bastatildeo preto e central da pilha (bastatildeo de carbono)lavando-o igualmente com aacutegua e detergente e transferir o resto do conteuacutedo da pilha para um beacutequer ou um copo de vidro
6 Acrescentar agrave esta mistura aproximadamente 50 ml de aacutegua e agitar bem
7 Filtrar a misturarecolhendo o filtrado em um erlenmeyere em seguidaabrir o papel de filtro com resiacuteduo para deixaacute-lo secar
8 Depois de secoguarde o poacute preto obtido (dioacutexido de manganecircs)em um frasco rotulado
9 Aquecer o filtrado com o auxilio do bico de bunsen (ou lamparina )ateacute toda a aacutegua evaporar
10 Depois de filtrarguardar os cristais em um frasco devidamente rotulado
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O filtrado conteacutem a misturas de cloretos de zinco e amocircnio ambos soluacuteveis em aacutegua
Observaccedilatildeo O invoacutelucro de accedilo pode ser usado como cadinho para uma secagem raacutepida e de pequenas quantidades de dioacutexido de manganecircs obtido
BIBLIOGRAFIA BRAATHENPCet AL Curso de treinamento de professores de segundo grau- Moacutedulo de QuiacutemicaViccedilosaMGUniversidade Federal de Viccedilosa1989
A seguir sequumlecircncia de fotos da desmontagem de uma pilha
Figura 1-pilha antes da desmontagem
Figura 2-passo1 retirada do invoacutelucro
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Figura 3-passo 2 retirada da camada de papelatildeo
Figura 4-passo 3 retirada da parte superior
Figura 5-passo 4 retirada do bastatildeo de carbono
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Figura 6- passo 5 retirada do poacute preto de dioacutexido de manganecircs
Figura 7 passo 6 visualizaccedilatildeo do interior da pilha
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Figura 8-passo 7 visualizaccedilatildeo de todos os componentes presentes em uma pilha
Para colaborar na avaliaccedilatildeo dessa aula investigativa e demonstrativa o ideal seria que o professor retomasse as questotildees que foram aplicadas no inicio da aula
AULA 2 Pilhas e baterias conceituaccedilatildeo a partir de pesquisas em livros didaacuteticos paradidaacuteticos internet e revistas especializadas
Com intuito de melhorar o conhecimento cientiacutefico dos alunos pode-se orientaacute-los para realizarem uma pesquisa literaacuteria sobre o que vem a ser pilha e bateria e os possiacuteveis problemas ambientais causados pelos usos e descarte inadequados destes Esta pesquisa pode ser realizada em grupo ou individualmente em sala ou extraclasse (a criteacuterio do professor) O objetivo da pesquisa eacute que os alunos com o auxilio do professor durante a aula aprenda transpor a linguagem da ciecircncia comum para a linguagem cientiacutefica compreendendo termos teacutecnicos especiacuteficos da Quiacutemica para opinar e atuar como cidadatildeo ou profissional num futuro proacuteximo de forma eacutetica
AULA 3 Visita virtual a uma induacutestria de reciclagem
Apoacutes discussotildees introdutoacuterias feitas na situaccedilatildeo de aprendizagem anterior pode-se fazer uma visita virtual no site do youtube onde poderatildeo assistir a um filme ( 5 minutos de duraccedilatildeo) da empresa de reciclagem de pilhas SUZAQUIM tem-se a possibilidade de se observar um processo quiacutemico de reciclagem de pilhas e baterias ( a visita fiacutesica eacute praticamente impossiacutevel de se realizar devido ao ambiente ser improacuteprio para essa finalidade) Finaliza-se essa primeira etapa do processo de aprendizagem pedindo aos alunos um relatoacuterio na forma de artigo de
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opiniatildeo sobre a importacircncia da reciclagem de pilhas em favor do meio ambiente e a necessidade de maiores investimentos nessa aacuterea
AULA 4 Modelo de pilha ideal
Considerando que agrave essa altura os nossos alunos jaacute tenham conhecimento sobre descarte de pilhas e baterias podemos inicializar a segunda etapa da unidade didaacutetica propondo que criem um modelo ideal de pilha (que impacte minimamente o meio ambiente) Essa atividade pode ser realizada em grupo os alunos teratildeo como material base informaccedilotildees jaacute trabalhadas anteriormente
Pode-se sugerir temas como
Pilhas recarregaacuteveis
Fontes de energias alternativas
Utilizaccedilatildeo de metais natildeo agressivos ao meio ambiente ou novos processos de eletroacutelise
Professor e alunos levaratildeo agrave sala de aula livros didaacuteticos paradidaacuteticos perioacutedicos e materiais da internet para consulta e realizaccedilatildeo da atividade propostaOs alunos seratildeo orientados pelo professor para em grupo montarem um modelo ideal de pilha que poderaacute ser apresentada na aula seguinte em forma de seminaacuterio experimento demonstrativo slides ou filmagens
Observaccedilatildeo para facilitar o trabalho o professor pode pedir aos alunos que usem os recursos mencionados acima para confecccedilatildeo do material a ser apresentado extraclasse
AULA 5 Modelos de pilhas produzidos apresentaccedilatildeo
Nesta aula o objetivo eacute que os alunos apresentem o seu modelo ideal de pilha escolhidos e idealizados na aula anterior e produzidos extraclasse Natildeo resta a menor duacutevida que seraacute um facilitador para o aprofundamento dos conteuacutedos gerais e especiacuteficos desta unidade didaacutetica Para que isso aconteccedila pode-se desencadear uma discussatildeo e um acordo coletivo para escolha da melhor pilha apresentada para que a haja compreensatildeo do processo de transformaccedilatildeo de energia quiacutemica em eleacutetrica
Para finalizar esta situaccedilatildeo de aprendizagem podemos avaliar os nossos alunos propondo as questotildees abaixo sugere-se que sejam realizadas individualmente pelos alunos pois somente desta maneira o professor poderaacute diagnosticar se houve o aprendizado real e significativo
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Questotildees sugeridas
1 Eacute possiacutevel produzir energia eleacutetrica atraveacutes de uma transformaccedilatildeo quiacutemica
2 Explique o surgimento da energia eleacutetrica nas transformaccedilotildees quiacutemicas
3 Podemos montar uma pilha ecologicamente correta
4 O funcionamento de uma pilha soacute acontece atraveacutes de transformaccedilatildeo quiacutemica Explique
Situaccedilatildeo de aprendizagem 3- O lado cientiacutefico da Pilha
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem permitiraacute aos alunos compreenderem o funcionamento de uma pilha( conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica ) e a produccedilatildeo de novos materiais atraveacutes da eletrolise (conversatildeo natildeo espontacircnea energia eleacutetrica em quiacutemica) com experimentos
Conteuacutedos e temas eletroacutelise reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo seacuterie de reatividade de metais
Competecircncias e habilidades compreender que existem transformaccedilotildees quiacutemicas que ocorrem com transferecircncia de eleacutetrons e podem gerar corrente eleacutetrica prever a ocorrecircncia de transformaccedilotildees quiacutemicas com a utilizaccedilatildeo da seacuterie de reatividade de metais
Estrateacutegias textos jornaliacutesticos experimentos abordagem investigativa com perguntas
Avaliaccedilatildeo anaacutelise dos resultados experimentais
Recursos materiais para o experimentolousa e giztabelas
Nuacutemero de aulas 4
AULA 1 O experimento da pilha do Daniel
Nessa aula propotildee ao professor a sugestatildeo de roteiro experimental da pilha de Daniel Esse experimento eacute bastante comum e o professor pode fazecirc-lo de maneira demonstrativa ou dividir a sala em grupos para sua realizaccedilatildeo Eacute importante orientar os alunos para que observem atentamente os estados iniciais e finais das placas metaacutelicas assim como da soluccedilatildeo em relaccedilatildeo agrave coloraccedilatildeo brilho e outros aspectos para que a aprendizagem ocorra de forma plena
Questotildees que poderatildeo auxiliar os alunos durante a execuccedilatildeo do experimento
1 As placas mudaram de cor apoacutes serem mergulhadas na soluccedilatildeo Explique
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2 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
3 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
4 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
1 Limpar as placas com palha de accedilo 2 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 3 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 4 Interligar os dois potes com a ponte salina
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5 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 6 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo PauloEdusp 1998
Caso o professor deseje trabalhar outros experimentos abaixo estatildeo descritos alguns (roteiros) para trabalhar o processo de eletroacutelise Dentre eles alguns satildeo bastante simples podem ser realizados de maneira demonstrativa pelo professor ou pelos alunos (divididos em grupo)
1ordf sugestatildeo de experimento
Quem natildeo gosta de receber o troco das compras em moedas novinhas O que ningueacutem gosta mas tem que aceitar eacute aquele monte de moedas enferrujadas e com aparecircncia envelhecida Mas por que elas adquirem este aspecto Tudo comeccedila pela composiccedilatildeo das moedas que satildeo obtidas atraveacutes de ligas metaacutelicas soacute por este fato jaacute se nota porque as moedas satildeo mais resistentes do que notas As ceacutedulas de dinheiro satildeo feitas com papel especial (papel moeda) que eacute resistente mas com o passar de matildeo em matildeo ficam velhas e se rasgam A umidade presente em nossas matildeos eacute que realiza o estrago e as moedas natildeo escapam elas ficam escurecidas devido agrave oxidaccedilatildeo As moedas constituem um dinheiro muito manuseado sendo assim fica inevitaacutevel que entre em contato com a umidade e exposiccedilatildeo ao oxigecircnio fatores necessaacuterios para que ocorra a reaccedilatildeo de oxidaccedilatildeo Mas saiba agora que existe um truque para deixar suas moedinhas novinhas em folha
O que vamos demonstrar a seguir pode ser usado em sala de aula como um experimento de Quiacutemica
Reaccedilotildees de oxidaccedilatildeo em moedas
Vamos usar como exemplo a moeda de 5 centavos pois eacute uma das mais manuseadas Portanto peccedila a seus alunos que tragam moedas envelhecidas neste valor
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Vocecirc sabe de que esta moeda eacute feita Eacute composta de Accedilo e recoberta com Cobre e agrave medida que vai sendo usada vai se formando uma camada de oacutexido de cobre sobre ela Veja a equaccedilatildeo do processo 2 Cu + frac12 O2 rarr Cu2O
O metal Cobre presente na moeda eacute oxidado e forma o monoacutexido de Dicobre (Cu2O) o qual tem coloraccedilatildeo escura daiacute o porquecirc daquela cor horriacutevel O segredo para que as moedas tornem a ficar como eram antes (brilhantes e avermelhadas) eacute deixaacute-las de molho em aacutecido cloriacutedrico Equaccedilatildeo que representa a lavagem Cu2O + 2 HCl rarr Cu2Cl2 + H2O
Como se vecirc na equaccedilatildeo acima o oacutexido reage com aacutecido cloriacutedrico (HCl) e daacute origem a um sal de cobre (Cu2Cl2) esta reaccedilatildeo permite agrave moeda adquirir aparecircncia de nova Por Liacuteria Alves Graduada em Quiacutemica Equipe Brasil Escola
2ordf sugestatildeo de experimento
Pilha de Limatildeo
ou Pilha de Laranja ou ainda Pilha de Batata
Eacute possiacutevel obter eletricidade a partir de um limatildeo Sim natildeo soacute satildeo as pilhas comuns que podem gerar eletricidade E o mais legal eacute que na falta do limatildeo vocecirc pode usar uma laranja ou mesmo uma batata
Na verdade a corrente eleacutetrica surge a partir dos potenciais eleacutetricos de dois metais que satildeo cravados no limatildeo na laranja
e na batata O caraacuteter aacutecido do limatildeolaranja e o caraacuteter baacutesico da batata ajudam na conduccedilatildeo da eletricidade Mas o que eacute que causa esta corrente Pense um pouco antes de prosseguir a leitura
Bom depois de esperar vocecirc pensar um pouquinho vamos prosseguir dois pedaccedilos de metal satildeo usados O melhor resultado surge da combinaccedilatildeo de zinco e cobre mas tambeacutem pode ser usado zinco e alumiacutenio ou ainda latatildeo e alumiacutenio
Alguns tipos de pregos conteacutem zinco e o cobre pode ser encontrado na forma de fios e mesmo na composiccedilatildeo de algumas moedas Pode-se tambeacutem utilizar (na falta destes) uma taxinha destas de latatildeo e um clips
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Apoacutes fincaacute-los no limatildeo (ou laranja ou batata) e uniacute-los por fios pode-se ligaacute-los a um pequeno aparelho eleacutetrico O melhor resultado se daacute usando um destes reloacutegios eletrocircnicos - tira-se a pilha deste e faz-se a ligaccedilatildeo dos fios positivo e negativo nos pequenos terminais do reloacutegio A corrente produzida eacute suficiente para acendecirc-lo ainda que por alguns minutos Natildeo esqueccedila de antes limpar as peccedilas de metal e evitar que elas se toquem no interior do limatildeo (ou da laranja ou ainda da batata)
Cuidados no Experimento
A eletricidade produzida eacute na realidade muito pequena para acender uma lacircmpada comum mesmo as menores Mas eacute possiacutevel acender uma pequena lampadinha se vocecirc quiser substituindo o limatildeo por uma soluccedilatildeo de aacutegua + sal Assim como na soluccedilatildeo salina existem no limatildeo batata e laranja alguns sais que se dissociam em iacuteons positivos e negativos e cada um destes tipos de iacuteons migram para os terminais metaacutelicos O certo eacute dizer que houve uma conduccedilatildeo iocircnica no interior do limatildeo da laranja e da batata Jaacute nos terminais satildeo os eleacutetrons dos metais que migram alcanccedilando o reloacutegio e fazendo-o funcionar com a corrente de eleacutetrons Esta eacute a diferenccedila
Uma lampadinha (ou mesmo um LED - uma lacircmpada especial destas coloridas que existem nos aparelhos de TV e de som esteacutereo geralmente nas cores vermelha e verde) satildeo materiais muito baratos e facilmente encontraacuteveis nas lojas de produtos eleacutetricos Para se acender uma destas lampadinhas eacute necessaacuterio 15 volt e alguns miliamperes o que eacute difiacutecil de se conseguir com apenas 1 limatildeo laranja ou batatinha
A voltagem tambeacutem varia de limatildeo para limatildeo laranja para laranja e batata para batata dependendo de vaacuterios fatores incluindo a acidezbasicidade teor de sais aacutegua Por exemplo um limatildeo pode acender um pequeno circuito eleacutetrico por pouco tempo e soacute Procure testaacute-lo com um voltiacutemetro (um medidor de tensatildeo eleacutetrica) Se for muito difiacutecil mesmo trabalhar com apenas um tente experimentar uma ligaccedilatildeo em seacuterie lacircmpada-cobre-limatildeo-zinco-fio-cobre-limatildeo-zinco-lacircmpada O resultado eacute mais visiacutevel
cienciaemcasacienciavivaptpilha_limaohtml
3ordf sugestatildeo de experimento
Pilha de Batata
Objetivo
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Estudar o funcionamento das ceacutelulas voltaacuteicas e associaccedilotildees em seacuterie Uma batata cortada pela metade duas plaquinhas de cobre e duas plaquinhas de zinco permitem a confecccedilatildeo de uma batateria capaz de acionar um reloacutegio digital por pelo menos dois meses Com certos cuidados os quais comentaremos esse tempo de uso pode ser estendido para cerca de quatro meses
Apresentaccedilatildeo
Os modernos reloacutegios digitais a cristal de quartzo requerem uma baixiacutessima intensidade de corrente eleacutetrica para seu funcionamento Se vocecirc tiver um bom microamperocircmetro poderaacute constatar que ela seraacute algo como 15 x 10-6 A sob tensatildeo eleacutetrica (ddp) de 135 V Eacute devido a isso que tais reloacutegios podem funcionar com as minuacutesculas baterias bototildees que geram uma fem entre 12 a 14 volts notadamente as baterias com ceacutelulas de mercuacuterio Os experimentos a seguir aproveitam-se dessa propriedade inerente aos circuitos eletrocircnicos --- funcionarem com baixiacutessimas intensidades de corrente eleacutetrica
O que faremos essencialmente seraacute construir baterias a partir de duas ceacutelulas voltaacuteicas que produziratildeo cada uma 06 a 07 V Dois eletrodos distintos (plaquinhas de cobre e zinco) seratildeo introduzidos em meias-batata (ou quiabo ou limatildeo ou abacaxi etc) e associados em seacuterie de modo a constituiacuterem uma bateria [associaccedilatildeo de duas pilhas primaacuterias (ceacutelulas voltaicas)]
Fazendo uma pilha primaacuteria
Corte uma batata pela metade Corte duas chapinhas uma de cobre outra de zinco com cerca de (2 x 4) cm Qualquer espessura das chapinhas entre 1 e 2 mm serviraacute essas chapinhas seratildeo os eletrodos da pilha primaacuteria Solde em cada uma dessas plaquinhas um fio de cobre flexiacutevel (cabinho 22) com cerca de 20 cm de comprimento (descasque as extremidades e estanhe-as --- passe solda) Espete as plaquinhas na meia-batata (bem perpendicular agrave superfiacutecie cortada) deixando para fora apenas cerca de 1 cm e separada por cerca de 08 cm Natildeo deixe as plaquinhas se encontrarem dentro da meia-batata Veja a ilustraccedilatildeo
Fazendo a batateria
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Essa pilha de meia-batata apresentaraacute forccedila eletromotriz (fem) de cerca de 07 V o que pode ser constatado mediante um bom voltocircmetro (resistecircncia interna grande) conectado aos dois fios indicados acima Como iremos necessitar de cerca de 14 V para acionar o reloacutegio digital deveremos construir uma bateria a partir de duas dessas pilhas primaacuterias e associando-as em seacuterie como se ilustra
Preparando o reloacutegio
Qualquer reloacutegio digital que utilize uma bateria botatildeo poderaacute ser usado O que utilizei eacute um CITIZEN - CRYSTON LC A primeira coisa a fazer eacute remover a tampinha em forma de disco do alojamento da bateria botatildeo Retire a bateria pifada Olhe bem para essa bateria e repare que o corpo dela corresponde ao poacutelo positivo enquanto que o botatildeo superior corresponde ao poacutelo negativo Veja dentro do local de alojamento dessa bateria as duas lacircminas de contato uma que encosta no poacutelo positivo da bateria e outra que encosta no poacutelo negativo Solde nessa pequenas lacircminas dois pedaccedilos de cabinho 22 um vermelho ligado na lacircmina positiva e um preto ligado na lacircmina negativa
O fio que vem da plaquinha de cobre da batateria deve ser ligado ao fio vermelho do reloacutegio e o fio que vem da plaquinha de zinco da batateria deve ser ligado ao fio preto do reloacutegio
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Pronto O reloacutegio jaacute deve estar funcionando Eis as ilustraccedilotildees de minha montagem
Agrave esquerda a proteccedilatildeo de madeira para a montagem numa divisatildeo foi feito o orifiacutecio para inserir o reloacutegio na outra foi colocado um pires quadrado para conter as meias-batatas Agrave direita um destaque da montagem Abaixo detalhes da parte posterior da montagem
Anaacutelise do circuito
A tensatildeo eleacutetrica uacutetil (U) entre os terminais de cada pilha primaacuteria pode ser expressa em termos de sua fem (E) de sua resistecircncia interna (r) e da corrente de intensidade i que por ela circula assim U = E - ri mostrando claramente que a tensatildeo uacutetil depende da intensidade da corrente eleacutetrica solicitada (i)
Em circuito aberto um bom voltocircmetro (Rvint--gt conectado aos eletrodos fornece Uaberto= E pois iaberto = 0 Um bom amperocircmetro (Raint--gt0) conectado diretamente entre os eletrodos (curto-circuitando a pilha) fornece Icc = Er uma vez que Ucc = 0 Da leitura da fem E (via voltocircmetro) e da corrente de curto circuito icc
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(via amperocircmetro) obtemos r = Eicc Para nossa montagem esse valor resultou ao redor dos 3 000 ohms e E = 07 V
Para as duas pilhas em seacuterie formando nossa batateria teremos Ebat = 14 V
e rbat = 6 000
Sob ddp uacutetil de 12 V teremos i = (Ebat- U)r = (14 - 12)6000 = 3 x 10-5 A que satildeo suficientes para o funcionamento do reloacutegio digital
Como dissemos como eletroacutelito podemos usar limatildeo abacaxi pepino uvas cebolas etc e como eletrodos podemos usar os pares cobrezinco magneacutesioferro alumiacuteniocobre prego zincadocobre etc Para cada par deve-se testar antes de ligar no reloacutegio qual a polaridade obtida (sob risco que queimar o cristal de quartzo) para a bateria Por exemplo se for usado eletrodos de magneacutesio e de ferro o magneacutesio seraacute o terminal negativo e o ferro o terminal positivo Calculadoras e jogos eletrocircnicos tambeacutem funcionam com tais baterias culinaacuterias Eis abaixo uma tomateria uma bateria de tomates
Mais teoria As reaccedilotildees nas ceacutelulas voltaacuteicas satildeo
catodo Zn lt==gt Zn2 + 2e anodo 2H+ + 2e lt==gt H2
A FEM da reaccedilatildeo vem expressa por E(ZnZn22H+H2) = Eo +
(RTnF)ln([Zn2+][H+]2) O eletrodo de cobre opera apenas como coletor de eleacutetrons podendo ser substituiacutedo por platina ou outro metal inerte
httpwwwfeiradecienciascombrsala1212_21asp
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Aulas 2 e 3 Reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo e o uso da tabela de potenciais de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo
Com a utilizaccedilatildeo dos dados recolhidos pelos alunos sobre o experimento anterior pode-se introduzir o conteuacutedo sobre reaccedilotildees de oxirreduccedilatildeo e o uso da tabela de potenciais de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo
Para facilitar a inicializaccedilatildeo do conteuacutedo pode-se retomar algumas questotildees dos experimentos anteriores
1 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 2 Como a energia eleacutetrica foi obtida 3 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 4 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 5 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 6 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 7 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 8 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha Conteuacutedo sugerido para trabalhar o conceito de reaccedilatildeo de oxidorreduccedilatildeo
A eletroquiacutemica eacute o estudo sobre a transferecircncia de eleacutetrons entre diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-versa Pilhas e baterias satildeo reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo capazes de gerar corrente eleacutetrica Eletroacutelise satildeo reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo produzidas pela passagem da corrente eleacutetrica Numa eletrolise existe os seguintes termos CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e mergulhados num eletroacutelito ELETRODOS Satildeo as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica ELETROacuteLITOS Satildeo as soluccedilotildees que conduzem a corrente eleacutetrica AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula entra na soluccedilatildeo CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula deixa a soluccedilatildeo IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na soluccedilatildeo Resumo
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons aumenta o numero de oxidaccedilatildeo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons diminui o numero de oxidaccedilatildeo
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Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz o numero de oxidaccedilatildeo diminui
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida o numero de oxidaccedilatildeo aumenta
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em energia eleacutetrica
BIBLIOGRAFIA sobre o conceito de oxidorreduccedilatildeo Programa de ensino para jovens e adultosescola da juventude Ciecircncias da NaturezaMatemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemicaeditora iacutecone ltdaSatildeo Paulo
Figura retirada WWWgooglecombr
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
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A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu
++ Isso provocaraacute
diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo
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que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
AULA 4 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o experimento da pilha de Daniel
Confecccedilatildeo de relatoacuterio pode-se trabalhar produccedilatildeo de textos do gecircnero artigo de opiniatildeo (conclusatildeo) e resumos ( introduccedilatildeo) Com o relatoacuterio em matildeos o
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professor poderaacute avaliar se houve aprendizagem real ou natildeo Espera-se que os alunos possam descrever em seu relatoacuterio os seguintes toacutepicos
Na pilha de Daniel o eletrodo de cobre metaacutelico que recebe eleacutetrons eacute chamado de caacutetodo ou terminal positivo e a lacircmina de zinco que cede eleacutetrons eacute o acircnodo ou terminal negativo O conjunto montado no experimento eacute uma pilha de Daniell com ponte salina A placa de zinco fornece eleacutetrons oxidando-se atraveacutes do fio para a placa de cobre que reduziraacute iacuteons de cobre na soluccedilatildeo Os eleacutetrons passando atraveacutes do fio iratildeo alimentar o cartatildeo musical Invertendo-se os fios de ligaccedilatildeo da pilha o terminal negativo do cartatildeo musical estaraacute ligado ao caacutetodo da pilha e o terminal positivo ao acircnodo Esta inversatildeo do sentido da corrente natildeo permite que o cartatildeo musical funcione
Sugestatildeo de modelo de relatoacuterio
RELATOacuteRIO
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em sete itens principais
Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram utilizados no experimento
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32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o experimento
5 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2 ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
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baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Conteuacutedo e temas impactos ambientais relacionado ao uso de pilhas e baterias
Competecircncias e habilidades identificar os impactos ambientais causados pelo descarte inadequado de pilhas e baterias avaliar como a composiccedilatildeo das pilhas pode causar possiacuteveis impactos relacionar os impactos causados pelas induacutestrias nos processos de eletroacutelise refletir sobre a importacircncia da adoccedilatildeo de posturas conscientes com relaccedilatildeo ao consumo e descarte de pilhas e baterias
Estrateacutegias elaboraccedilatildeo de mural produccedilatildeo de folder
Recursos biombos para anexar material produzido cartolinas fitas adesivas
Avaliaccedilatildeo participaccedilatildeo e envolvimento
Nuacutemero de aulas 3
AULA 1 Elaboraccedilatildeo de mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias os alunos finalizaratildeo a segunda etapa desta unidade didaacutetica construindo seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo Nesse momento comeccedila-se a desenvolver a terceira etapa dessa unidade ( que eacute uma das mais importantes)pois os alunos iratildeo aplicar o que aprenderam preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo em um local estrateacutegico da escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas sobre o assunto estudado O nosso estudante nesta etapa final da unidade temaacutetica poderaacute desenvolver accedilotildees sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente e tambeacutem composiccedilatildeo de muacutesicas sobre os assuntos abordados
AULA 2 A escola como ponto de coleta de pilhas e baterias
Os alunos apoacutes terem finalizado o trabalho da aula anterior poderatildeo distribuir agrave comunidade o material confeccionado sensibilizando-a buscando parcerias para que a escola seja um ponto de coleta desses materiais pois somente com accedilotildees dessa natureza podemos acreditar que possam desenvolver a accedilatildeo social e ambiental desejada
AULA 3 Retomada das questotildees diagnoacutesticas poacutes desenvolvimento da unidade didaacutetica
Eacute importante retomar as questotildees aplicadas no iniacutecio dessa unidade pois somente assim teremos a certeza do quanto os alunos assimilaram de conhecimento cientiacutefico Muito importante nesse momento tambeacutem eacute poder avaliaacute-los como indiviacuteduos atuantes na sociedade
AULA 4 Avaliaccedilatildeo final
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Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos (sugere-se que contenha mapa conceitual dos conteuacutedos apreendidos) e devolutiva das questotildees comentadas
Consideraccedilotildees finais
A eletroquiacutemica trabalhada da forma que estaacute sendo apresentada nessa unidade didaacutetica leva o aluno a adquirir conhecimentos de maneira significativa O ensino atraveacutes da experimentaccedilatildeo o faraacute tirar suas proacuteprias conclusotildees e ter um aprendizado real produzindo nele mudanccedila de postura diante dos fatos observados refletindo e opinando criticamente frente a informaccedilotildees que poderaacute encontrar doravante sobre o assunto
A participaccedilatildeo e a integraccedilatildeo do aluno nas aulas tecircm que ser consideradas ponto de partida para que o mesmo possa compreender que as transformaccedilotildees quiacutemicas fazem parte do seu cotidiano Toda tecnologia existente eacute produto dessas transformaccedilotildees
Finalizando o estudo dessa unidade espera-se que o aluno natildeo soacute compreenda a importacircncia das transformaccedilotildees quiacutemicas mas que esteja envolvido a ponto de adotar uma postura responsaacutevel em relaccedilatildeo aos impactos ambientais causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e baterias e dentro dessa nova postura possa tomar decisotildees e atuar de forma eacutetica no meio em que vive
REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
41
9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
14- Programa de ensino para jovens e adultos escola da juventude Ciecircncias da Natureza Matemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemica Editora Iacutecone Ltda Satildeo Paulo
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Imagem maisumtekofileswordpresscom
2009
Katia Regina Varela Roa-DE SUZANO
Gilson Silva ndashDE CAEIRAS
Leonardo Bassi Ubeda das Neves-DE SUZANO
Massuko Sawayama Warigoda-DE MOGI DAS
CRUZES
GEPEQ- USP CURSO DE FORMACcedilAtildeO
CONTINUADA DE PROFESSORES 2008 2009
28082009
PILHAS E BATERIAS USOS E DESCARTES X IMPACTOS AMBIENTAIS Caderno do aluno
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Situaccedilatildeo de aprendizagem 1- As pilhas e baterias que fazem parte do nosso lixo eletrocircnico podem ser prejudiciais ao ser humano
Por meio desta primeira situaccedilatildeo de aprendizagem vocecirc poderaacute reconhecer
que quando descartadas incorretamente pilhas e baterias podem prejudicar o meio
ambiente apesar de indispensaacutevel para o homem E tambeacutem pode comeccedilar a
refletir o porquecirc dessa questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil toneladas de lixo eletrocircnico
por hora dentro deste destacam-se pilhas e baterias Este lixo eacute jogado na
natureza provocando vaacuterios problemas ambientais Quais os problemas
ambientais que as pilhas e baterias provocam na natureza e como podemos
evitaacute-losrdquo
Atividade 1Refletindo sobre pilhas e baterias x impactos ambientais
1 O que vocecirc entende por pilhas E baterias
2 Elas satildeo imprescindiacuteveis na atualidade Onde
3 Existe alguma relaccedilatildeo entre pilha eletricidade e transformaccedilotildees quiacutemicas
4 Que tipo de material(is) vocecirc acha que eacute(satildeo) necessaacuterio(os) para se construir
uma pilha
5 Cite alguns problemas ambientais relacionados ao uso e descarte de pilhas e
baterias Qual deve ser sua postura em relaccedilatildeo a esses problemas
Atividade 2 Pilhas e Baterias x impactos ambientais
Leitura e Anaacutelise de textos
TEXTO 1 Descarte de pilhas e baterias eacute problema seacuterio para meio ambiente
O Brasil eacute o uacutenico paiacutes da Ameacuterica do Sul que regulamenta a fabricaccedilatildeo venda e destinaccedilatildeo final de pilhas e baterias Com a entrada da Resoluccedilatildeo 257 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama) que dispotildee sobre estes resiacuteduos em vigor desde junho de 2001 o Ibama passou a fiscalizar esses limites Ou pelo menos era o que deveria acontecer Em Cuiabaacute por exemplo o gerente do oacutergatildeo Hugo Scheuer declarou natildeo estar a par do assunto mas garantiu ser este seu proacuteximo objetivo por considerar o descarte destes resiacuteduos um problema de grande amplitude Mas enquanto isso o que fazer com pilhas e baterias principalmente as de celulares quando acabam Esta duacutevida eacute frequumlente em toda a populaccedilatildeo
Considerados toacutexicos o lanccedilamento desses resiacuteduos em lixotildees nas margens das estradas ou em terrenos baldios compromete a qualidade ambiental e de vida da populaccedilatildeo Os resiacuteduos pesados quando aterrados migram para partes mais profundas do solo Com isso podem atingir o lenccedilol freaacutetico contaminando a flora e a fauna das regiotildees proacuteximas e ainda causar doenccedilas que variam de lesotildees cerebrais a disfunccedilotildees renais e pulmonares passando por distuacuterbios visuais e
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anemia Segundo a Resoluccedilatildeo 257 os fabricantes e importadores satildeo os responsaacuteveis pelo recolhimento do material e sua destinaccedilatildeo final o que deve ser fiscalizado pelos oacutergatildeos puacuteblicos ambientais Mas em Cuiabaacute apesar do site do Ministeacuterio do Meio Ambiente indicar o endereccedilo de 28 postos nenhum deles efetua o recolhimento apenas duas empresas de celulares recolhem as baterias em seus postos de venda (Vivo e Americel) e a fiscalizaccedilatildeo do Ibama eacute inexistente A Resoluccedilatildeo estabelece que as pilhas e baterias apoacutes o seu esgotamento energeacutetico devem ser entregues pelos usuaacuterios aos estabelecimentos que as comercializam ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelas respectivas induacutestrias Estas por sua vez devem repassaacute-las aos fabricantes e importadores para que passem por procedimentos de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final ambientalmente adequada No artigo 13deg estaacute previsto que as pilhas e baterias que atenderem aos limites previstos no artigo 6deg podem ser dispostas juntamente com os resiacuteduos domiciliares em aterros sanitaacuterios licenciados Mas por falta de aterros licenciados a maior parte das baterias e pilhas usadas continuam tendo os lixotildees irregulares como destino significando um risco para o meio ambiente e para as pessoas Apenas 30 destes resiacuteduos satildeo reciclados No Brasil uma empresa chamada Suzaquim anuncia que deteacutem um processo de reciclagem de baterias
Dependendo do material de que satildeo constituiacutedas pilhas e baterias podem ser jogadas em lixo domeacutestico As pilhas secas composta por zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs as mais consumidas para uso domeacutestico tecircm em sua maioria operado nos limites estabelecidos pelo artigo 6deg da Resoluccedilatildeo 257 As baterias de telefone sem fio de filmadoras de celular ou outros tipos normalmente recarregaacuteveis devem ser devolvidas agraves lojas Os fabricantes estatildeo obrigados a informar nas embalagens a necessidade ou natildeo de devoluccedilatildeo
O Brasil produz cerca de 800 milhotildees de pilhas comuns por ano o que representa seis unidades por habitante Deve-se lembrar que uma uacutenica pilha contamina o solo durante 50 anos Circulam anualmente 10 milhotildees de baterias de celular 12 milhotildees de baterias automotivas e 200 mil baterias industriais Do total de pilhas e baterias consumidas no paiacutes quase 70 satildeo constituiacutedas principalmente por zinco e caacutedmio aproximadamente 30 por amocircnia e manganecircs Ao se desfazer de pilhas e baterias usadas em local inadequado pode-se contaminar o solo a aacutegua e o ar Atraveacutes da cadeia alimentar esse produto chega aos seres humanos causando doenccedilas que afetam o sistema nervoso central Todos satildeo considerados bioacumulativos - acumula-se no organismo ao longo do tempo
RECICLAVEISCOMBR
Texto 2 Metais pesados contaminam meio ambiente e oferecem riscos agrave
sauacutede puacuteblica
Estima-se que cada bateria ou pilha depositada de forma inadequada no meio
ambiente contamine uma aacuterea de um metro quadrado Entretanto o dano ambiental
45
pode ser maior se a quantidade desses equipamentos jogados em lixotildees for muito
alta
A dissoluccedilatildeo de metais pesados depositados em aterros
sanitaacuterios improacuteprios pode contaminar lenccediloacuteis freaacuteticos e o
ambiente local Em aterros a dissoluccedilatildeo dos metais eacute mais faacutecil
devido agrave acidez da aacuterea Isso facilita a acumulaccedilatildeo de metais
pesados na cadeia alimentar atraveacutes da contaminaccedilatildeo de
animais e vegetais que podem causar a intoxicaccedilatildeo de seres humanos que venham
a consumir esses alimentos afetados Metais pesados como chumbo caacutedmio
mercuacuterio e seus compostos podem provocar graves doenccedilas neuroloacutegicas aleacutem de
afetar a condiccedilatildeo motora
Pilhas e baterias comuns (pequenas usadas em raacutedios por exemplo) podem
ser descartadas no lixo domeacutestico de acordo com a determinaccedilatildeo do Conama No
entanto a professora Andreacutea Bernardes do Departamento de Engenharia de
Materiais da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) avalia que esses
produtos que acabam sendo depositados em aterros sanitaacuterios soacute poderiam ser
descartados nestes locais se houvesse o tratamento adequado do chorume
(substacircncia liacutequida encontrada em lixotildees) O chorume contaminado com metais
pesados contaminaraacute tambeacutem a terra e os lenccediloacuteis freaacuteticos
Marcelo Furtado coordenador da aacuterea de substacircncias toacutexicas do
Greenpeace vecirc com bons olhos a determinaccedilatildeo do Conama A iniciativa serve
como incentivo para que as empresas passem a reduzir o uso de substacircncias
toacutexicas para evitar todo o processo de recolhimento de baterias e pilhas usadas
diz Ele lembra que a tendecircncia eacute que substacircncias reciclaacuteveis sejam usadas cada
vez mais para que a reutilizaccedilatildeo dos produtos seja constante
Danilo FantinelRedaccedilatildeo Terra
Questotildees para anaacutelise do texto
6 Cite algumas das questotildees ambientais relacionadas ao uso de pilhas e baterias Qual deve ser a postura da populaccedilatildeo em relaccedilatildeo a essas questotildees 7 Com base na legislaccedilatildeo apresentada explique como deve ser feito o descarte de pilhas e baterias Quais impecilhos poderatildeo dificultar o cumprimento da lei 8 Qual o destino que deve ser dado agraves pilhas que seratildeo descartadas Existem formas de reciclagem Quais 9 Considerando os impactos ambientais que podem ocorrer do descarte inadequado das pilhas e baterias qual a sua opiniatildeo sobre o uso delas Existe uma ideal Explique 10 Vocecirc acha que hoje eacute possiacutevel sobrevivermos sem o uso de pilhas e baterias
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Atividade 3 Trechos do filme WALL-E
Converse com o seu professor sobre o filme a ser assistido na escola caso natildeo seja possiacutevel assista o filme em casa para auxiliaacute-lo nessa atividade
Questotildees para sala de aula reflexatildeo dos assuntos abordados no filme
5 Sente-se um escravo da tecnologia atual ( especificamente aqueles que em curto espaccedilo de tempo geram lixo eletrocircnico tais como celular Ipod Iphone etc) 6 Ficou sensibilizado sobre a quantidade de lixo eletrocircnico que o homem produz 7 Haacute uma remota possibilidade de o Planeta ser recuperado 8 Qual a sua opiniatildeo sobre a mensagem que o filme Wall-E passa 9 Viacutedeo WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97
minutos) som e cor
Situaccedilatildeo de aprendizagem 2 - Que tipos de materiais existem em uma pilha que
a classifique como poluidora do meio ambiente
Apoacutes a visatildeo do que vocecirc teve do filme e discussatildeo de trechos que falam sobre
impactos ambientais provocados pelo mau descarte de pilhas e baterias vocecirc
imagina quais seriam os agentes contaminantes
Atividade 1 Experimento demonstrativo ndash Desmontagem de uma pilha
No inicio da aula entregue para o seu professor um desenho que demonstre os
componentes que estruturam uma pilha
Apoacutes o teacutermino da desmontagem faccedila um novo desenho colocando aquilo que vocecirc
observou Compare o primeiro com o segundo desenho e em poucas linhas
descreva o que mais lhe chamou a atenccedilatildeo
Atividade 2 Buscando orientaccedilotildees com o professor para trabalho de
pesquisa
Leve para sala de aula revistas jornaislivros e mateacuterias de internet trazendo
informaccedilotildees sobre pilha ecologicamente correta
Atividade 3 Reciclagem de pilhas
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Apoacutes a viacutedeoaula sobre a reciclagem de pilhas elabore um artigo de opiniatildeo sobre
a importacircncia da reciclagem de pilhas em favor do meio ambiente e a necessidade
de maiores investimentos nessa aacuterea Ao final entregue a seu professor
Atividade 4 Pesquisa em grupo Pilha ideal
A partir de uma preacutevia busca em revistas jornais livros e internet procure obter
informaccedilotildees sobre uma pilha ideal
Atividade 5 Escolha da Pilha ideal
Apresente o material para o professor e os seus colegas para que seja feita a
escolha da melhor ideia
Questotildees para anaacutelise das ideacuteias sobre pilha ideal
5 Eacute possiacutevel produzir energia eleacutetrica atraveacutes de uma transformaccedilatildeo quiacutemica
6 Explique o surgimento da energia eleacutetrica nas transformaccedilotildees quiacutemicas
7 Podemos montar uma pilha ecologicamente correta
8 O funcionamento de uma pilha soacute acontece atraveacutes de transformaccedilatildeo quiacutemica Explique
Situaccedilatildeo de aprendizagem 3- O lado cientiacutefico da Pilha
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem permitiraacute a vocecirc compreender melhor o
funcionamento de uma pilha( conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
) e a produccedilatildeo de novos materiais atraveacutes da eletrolise (conversatildeo natildeo espontacircnea
energia eleacutetrica em quiacutemica) com experimentos Para essa situaccedilatildeo eacute importante
que vocecirc observe e anote em seu caderno tudo que se alterou
48
Atividade 1 O experimento da pilha do Daniel
Questotildees que podem auxiliaacute-lo durante a execuccedilatildeo do experimento
6 As placas mudaram de cor apoacutes serem mergulhadas na soluccedilatildeo Explique
7 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
8 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
9 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
7 Limpar as placas com palha de accedilo
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8 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 9 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 10 Interligar os dois potes com a ponte salina 11 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 12 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e
transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo
PauloEdusp 1998
Atividade 2 Anaacutelise sobre experimento
Questotildees sobre o experimento
9 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 10 Como a energia eleacutetrica foi obtida 11 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 12 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 13 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 14 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 15 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 16 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha
UM POUCO DE ELETROQUIMICA
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A eletroquiacutemica estuda o aproveitamento da transferecircncia de eleacutetrons entre
diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-
versa
Pilhas conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
Eletroacutelise conversatildeo natildeo espontacircnea de energia eleacutetrica em quiacutemica
A seguir estatildeo descritos alguns termos que apareceratildeo no estudo da eletroquiacutemica
ELETRODOS Satildeo assim chamadas as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com
a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica
AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
ENTRA na soluccedilatildeo
CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
DEIXA a soluccedilatildeo
d) ELETROacuteLITOS Satildeo assim chamadas todas as soluccedilotildees que CONDUZEM a
corrente eleacutetrica
e) IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na
soluccedilatildeo
AcircNODO Eletrodo do qual saem os eleacutetrons para o circuito externo da ceacutelula
CAacuteTODO Eletrodo no qual entram os eleacutetrons atraveacutes do circuito externo da ceacutelula
f) CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que
conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e
mergulhados num eletroacutelito
Resumindo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons ( diminuiccedilatildeo de Nox)
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons ( aumento de Nox)
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida (Nox aumenta)
Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz (Nox diminui)
O redutor reduz o oxidante
O oxidante oxida o redutor
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em
energia eleacutetrica
51
Cada substacircncia possui uma maior ou menor tendecircncia de perder eleacutetrons
tendecircncia esta chamada de Potencial de Oxidaccedilatildeo Deste modo uma substacircncia X
que tenha um potencial de oxidaccedilatildeo maior que uma substacircncia Y iraacute perder seus
eleacutetrons gradativamente para esta substacircncia se as duas estiverem juntas
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do
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eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu++ Isso provocaraacute diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
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Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
Atividade 3 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o
experimento da pilha de Daniel
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas
dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os
relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em
eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e
conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em
sete itens principais
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Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve
comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos
resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo
do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos
objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser
esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram
utilizados no experimento
32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute
apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela
caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o
experimento
10 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a
profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno
Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos
pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
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Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento
e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na
redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os
objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem
de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed
Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo
de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO
BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro
ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2
ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte
das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos
ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos
Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o
aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Atividade 1 Montagem de um Mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias vocecirc poderaacute construir
o seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo em que vocecirc iraacute aplicar o que
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aprendeu preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo na entrada da
escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas
sobre o assunto estudado Orientado pelo seu professor vocecirc desenvolveraacute accedilotildees
sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre
o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente Poderaacute tambeacutem
compor muacutesicas sobre os assuntos abordados
Atividade 2 Montagem de um Portifolio
Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-
avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos
ao longo do bimestre de modo que venha justificar a questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil
toneladas de lixo eletrocircnico por hora dentro deste destacam-se pilhas e
baterias Este lixo eacute jogado na natureza provocando vaacuterios problemas
ambientais Quais os problemas ambientais que as pilhas e baterias provocam
na natureza e como podemos evitaacute-losrdquo citada no inicio do bimestre
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REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
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O Brasil produz cerca de 800 milhotildees de pilhas comuns por ano o que representa seis unidades por habitante Deve-se lembrar que uma uacutenica pilha contamina o solo durante 50 anos Circulam anualmente 10 milhotildees de baterias de celular 12 milhotildees de baterias automotivas e 200 mil baterias industriais Do total de pilhas e baterias consumidas no paiacutes quase 70 satildeo constituiacutedas principalmente por zinco e caacutedmio aproximadamente 30 por amocircnia e manganecircs Ao se desfazer de pilhas e baterias usadas em local inadequado pode-se contaminar o solo a aacutegua e o ar Atraveacutes da cadeia alimentar esse produto chega aos seres humanos causando doenccedilas que afetam o sistema nervoso central Todos satildeo considerados bioacumulativos - acumula-se no organismo ao longo do tempo
RECICLAVEISCOMBR
TEXTO 2Pilhas e baterias usadas devem ser devolvidas a fabricantes
Embora seja de junho de 1999 a determinaccedilatildeo do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama) que prevecirc a devoluccedilatildeo de pilhas e baterias que contenham metais pesados aos fabricantes depois do fim de sua vida uacutetil ainda hoje essa medida natildeo eacute adotada com abrangecircncia Conforme a determinaccedilatildeo do Conama as empresas tecircm de reciclar ou dar uma destinaccedilatildeo final adequada (armazenar em local apropriado ou incinerar por exemplo) a esses materiais para evitar o risco de contaminaccedilatildeo ambiental e possiacuteveis danos agrave sauacutede puacuteblica
A medida atinge principalmente o setor industrial mas tambeacutem vale para os cidadatildeos comuns consumidores de pilhas e baterias geralmente usadas em automoacuteveis filmadoras telefones celular e barbeadores (veja na tabela abaixo os tipos de pilhas e baterias suas composiccedilotildees e finalidades)
Conforme a Resoluccedilatildeo 25799 do Conama as empresas que desobedecerem agrave norma de recolhimento dos produtos poderatildeo ser enquadradas na Lei de Crimes Ambientais Jaacute os consumidores tecircm papel fundamental no processo de recolhimento de baterias principalmente as usadas em celulares conforme Cleusa de Morais Gomes assessora teacutecnica da Secretaria de Qualidade Ambiental nos Assentamentos Humanos (SQA)
Cleusa lembra que ao inveacutes de ser jogado no lixo o material deve ser devolvido agrave rede autorizada dos fabricantes que satildeo obrigados a instalar um posto de recolhimento junto aos pontos de vendas de celulares ou nos serviccedilos teacutecnicos de conserto A cooperaccedilatildeo dos consumidores eacute essencial para que os fabricantes possam recolher as baterias usadas
Devem ser devolvidas ao fabricante ou importador
Tipo Bateria de Chumbo Aacutecido Aplicaccedilatildeo Induacutestrias automoacuteveis filmadoras
10
Tipo Pilhas e baterias de niacutequel caacutedmio Aplicaccedilatildeo Telefone celular telefone sem fio barbeador e outros aparelhos que usam pilhas e baterias recarregaacuteveis
Tipo Pilhas e baterias de oacutexido de mercuacuterio Aplicaccedilatildeo Instrumentos de navegaccedilatildeo e aparelhos de instrumentaccedilatildeo e controle
Podem ser descartadas no lixo comum
Tipo Comuns e alcalinas com ZincoManganecircs e AlcalinaManganecircs Aplicaccedilatildeo Brinquedos lanterna raacutedio controle remoto raacutedio-reloacutegio equipamento fotograacutefico pager walkman
Jornal On line terra
Metais pesados contaminam meio ambiente e oferecem riscos agrave saude puacuteblica
Estima-se que cada bateria ou pilha depositada de forma inadequada no meio ambiente contamine uma aacuterea de um metro quadrado Entretanto o dano ambiental pode ser maior se a quantidade desses equipamentos jogados em lixotildees for muito alta
A dissoluccedilatildeo de metais pesados depositados em aterros sanitaacuterios improacuteprios pode contaminar lenccediloacuteis freaacuteticos e o ambiente local Em aterros a dissoluccedilatildeo dos metais eacute mais faacutecil devido agrave acidez da aacuterea Isso facilita a acumulaccedilatildeo de metais pesados na cadeia alimentar atraveacutes da contaminaccedilatildeo de animais e vegetais que podem causar a intoxicaccedilatildeo de seres humanos que venham a consumir esses alimentos afetados Metais pesados como chumbo caacutedmio mercuacuterio e seus compostos podem provocar graves doenccedilas neuroloacutegicas aleacutem de afetar a condiccedilatildeo motora
Pilhas e baterias comuns (pequenas usadas em raacutedios por exemplo) podem ser descartadas no lixo domeacutestico de acordo com a determinaccedilatildeo do Conama No entanto a professora Andreacutea Bernardes do Departamento de Engenharia de Materiais da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) avalia que esses produtos que acabam sendo depositados em aterros sanitaacuterios soacute poderiam ser descartados nestes locais se houvesse o tratamento adequado do chorume (substacircncia liacutequida encontrada em lixotildees) O chorume contaminado com metais pesados contaminaraacute tambeacutem a terra e os lenccediloacuteis freaacuteticos
Marcelo Furtado coordenador da aacuterea de substacircncias toacutexicas do Greenpeace vecirc com bons olhos a determinaccedilatildeo do Conama A iniciativa serve como incentivo para que as empresas passem a reduzir o uso de substacircncias toacutexicas para evitar todo o processo de recolhimento de baterias e pilhas usadas
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diz Ele lembra que a tendecircncia eacute que substacircncias reciclaacuteveis sejam usadas cada vez mais para que a reutilizaccedilatildeo dos produtos seja constante
Danilo FantinelRedaccedilatildeo Terra
TEXTO 3Resoluccedilatildeo Nordm 257 de 30 de junho de 1999 Pilhas e baterias usadas
O Conselho Nacional do Meio Ambiente - Conama no uso das atribuiccedilotildees e competecircncias que lhe satildeo conferidas pela Lei no 6938 de 31 de agosto de 1981 e pelo Decreto no 99274 de 6 de junho de 1990 e conforme o disposto em seu Regimento Interno e Considerando os impactos negativos causados ao meio ambiente pelo descarte inadequado de pilhas e baterias usadas Considerando a necessidade de se disciplinar o descarte e o gerenciamento ambientalmente adequado de pilhas e baterias usadas no que tange agrave coleta reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final Considerando que tais resiacuteduos aleacutem de continuarem sem destinaccedilatildeo adequada e contaminando o ambiente necessitam por suas especificidades de procedimentos especiais ou diferenciados resolve Art 1o As pilhas e baterias que contenham em suas composiccedilotildees chumbo caacutedmio mercuacuterio e seus compostos necessaacuterias ao funcionamento de quaisquer tipos de aparelhos veiacuteculos ou sistemas moacuteveis ou fixos bem como os produtos eletro-eletrocircnicos que as contenham integradas em sua estrutura de forma natildeo substituiacutevel apoacutes seu esgotamento energeacutetico seratildeo entregues pelos usuaacuterios aos estabelecimentos que as comercializam ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelas respectivas induacutestrias para repasse aos fabricantes ou importadores para que estes adotem diretamente ou por meio de terceiros os procedimentos de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final ambientalmente adequada Paraacutegrafo Uacutenico As baterias industriais constituiacutedas de chumbo caacutedmio e seus compostos destinadas a telecomunicaccedilotildees usinas eleacutetricas sistemas ininterruptos de fornecimento de energia alarme seguranccedila movimentaccedilatildeo de cargas ou pessoas partida de motores diesel e uso geral industrial apoacutes seu esgotamento energeacutetico deveratildeo ser entregues pelo usuaacuterio ao fabricante ou ao importador ou ao distribuidor da bateria observado o mesmo sistema quiacutemico para os procedimentos referidos no caput deste artigo Art 2o Para os fins do disposto nesta Resoluccedilatildeo considera-se I - bateria conjunto de pilhas ou acumuladores recarregaacuteveis interligados convenientemente(NBR 703987) II - pilha gerador eletroquiacutemico de energia eleacutetrica mediante conversatildeo geralmente irreversiacutevel de energia quiacutemica(NBR 703987) III - acumulador chumbondashaacutecido acumulador no qual o material ativo das placas positivas eacute constituiacutedo por compostos de chumbo e os das placas negativas essencialmente por chumbo sendo o eletroacutelito uma soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico (NBR 703987) IV - acumulador (eleacutetrico) dispositivo eletroquiacutemico constituiacutedo de um elemento eletroacutelito e caixa que armazena sob forma de energia quiacutemica a energia eleacutetrica que lhe seja fornecida e que a restitui quando ligado a um circuito consumidor(NBR 703987) V - baterias industriais satildeo consideradas baterias de aplicaccedilatildeo industrial aquelas que se destinam a aplicaccedilotildees estacionaacuterias tais como telecomunicaccedilotildees usinas eleacutetricas sistemas ininterruptos de fornecimento de energia alarme e seguranccedila uso geral industrial e para partidas de motores diesel ou ainda tracionaacuterias tais como as utilizadas para movimentaccedilatildeo de cargas ou pessoas e carros eleacutetricos VI - baterias veiculares satildeo consideradas baterias de aplicaccedilatildeo veicular aquelas utilizadas para partidas de sistemas propulsores eou
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como principal fonte de energia em veiacuteculos automotores de locomoccedilatildeo em meio terrestre aquaacutetico e aeacutereo inclusive de tratores equipamentos de construccedilatildeo cadeiras de roda e assemelhados VII - pilhas e baterias portaacuteteis satildeo consideradas pilhas e baterias portaacuteteis aquelas utilizadas em telefonia e equipamentos eletro-eletrocircnicos tais como jogos brinquedos ferramentas eleacutetricas portaacuteteis informaacutetica lanternas equipamentos fotograacuteficos raacutedios aparelhos de som reloacutegios agendas eletrocircnicas barbeadores instrumentos de mediccedilatildeo de afericcedilatildeo equipamentos meacutedicos e outros VIII - pilhas e baterias de aplicaccedilatildeo especial satildeo consideradas pilhas e baterias de aplicaccedilatildeo especial aquelas utilizadas em aplicaccedilotildees especiacuteficas de caraacuteter cientiacutefico meacutedico ou militar e aquelas que sejam parte integrante de circuitos eletro-eletrocircnicos para exercer funccedilotildees que requeiram energia eleacutetrica ininterrupta em caso de fonte de energia primaacuteria sofrer alguma falha ou flutuaccedilatildeo momentacircnea Art 3o Os estabelecimentos que comercializam os produtos descritos no art1o bem como a rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelos fabricantes e importadores desses produtos ficam obrigados a aceitar dos usuaacuterios a devoluccedilatildeo das unidades usadas cujas caracteriacutesticas sejam similares agravequelas comercializadas com vistas aos procedimentos referidos no art 1o Art 4o As pilhas e baterias recebidas na forma do artigo anterior seratildeo acondicionadas adequadamente e armazenadas de forma segregada obedecidas as normas ambientais e de sauacutede puacuteblica pertinentes bem como as recomendaccedilotildees definidas pelos fabricantes ou importadores ateacute o seu repasse a estes uacuteltimos Art 5o A partir de 1o de janeiro de 2000 a fabricaccedilatildeo importaccedilatildeo e comercializaccedilatildeo de pilhas e baterias deveratildeo atender aos limites estabelecidos a seguir I - com ateacute 0025 em peso de mercuacuterio quando forem do tipo zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs II - com ateacute 0025 em peso de caacutedmio quando forem do tipo zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs III - com ateacute 0400 em peso de chumbo quando forem do tipo zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs IV - com ateacute 25 mg de mercuacuterio por elemento quando forem do tipo pilhas miniaturas e botatildeo Art 6o A partir de 1o de janeiro de 2001 a fabricaccedilatildeo importaccedilatildeo e comercializaccedilatildeo de pilhas e baterias deveratildeo atender aos limites estabelecidos a seguir I - com ateacute 0010 em peso de mercuacuterio quando forem do tipo zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs II - com ateacute 0015 em peso de caacutedmio quando forem dos tipos alcalina-manganecircs e zinco-manganecircs III - com ateacute 0200 em peso de chumbo quando forem dos tipos alcalina-manganecircs e zinco-manganecircs Art 7o Os fabricantes dos produtos abrangidos por esta Resoluccedilatildeo deveratildeo conduzir estudos para substituir as substacircncias toacutexicas potencialmente perigosas neles contidas ou reduzir o teor das mesmas ateacute os valores mais baixos viaacuteveis tecnologicamente Art 8o Ficam proibidas as seguintes formas de destinaccedilatildeo final de pilhas e baterias usadas de quaisquer tipos ou caracteriacutesticas I - lanccedilamento in natura a ceacuteu aberto tanto em aacutereas urbanas como rurais II - queima a ceacuteu aberto ou em recipientes instalaccedilotildees ou equipamentos natildeo adequados conforme legislaccedilatildeo vigente III - lanccedilamento em corpos daacutegua praias manguezais terrenos baldios poccedilos ou cacimbas cavidades subterracircneas em redes de drenagem de aacuteguas pluviais esgotos eletricidade ou telefone mesmo que abandonadas ou em aacutereas sujeitas agrave inundaccedilatildeo Art 9o No prazo de um ano a partir da data de vigecircncia desta resoluccedilatildeo nas mateacuterias publicitaacuterias e nas embalagens ou produtos descritos no art 1o deveratildeo constar de forma visiacutevel as advertecircncias sobre os riscos agrave sauacutede humana e ao meio ambiente bem como a necessidade de apoacutes seu uso serem devolvidos aos revendedores ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada para
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repasse aos fabricantes ou importadores Art 10 Os fabricantes devem proceder gestotildees no sentido de que a incorporaccedilatildeo de pilhas e baterias em determinados aparelhos somente seja efetivada na condiccedilatildeo de poderem ser facilmente substituiacutedas pelos consumidores apoacutes sua utilizaccedilatildeo possibilitando o seu descarte independentemente dos aparelhos Art 11 Os fabricantes os importadores a rede autorizada de assistecircncia teacutecnica e os comerciantes de pilhas e baterias descritas no art 1o ficam obrigados a no prazo de doze meses contados a partir da vigecircncia desta resoluccedilatildeo implantar os mecanismos operacionais para a coleta transporte e armazenamento Art 12 Os fabricantes e os importadores de pilhas e baterias descritas no art 1o ficam obrigados a no prazo de vinte e quatro meses contados a partir da vigecircncia desta Resoluccedilatildeo implantar os sistemas de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final obedecida a legislaccedilatildeo em vigor Art 13 As pilhas e baterias que atenderem aos limites previstos no artigo 6o poderatildeo ser dispostas juntamente com os resiacuteduos domiciliares em aterros sanitaacuterios licenciados Paraacutegrafo Uacutenico Os fabricantes e importadores deveratildeo identificar os produtos descritos no caput deste artigo mediante a aposiccedilatildeo nas embalagens e quando couber nos produtos de siacutembolo que permita ao usuaacuterio distinguiacute-los dos demais tipos de pilhas e baterias comercializados Art 14 A reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou a disposiccedilatildeo final das pilhas e baterias abrangidas por esta resoluccedilatildeo realizadas diretamente pelo fabricante ou por terceiros deveratildeo ser processadas de forma tecnicamente segura e adequada com vistas a evitar riscos agrave sauacutede humana e ao meio ambiente principalmente no que tange ao manuseio dos resiacuteduos pelos seres humanos filtragem do ar tratamento de efluentes e cuidados com o solo observadas as normas ambientais especialmente no que se refere ao licenciamento da atividade Paraacutegrafo Uacutenico Na impossibilidade de reutilizaccedilatildeo ou reciclagem das pilhas e baterias descritas no art 1o a destinaccedilatildeo final por destruiccedilatildeo teacutermica deveraacute obedecer as condiccedilotildees teacutecnicas previstas na NBR - 11175 - Incineraccedilatildeo de Resiacuteduos Soacutelidos Perigosos - e os padrotildees de qualidade do ar estabelecidos pela Resoluccedilatildeo Conama no 03 de 28 de junho de l990 Art 15 Compete aos oacutergatildeos integrantes do SISNAMA dentro do limite de suas competecircncias a fiscalizaccedilatildeo relativa ao cumprimento das disposiccedilotildees desta resoluccedilatildeo Art 16 O natildeo cumprimento das obrigaccedilotildees previstas nesta Resoluccedilatildeo sujeitaraacute os infratores agraves penalidades previstas nas Leis no 6938 de 31 de agosto de 1981 e no 9605 de 12 de fevereiro de 1998 Art 17 Esta Resoluccedilatildeo entra em vigor na data de sua publicaccedilatildeo
Publicado em 18-09-2008
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TEXTO 4 Pilhas e baterias podem ter primeiro avanccedilo significativo em 200 anos Redaccedilatildeo do Site Inovaccedilatildeo Tecnoloacutegica 15022006
Dois grupos de pesquisadores trabalhando isoladamente anunciaram quase ao mesmo tempo a descoberta do que poderaacute se tornar o mais importante avanccedilo nas baterias desde a sua invenccedilatildeo haacute mais de 200 anos Aleacutem dos aparelhos portaacuteteis uma infinidade de aplicaccedilotildees utiliza as baterias como fonte de energia de sistemas de no-breaks ateacute veiacuteculos hiacutebridos Mas sua tecnologia natildeo sofreu nenhum avanccedilo radical nos uacuteltimos anos
Cientistas dos Laboratoacuterios Bell e da empresa mPhase relataram a construccedilatildeo de um protoacutetipo de bateria inteligente a partir de materiais nanoscoacutepicos capaz de fornecer energia natildeo de forma contiacutenua como as pilhas e baterias tradicionais mas apenas quando essa energia for necessaacuteria
O protoacutetipo ainda eacute pequeno produzindo energia suficiente para alimentar um LED Mas os cientistas estatildeo entusiasmados com seu potencial
A nova bateria eacute a demonstraccedilatildeo praacutetica de uma descoberta feita pelos mesmos pesquisadores de que um eletroacutelito permanece sobre superfiacutecies nanoestruturadas ateacute ser estimulado a fluir Esse estiacutemulo eacute o gatilho para que a nova bateria comece a produzir eletricidade
Esse comportamento inteligente poderaacute permitir a ativaccedilatildeo das baterias quando necessaacuterio aumentando enormemente sua vida uacutetil
Ultracapacitores
Jaacute os pesquisadores Joel E Schindall John G Kassakian e Riccardo Signorelli do MIT Estados Unidos utilizaram membranas criadas com nanotubos de carbono para aprimorar um outro tipo de dispositivo de armazenagem de energia chamado ultracapacitor Com a melhoria o novo componente poderaacute vir a substituir as atuais pilhas e baterias
Os capacitores armazenam energia como um campo eleacutetrico o que os torna mais eficientes do que as baterias tradicionais que retiram sua energia de reaccedilotildees quiacutemicas Jaacute os ultracapacitores satildeo ceacutelulas de armazenamento funcionando no mesmo princiacutepio dos capacitores mas capazes de fornecer quantidades enormes de energia instantaneamente Eles jaacute satildeo utilizados em veiacuteculos experimentais principalmente aqueles movidos por ceacutelulas a combustiacutevel
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Ateacute agora poreacutem os ultracapacitores necessitavam ser muito maiores do que as baterias para fornecer a mesma quantidade de energia Os cientistas resolveram o problema lidando com os campos eleacutetricos em niacutevel atocircmico Eles utilizaram uma membrana construiacuteda com nanotubos de carbono alinhados verticalmente
A capacidade de armazenamento de um ultracapacitor depende da aacuterea superficial de seus eletrodos Atualmente esses eletrodos satildeo feitos de carbono ativado um material extremamente poroso o que se traduz em uma enorme aacuterea superficial Mas seus poros satildeo irregulares o que significa que essa aacuterea natildeo eacute tatildeo grande quanto poderia ser reduzindo a eficiecircncia do ultracapacitor
Jaacute os nanotubos de carbono tecircm um desenho perfeitamente regular aleacutem de possuir diacircmetros de apenas alguns poucos aacutetomos A membrana construiacuteda com eles apresenta uma aacuterea superficial muito maior o que se traduz em uma eficiecircncia incomparaacutevel no armazenamento de energia
Os cientistas afirmam jaacute deter a tecnologia para a fabricaccedilatildeo das membranas de nanotubos de carbono em qualquer formato o que poderaacute facilitar a fabricaccedilatildeo de ultracapacitores nos formatos das pilhas e baterias tradicionalmente utilizados em aparelhos eletrocircnicos
Questotildees desencadeadoras para discussatildeo dos textos
1 Cite algumas das questotildees ambientais relacionadas ao uso de pilhas e baterias Qual deve ser a postura da populaccedilatildeo em relaccedilatildeo a essas questotildees 2 Com base na legislaccedilatildeo apresentada explique como deve ser feito o descarte de pilhas e baterias Quais impecilhos poderatildeo dificultar o cumprimento da lei 3 Qual o destino que deve ser dado agraves pilhas que seratildeo descartadas Existem formas de reciclagem Quais 4 Considerando os impactos ambientais que podem ocorrer do descarte inadequado das pilhas e baterias qual a sua opiniatildeo sobre o uso delas Existe uma ideal Explique 5 Vocecirc acha que hoje eacute possiacutevel sobrevivermos sem o uso de pilhas e baterias
Aula 3 viacutedeo aulas de conscientizaccedilatildeo sobre descarte de pilhas
Nessa aula pode-se discutir com os alunos os problemas ambientais causados pelo descarte inadequado de pilhas e com isso incentivar o nosso aluno a uma nova mudanccedila de atitude em relaccedilatildeo ao meio ambiente e tomada de posiccedilatildeo ecologicamente correta Como sugestatildeo estatildeo um desenho animado e uma reportagem que podem ser abordadas com questotildees orais e escrita sobre a preocupaccedilatildeo com o descarte das pilhas e seus efeitos Pode-se pedir tambeacutem que elaborem textos do gecircnero artigo de opiniatildeo sobre o assunto em questatildeo (Sugere-se que os alunos assistam o filme WALL-E em casa e tragam seus pontos de vista para debate posterior em salaOutra maneira de trabalhar com esse tipo de recurso visual seria uma preacutevia ediccedilatildeo dos filmes indicados onde o professor selecionaria as cenas com a intenccedilatildeo de promover debates em sala )
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Questotildees para discussatildeo das miacutedias apresentadasque tambeacutem podem ser ferramentas para um debate
1 Sente-se um escravo da tecnologia atual ( especificamente aqueles que em curto espaccedilo de tempo geram lixo eletrocircnico tais como celular Ipod Iphone etc) 2 Ficou sensibilizado sobre a quantidade de lixo eletrocircnico que o homem produz 3 Haacute uma remota possibilidade de o Planeta ser recuperado 4 Qual a sua opiniatildeo sobre a mensagem que o filme Wall-E passa
Viacutedeo 1 IMPACTOS AMBIENTAIS Desenho animado sobre educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambiental retirado do site WWWyoutubecombr (1min e 45 segundos)
Viacutedeo 2 RECICLAGEM DE PILHAS Cidades e soluccedilotildees Globo News retirado do site WWWyoutubecombr (22 min e 35 segundos)
Viacutedeo 3WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
AVALIACcedilAtildeO DA UNIDADE
Ao final do estudo desta situaccedilatildeo de aprendizagem espera-se que o nosso educando tome uma posiccedilatildeo ecologicamente correta sabendo dos males que um descarte inadequado de pilhas e baterias possa causar ao meio ambiente
Situaccedilatildeo de aprendizagem 2 - Que tipos de materiais existem em uma pilha que a classifique como poluidora do meio ambiente
A partir de um experimento investigativo o nosso educando eacute instigado a pensar refletir sobre os componentes presentes em uma pilha e o principio de funcionamento desta Nesta situaccedilatildeo de aprendizagem os alunos seratildeo estimulados a dar explicaccedilotildees para as observaccedilotildees feitas e aplicaratildeo os conhecimentos que jaacute possuem sobre pilhas e baterias adquiridos na situaccedilatildeo anterior e atraveacutes de pesquisas posteriores ao experimento investigativo os alunos teratildeo contato com diversas fontes de pesquisa faratildeo anaacutelise das informaccedilotildees nelas contidas com o estabelecimento de relaccedilotildees entre elas para a elaboraccedilatildeo de conclusotildees Este processo estimula uma reflexatildeo efetiva dos alunos favorecendo uma aprendizagem mais significativa
Conteuacutedos e temas pilhas e aplicaccedilotildees das transformaccedilotildees que ocorrem com o envolvimento de eletricidade
Competecircncias e a habilidades avaliar a composiccedilatildeo das pilhas e o impacto que poderatildeo causar quando descartadas inadequadamente elencar impactos causados pelo uso industrial dos processos de eletroacutelise e discussotildees sobre a viabilidade do uso de diferentes fontes de energia
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Estrateacutegias leitura e discussotildees de textos debates realizaccedilatildeo de pesquisas e anaacutelise de resultados experimentais
Recursos livros didaacuteticos paradidaacuteticos perioacutedicos pesquisa na internet materiais para experimento
Nuacutemero de aulas 5
AULA 1 EXPERIMENTO INVESTIGATIVO Quais componentes estatildeo presentes em uma Pilha
Devido a toxidade presente nos componentes da pilha (chapa de accedilozincobastatildeo de carbonodioacutexido de manganecircs e cloretos de zinco e amocircnio) sugere-se um experimento de natureza demonstrativa tais como desmontar uma pilha passo a passo conforme figuras abaixo e tambeacutem pesquisar viacutedeos no youtube sobre desmontagem de pilhas ou pode produzir uma filmagem da desmontagem da pilha uma vez que a ideia eacute preservar o meio ambiente Entatildeo os viacutedeos satildeo uma ideia aceitaacutevel
A ideacuteia de trabalhar esse experimento eacute demonstrar para o aluno os componentes de uma pilha o aluno durante o experimento deve ser questionado a todo tempo sobre os materiais existentes em uma pilha e o que pode prejudicar o meio ambiente apoacutes o descarte
Sugestotildees de questotildees para os alunos
1 Quais os componentes presentes em uma pilha
2 Quantos materiais perigosos podem conter uma pilhaExplique por que esses materiais satildeo perigosos
3 Seraacute que os materiais de uma pilha podem ter alguma utilidade ao ser humano
Outra sugestatildeo eacute pedir para o aluno fazer um desenho da pilhas antes e depois do experimento
ROTEIRO EXPERIMENTAL DESMONTAGEM DE PILHA
OBJETIVO Mostrar a constituiccedilatildeo quiacutemica de uma pilha e obter a partir dela alguns reagentes aproveitaacuteveis em aulas praacuteticas de laboratoacuterio
MATERIAL
1 pilha comum
Canivete
Chave de fenda
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Alicate
Funil plaacutestico
Filtro de papel
Bico de bunsen ou lamparina com aacutelcool
Beacutequer (pyrex)
Tripeacute
Tela de amianto
Espaacutetula (ou palito de sorvete)
Baqueta de vidro
Erlenmeyer
REAGENTES
Aacutegua destilada
PROCEDIMENTO
1 Com auxilio de um canivete abrir a pilha ao longo da emendaretirando a proteccedilatildeo de accedilo
2 Desenrolar bem a chapa obtida
3 Retirar o papelatildeo ou plaacutestico que se encontra abaixo da chapa de accedilo
4 O zinco eacute a camada que vem logo a seguir devendo ser retirado lavado com aacutegua e detergente colocando-o para secar
5 Finalmente retirar o bastatildeo preto e central da pilha (bastatildeo de carbono)lavando-o igualmente com aacutegua e detergente e transferir o resto do conteuacutedo da pilha para um beacutequer ou um copo de vidro
6 Acrescentar agrave esta mistura aproximadamente 50 ml de aacutegua e agitar bem
7 Filtrar a misturarecolhendo o filtrado em um erlenmeyere em seguidaabrir o papel de filtro com resiacuteduo para deixaacute-lo secar
8 Depois de secoguarde o poacute preto obtido (dioacutexido de manganecircs)em um frasco rotulado
9 Aquecer o filtrado com o auxilio do bico de bunsen (ou lamparina )ateacute toda a aacutegua evaporar
10 Depois de filtrarguardar os cristais em um frasco devidamente rotulado
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O filtrado conteacutem a misturas de cloretos de zinco e amocircnio ambos soluacuteveis em aacutegua
Observaccedilatildeo O invoacutelucro de accedilo pode ser usado como cadinho para uma secagem raacutepida e de pequenas quantidades de dioacutexido de manganecircs obtido
BIBLIOGRAFIA BRAATHENPCet AL Curso de treinamento de professores de segundo grau- Moacutedulo de QuiacutemicaViccedilosaMGUniversidade Federal de Viccedilosa1989
A seguir sequumlecircncia de fotos da desmontagem de uma pilha
Figura 1-pilha antes da desmontagem
Figura 2-passo1 retirada do invoacutelucro
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Figura 3-passo 2 retirada da camada de papelatildeo
Figura 4-passo 3 retirada da parte superior
Figura 5-passo 4 retirada do bastatildeo de carbono
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Figura 6- passo 5 retirada do poacute preto de dioacutexido de manganecircs
Figura 7 passo 6 visualizaccedilatildeo do interior da pilha
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Figura 8-passo 7 visualizaccedilatildeo de todos os componentes presentes em uma pilha
Para colaborar na avaliaccedilatildeo dessa aula investigativa e demonstrativa o ideal seria que o professor retomasse as questotildees que foram aplicadas no inicio da aula
AULA 2 Pilhas e baterias conceituaccedilatildeo a partir de pesquisas em livros didaacuteticos paradidaacuteticos internet e revistas especializadas
Com intuito de melhorar o conhecimento cientiacutefico dos alunos pode-se orientaacute-los para realizarem uma pesquisa literaacuteria sobre o que vem a ser pilha e bateria e os possiacuteveis problemas ambientais causados pelos usos e descarte inadequados destes Esta pesquisa pode ser realizada em grupo ou individualmente em sala ou extraclasse (a criteacuterio do professor) O objetivo da pesquisa eacute que os alunos com o auxilio do professor durante a aula aprenda transpor a linguagem da ciecircncia comum para a linguagem cientiacutefica compreendendo termos teacutecnicos especiacuteficos da Quiacutemica para opinar e atuar como cidadatildeo ou profissional num futuro proacuteximo de forma eacutetica
AULA 3 Visita virtual a uma induacutestria de reciclagem
Apoacutes discussotildees introdutoacuterias feitas na situaccedilatildeo de aprendizagem anterior pode-se fazer uma visita virtual no site do youtube onde poderatildeo assistir a um filme ( 5 minutos de duraccedilatildeo) da empresa de reciclagem de pilhas SUZAQUIM tem-se a possibilidade de se observar um processo quiacutemico de reciclagem de pilhas e baterias ( a visita fiacutesica eacute praticamente impossiacutevel de se realizar devido ao ambiente ser improacuteprio para essa finalidade) Finaliza-se essa primeira etapa do processo de aprendizagem pedindo aos alunos um relatoacuterio na forma de artigo de
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opiniatildeo sobre a importacircncia da reciclagem de pilhas em favor do meio ambiente e a necessidade de maiores investimentos nessa aacuterea
AULA 4 Modelo de pilha ideal
Considerando que agrave essa altura os nossos alunos jaacute tenham conhecimento sobre descarte de pilhas e baterias podemos inicializar a segunda etapa da unidade didaacutetica propondo que criem um modelo ideal de pilha (que impacte minimamente o meio ambiente) Essa atividade pode ser realizada em grupo os alunos teratildeo como material base informaccedilotildees jaacute trabalhadas anteriormente
Pode-se sugerir temas como
Pilhas recarregaacuteveis
Fontes de energias alternativas
Utilizaccedilatildeo de metais natildeo agressivos ao meio ambiente ou novos processos de eletroacutelise
Professor e alunos levaratildeo agrave sala de aula livros didaacuteticos paradidaacuteticos perioacutedicos e materiais da internet para consulta e realizaccedilatildeo da atividade propostaOs alunos seratildeo orientados pelo professor para em grupo montarem um modelo ideal de pilha que poderaacute ser apresentada na aula seguinte em forma de seminaacuterio experimento demonstrativo slides ou filmagens
Observaccedilatildeo para facilitar o trabalho o professor pode pedir aos alunos que usem os recursos mencionados acima para confecccedilatildeo do material a ser apresentado extraclasse
AULA 5 Modelos de pilhas produzidos apresentaccedilatildeo
Nesta aula o objetivo eacute que os alunos apresentem o seu modelo ideal de pilha escolhidos e idealizados na aula anterior e produzidos extraclasse Natildeo resta a menor duacutevida que seraacute um facilitador para o aprofundamento dos conteuacutedos gerais e especiacuteficos desta unidade didaacutetica Para que isso aconteccedila pode-se desencadear uma discussatildeo e um acordo coletivo para escolha da melhor pilha apresentada para que a haja compreensatildeo do processo de transformaccedilatildeo de energia quiacutemica em eleacutetrica
Para finalizar esta situaccedilatildeo de aprendizagem podemos avaliar os nossos alunos propondo as questotildees abaixo sugere-se que sejam realizadas individualmente pelos alunos pois somente desta maneira o professor poderaacute diagnosticar se houve o aprendizado real e significativo
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Questotildees sugeridas
1 Eacute possiacutevel produzir energia eleacutetrica atraveacutes de uma transformaccedilatildeo quiacutemica
2 Explique o surgimento da energia eleacutetrica nas transformaccedilotildees quiacutemicas
3 Podemos montar uma pilha ecologicamente correta
4 O funcionamento de uma pilha soacute acontece atraveacutes de transformaccedilatildeo quiacutemica Explique
Situaccedilatildeo de aprendizagem 3- O lado cientiacutefico da Pilha
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem permitiraacute aos alunos compreenderem o funcionamento de uma pilha( conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica ) e a produccedilatildeo de novos materiais atraveacutes da eletrolise (conversatildeo natildeo espontacircnea energia eleacutetrica em quiacutemica) com experimentos
Conteuacutedos e temas eletroacutelise reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo seacuterie de reatividade de metais
Competecircncias e habilidades compreender que existem transformaccedilotildees quiacutemicas que ocorrem com transferecircncia de eleacutetrons e podem gerar corrente eleacutetrica prever a ocorrecircncia de transformaccedilotildees quiacutemicas com a utilizaccedilatildeo da seacuterie de reatividade de metais
Estrateacutegias textos jornaliacutesticos experimentos abordagem investigativa com perguntas
Avaliaccedilatildeo anaacutelise dos resultados experimentais
Recursos materiais para o experimentolousa e giztabelas
Nuacutemero de aulas 4
AULA 1 O experimento da pilha do Daniel
Nessa aula propotildee ao professor a sugestatildeo de roteiro experimental da pilha de Daniel Esse experimento eacute bastante comum e o professor pode fazecirc-lo de maneira demonstrativa ou dividir a sala em grupos para sua realizaccedilatildeo Eacute importante orientar os alunos para que observem atentamente os estados iniciais e finais das placas metaacutelicas assim como da soluccedilatildeo em relaccedilatildeo agrave coloraccedilatildeo brilho e outros aspectos para que a aprendizagem ocorra de forma plena
Questotildees que poderatildeo auxiliar os alunos durante a execuccedilatildeo do experimento
1 As placas mudaram de cor apoacutes serem mergulhadas na soluccedilatildeo Explique
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2 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
3 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
4 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
1 Limpar as placas com palha de accedilo 2 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 3 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 4 Interligar os dois potes com a ponte salina
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5 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 6 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo PauloEdusp 1998
Caso o professor deseje trabalhar outros experimentos abaixo estatildeo descritos alguns (roteiros) para trabalhar o processo de eletroacutelise Dentre eles alguns satildeo bastante simples podem ser realizados de maneira demonstrativa pelo professor ou pelos alunos (divididos em grupo)
1ordf sugestatildeo de experimento
Quem natildeo gosta de receber o troco das compras em moedas novinhas O que ningueacutem gosta mas tem que aceitar eacute aquele monte de moedas enferrujadas e com aparecircncia envelhecida Mas por que elas adquirem este aspecto Tudo comeccedila pela composiccedilatildeo das moedas que satildeo obtidas atraveacutes de ligas metaacutelicas soacute por este fato jaacute se nota porque as moedas satildeo mais resistentes do que notas As ceacutedulas de dinheiro satildeo feitas com papel especial (papel moeda) que eacute resistente mas com o passar de matildeo em matildeo ficam velhas e se rasgam A umidade presente em nossas matildeos eacute que realiza o estrago e as moedas natildeo escapam elas ficam escurecidas devido agrave oxidaccedilatildeo As moedas constituem um dinheiro muito manuseado sendo assim fica inevitaacutevel que entre em contato com a umidade e exposiccedilatildeo ao oxigecircnio fatores necessaacuterios para que ocorra a reaccedilatildeo de oxidaccedilatildeo Mas saiba agora que existe um truque para deixar suas moedinhas novinhas em folha
O que vamos demonstrar a seguir pode ser usado em sala de aula como um experimento de Quiacutemica
Reaccedilotildees de oxidaccedilatildeo em moedas
Vamos usar como exemplo a moeda de 5 centavos pois eacute uma das mais manuseadas Portanto peccedila a seus alunos que tragam moedas envelhecidas neste valor
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Vocecirc sabe de que esta moeda eacute feita Eacute composta de Accedilo e recoberta com Cobre e agrave medida que vai sendo usada vai se formando uma camada de oacutexido de cobre sobre ela Veja a equaccedilatildeo do processo 2 Cu + frac12 O2 rarr Cu2O
O metal Cobre presente na moeda eacute oxidado e forma o monoacutexido de Dicobre (Cu2O) o qual tem coloraccedilatildeo escura daiacute o porquecirc daquela cor horriacutevel O segredo para que as moedas tornem a ficar como eram antes (brilhantes e avermelhadas) eacute deixaacute-las de molho em aacutecido cloriacutedrico Equaccedilatildeo que representa a lavagem Cu2O + 2 HCl rarr Cu2Cl2 + H2O
Como se vecirc na equaccedilatildeo acima o oacutexido reage com aacutecido cloriacutedrico (HCl) e daacute origem a um sal de cobre (Cu2Cl2) esta reaccedilatildeo permite agrave moeda adquirir aparecircncia de nova Por Liacuteria Alves Graduada em Quiacutemica Equipe Brasil Escola
2ordf sugestatildeo de experimento
Pilha de Limatildeo
ou Pilha de Laranja ou ainda Pilha de Batata
Eacute possiacutevel obter eletricidade a partir de um limatildeo Sim natildeo soacute satildeo as pilhas comuns que podem gerar eletricidade E o mais legal eacute que na falta do limatildeo vocecirc pode usar uma laranja ou mesmo uma batata
Na verdade a corrente eleacutetrica surge a partir dos potenciais eleacutetricos de dois metais que satildeo cravados no limatildeo na laranja
e na batata O caraacuteter aacutecido do limatildeolaranja e o caraacuteter baacutesico da batata ajudam na conduccedilatildeo da eletricidade Mas o que eacute que causa esta corrente Pense um pouco antes de prosseguir a leitura
Bom depois de esperar vocecirc pensar um pouquinho vamos prosseguir dois pedaccedilos de metal satildeo usados O melhor resultado surge da combinaccedilatildeo de zinco e cobre mas tambeacutem pode ser usado zinco e alumiacutenio ou ainda latatildeo e alumiacutenio
Alguns tipos de pregos conteacutem zinco e o cobre pode ser encontrado na forma de fios e mesmo na composiccedilatildeo de algumas moedas Pode-se tambeacutem utilizar (na falta destes) uma taxinha destas de latatildeo e um clips
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Apoacutes fincaacute-los no limatildeo (ou laranja ou batata) e uniacute-los por fios pode-se ligaacute-los a um pequeno aparelho eleacutetrico O melhor resultado se daacute usando um destes reloacutegios eletrocircnicos - tira-se a pilha deste e faz-se a ligaccedilatildeo dos fios positivo e negativo nos pequenos terminais do reloacutegio A corrente produzida eacute suficiente para acendecirc-lo ainda que por alguns minutos Natildeo esqueccedila de antes limpar as peccedilas de metal e evitar que elas se toquem no interior do limatildeo (ou da laranja ou ainda da batata)
Cuidados no Experimento
A eletricidade produzida eacute na realidade muito pequena para acender uma lacircmpada comum mesmo as menores Mas eacute possiacutevel acender uma pequena lampadinha se vocecirc quiser substituindo o limatildeo por uma soluccedilatildeo de aacutegua + sal Assim como na soluccedilatildeo salina existem no limatildeo batata e laranja alguns sais que se dissociam em iacuteons positivos e negativos e cada um destes tipos de iacuteons migram para os terminais metaacutelicos O certo eacute dizer que houve uma conduccedilatildeo iocircnica no interior do limatildeo da laranja e da batata Jaacute nos terminais satildeo os eleacutetrons dos metais que migram alcanccedilando o reloacutegio e fazendo-o funcionar com a corrente de eleacutetrons Esta eacute a diferenccedila
Uma lampadinha (ou mesmo um LED - uma lacircmpada especial destas coloridas que existem nos aparelhos de TV e de som esteacutereo geralmente nas cores vermelha e verde) satildeo materiais muito baratos e facilmente encontraacuteveis nas lojas de produtos eleacutetricos Para se acender uma destas lampadinhas eacute necessaacuterio 15 volt e alguns miliamperes o que eacute difiacutecil de se conseguir com apenas 1 limatildeo laranja ou batatinha
A voltagem tambeacutem varia de limatildeo para limatildeo laranja para laranja e batata para batata dependendo de vaacuterios fatores incluindo a acidezbasicidade teor de sais aacutegua Por exemplo um limatildeo pode acender um pequeno circuito eleacutetrico por pouco tempo e soacute Procure testaacute-lo com um voltiacutemetro (um medidor de tensatildeo eleacutetrica) Se for muito difiacutecil mesmo trabalhar com apenas um tente experimentar uma ligaccedilatildeo em seacuterie lacircmpada-cobre-limatildeo-zinco-fio-cobre-limatildeo-zinco-lacircmpada O resultado eacute mais visiacutevel
cienciaemcasacienciavivaptpilha_limaohtml
3ordf sugestatildeo de experimento
Pilha de Batata
Objetivo
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Estudar o funcionamento das ceacutelulas voltaacuteicas e associaccedilotildees em seacuterie Uma batata cortada pela metade duas plaquinhas de cobre e duas plaquinhas de zinco permitem a confecccedilatildeo de uma batateria capaz de acionar um reloacutegio digital por pelo menos dois meses Com certos cuidados os quais comentaremos esse tempo de uso pode ser estendido para cerca de quatro meses
Apresentaccedilatildeo
Os modernos reloacutegios digitais a cristal de quartzo requerem uma baixiacutessima intensidade de corrente eleacutetrica para seu funcionamento Se vocecirc tiver um bom microamperocircmetro poderaacute constatar que ela seraacute algo como 15 x 10-6 A sob tensatildeo eleacutetrica (ddp) de 135 V Eacute devido a isso que tais reloacutegios podem funcionar com as minuacutesculas baterias bototildees que geram uma fem entre 12 a 14 volts notadamente as baterias com ceacutelulas de mercuacuterio Os experimentos a seguir aproveitam-se dessa propriedade inerente aos circuitos eletrocircnicos --- funcionarem com baixiacutessimas intensidades de corrente eleacutetrica
O que faremos essencialmente seraacute construir baterias a partir de duas ceacutelulas voltaacuteicas que produziratildeo cada uma 06 a 07 V Dois eletrodos distintos (plaquinhas de cobre e zinco) seratildeo introduzidos em meias-batata (ou quiabo ou limatildeo ou abacaxi etc) e associados em seacuterie de modo a constituiacuterem uma bateria [associaccedilatildeo de duas pilhas primaacuterias (ceacutelulas voltaicas)]
Fazendo uma pilha primaacuteria
Corte uma batata pela metade Corte duas chapinhas uma de cobre outra de zinco com cerca de (2 x 4) cm Qualquer espessura das chapinhas entre 1 e 2 mm serviraacute essas chapinhas seratildeo os eletrodos da pilha primaacuteria Solde em cada uma dessas plaquinhas um fio de cobre flexiacutevel (cabinho 22) com cerca de 20 cm de comprimento (descasque as extremidades e estanhe-as --- passe solda) Espete as plaquinhas na meia-batata (bem perpendicular agrave superfiacutecie cortada) deixando para fora apenas cerca de 1 cm e separada por cerca de 08 cm Natildeo deixe as plaquinhas se encontrarem dentro da meia-batata Veja a ilustraccedilatildeo
Fazendo a batateria
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Essa pilha de meia-batata apresentaraacute forccedila eletromotriz (fem) de cerca de 07 V o que pode ser constatado mediante um bom voltocircmetro (resistecircncia interna grande) conectado aos dois fios indicados acima Como iremos necessitar de cerca de 14 V para acionar o reloacutegio digital deveremos construir uma bateria a partir de duas dessas pilhas primaacuterias e associando-as em seacuterie como se ilustra
Preparando o reloacutegio
Qualquer reloacutegio digital que utilize uma bateria botatildeo poderaacute ser usado O que utilizei eacute um CITIZEN - CRYSTON LC A primeira coisa a fazer eacute remover a tampinha em forma de disco do alojamento da bateria botatildeo Retire a bateria pifada Olhe bem para essa bateria e repare que o corpo dela corresponde ao poacutelo positivo enquanto que o botatildeo superior corresponde ao poacutelo negativo Veja dentro do local de alojamento dessa bateria as duas lacircminas de contato uma que encosta no poacutelo positivo da bateria e outra que encosta no poacutelo negativo Solde nessa pequenas lacircminas dois pedaccedilos de cabinho 22 um vermelho ligado na lacircmina positiva e um preto ligado na lacircmina negativa
O fio que vem da plaquinha de cobre da batateria deve ser ligado ao fio vermelho do reloacutegio e o fio que vem da plaquinha de zinco da batateria deve ser ligado ao fio preto do reloacutegio
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Pronto O reloacutegio jaacute deve estar funcionando Eis as ilustraccedilotildees de minha montagem
Agrave esquerda a proteccedilatildeo de madeira para a montagem numa divisatildeo foi feito o orifiacutecio para inserir o reloacutegio na outra foi colocado um pires quadrado para conter as meias-batatas Agrave direita um destaque da montagem Abaixo detalhes da parte posterior da montagem
Anaacutelise do circuito
A tensatildeo eleacutetrica uacutetil (U) entre os terminais de cada pilha primaacuteria pode ser expressa em termos de sua fem (E) de sua resistecircncia interna (r) e da corrente de intensidade i que por ela circula assim U = E - ri mostrando claramente que a tensatildeo uacutetil depende da intensidade da corrente eleacutetrica solicitada (i)
Em circuito aberto um bom voltocircmetro (Rvint--gt conectado aos eletrodos fornece Uaberto= E pois iaberto = 0 Um bom amperocircmetro (Raint--gt0) conectado diretamente entre os eletrodos (curto-circuitando a pilha) fornece Icc = Er uma vez que Ucc = 0 Da leitura da fem E (via voltocircmetro) e da corrente de curto circuito icc
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(via amperocircmetro) obtemos r = Eicc Para nossa montagem esse valor resultou ao redor dos 3 000 ohms e E = 07 V
Para as duas pilhas em seacuterie formando nossa batateria teremos Ebat = 14 V
e rbat = 6 000
Sob ddp uacutetil de 12 V teremos i = (Ebat- U)r = (14 - 12)6000 = 3 x 10-5 A que satildeo suficientes para o funcionamento do reloacutegio digital
Como dissemos como eletroacutelito podemos usar limatildeo abacaxi pepino uvas cebolas etc e como eletrodos podemos usar os pares cobrezinco magneacutesioferro alumiacuteniocobre prego zincadocobre etc Para cada par deve-se testar antes de ligar no reloacutegio qual a polaridade obtida (sob risco que queimar o cristal de quartzo) para a bateria Por exemplo se for usado eletrodos de magneacutesio e de ferro o magneacutesio seraacute o terminal negativo e o ferro o terminal positivo Calculadoras e jogos eletrocircnicos tambeacutem funcionam com tais baterias culinaacuterias Eis abaixo uma tomateria uma bateria de tomates
Mais teoria As reaccedilotildees nas ceacutelulas voltaacuteicas satildeo
catodo Zn lt==gt Zn2 + 2e anodo 2H+ + 2e lt==gt H2
A FEM da reaccedilatildeo vem expressa por E(ZnZn22H+H2) = Eo +
(RTnF)ln([Zn2+][H+]2) O eletrodo de cobre opera apenas como coletor de eleacutetrons podendo ser substituiacutedo por platina ou outro metal inerte
httpwwwfeiradecienciascombrsala1212_21asp
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Aulas 2 e 3 Reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo e o uso da tabela de potenciais de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo
Com a utilizaccedilatildeo dos dados recolhidos pelos alunos sobre o experimento anterior pode-se introduzir o conteuacutedo sobre reaccedilotildees de oxirreduccedilatildeo e o uso da tabela de potenciais de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo
Para facilitar a inicializaccedilatildeo do conteuacutedo pode-se retomar algumas questotildees dos experimentos anteriores
1 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 2 Como a energia eleacutetrica foi obtida 3 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 4 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 5 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 6 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 7 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 8 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha Conteuacutedo sugerido para trabalhar o conceito de reaccedilatildeo de oxidorreduccedilatildeo
A eletroquiacutemica eacute o estudo sobre a transferecircncia de eleacutetrons entre diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-versa Pilhas e baterias satildeo reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo capazes de gerar corrente eleacutetrica Eletroacutelise satildeo reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo produzidas pela passagem da corrente eleacutetrica Numa eletrolise existe os seguintes termos CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e mergulhados num eletroacutelito ELETRODOS Satildeo as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica ELETROacuteLITOS Satildeo as soluccedilotildees que conduzem a corrente eleacutetrica AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula entra na soluccedilatildeo CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula deixa a soluccedilatildeo IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na soluccedilatildeo Resumo
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons aumenta o numero de oxidaccedilatildeo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons diminui o numero de oxidaccedilatildeo
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Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz o numero de oxidaccedilatildeo diminui
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida o numero de oxidaccedilatildeo aumenta
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em energia eleacutetrica
BIBLIOGRAFIA sobre o conceito de oxidorreduccedilatildeo Programa de ensino para jovens e adultosescola da juventude Ciecircncias da NaturezaMatemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemicaeditora iacutecone ltdaSatildeo Paulo
Figura retirada WWWgooglecombr
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
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A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu
++ Isso provocaraacute
diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo
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que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
AULA 4 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o experimento da pilha de Daniel
Confecccedilatildeo de relatoacuterio pode-se trabalhar produccedilatildeo de textos do gecircnero artigo de opiniatildeo (conclusatildeo) e resumos ( introduccedilatildeo) Com o relatoacuterio em matildeos o
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professor poderaacute avaliar se houve aprendizagem real ou natildeo Espera-se que os alunos possam descrever em seu relatoacuterio os seguintes toacutepicos
Na pilha de Daniel o eletrodo de cobre metaacutelico que recebe eleacutetrons eacute chamado de caacutetodo ou terminal positivo e a lacircmina de zinco que cede eleacutetrons eacute o acircnodo ou terminal negativo O conjunto montado no experimento eacute uma pilha de Daniell com ponte salina A placa de zinco fornece eleacutetrons oxidando-se atraveacutes do fio para a placa de cobre que reduziraacute iacuteons de cobre na soluccedilatildeo Os eleacutetrons passando atraveacutes do fio iratildeo alimentar o cartatildeo musical Invertendo-se os fios de ligaccedilatildeo da pilha o terminal negativo do cartatildeo musical estaraacute ligado ao caacutetodo da pilha e o terminal positivo ao acircnodo Esta inversatildeo do sentido da corrente natildeo permite que o cartatildeo musical funcione
Sugestatildeo de modelo de relatoacuterio
RELATOacuteRIO
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em sete itens principais
Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram utilizados no experimento
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32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o experimento
5 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2 ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
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baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Conteuacutedo e temas impactos ambientais relacionado ao uso de pilhas e baterias
Competecircncias e habilidades identificar os impactos ambientais causados pelo descarte inadequado de pilhas e baterias avaliar como a composiccedilatildeo das pilhas pode causar possiacuteveis impactos relacionar os impactos causados pelas induacutestrias nos processos de eletroacutelise refletir sobre a importacircncia da adoccedilatildeo de posturas conscientes com relaccedilatildeo ao consumo e descarte de pilhas e baterias
Estrateacutegias elaboraccedilatildeo de mural produccedilatildeo de folder
Recursos biombos para anexar material produzido cartolinas fitas adesivas
Avaliaccedilatildeo participaccedilatildeo e envolvimento
Nuacutemero de aulas 3
AULA 1 Elaboraccedilatildeo de mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias os alunos finalizaratildeo a segunda etapa desta unidade didaacutetica construindo seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo Nesse momento comeccedila-se a desenvolver a terceira etapa dessa unidade ( que eacute uma das mais importantes)pois os alunos iratildeo aplicar o que aprenderam preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo em um local estrateacutegico da escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas sobre o assunto estudado O nosso estudante nesta etapa final da unidade temaacutetica poderaacute desenvolver accedilotildees sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente e tambeacutem composiccedilatildeo de muacutesicas sobre os assuntos abordados
AULA 2 A escola como ponto de coleta de pilhas e baterias
Os alunos apoacutes terem finalizado o trabalho da aula anterior poderatildeo distribuir agrave comunidade o material confeccionado sensibilizando-a buscando parcerias para que a escola seja um ponto de coleta desses materiais pois somente com accedilotildees dessa natureza podemos acreditar que possam desenvolver a accedilatildeo social e ambiental desejada
AULA 3 Retomada das questotildees diagnoacutesticas poacutes desenvolvimento da unidade didaacutetica
Eacute importante retomar as questotildees aplicadas no iniacutecio dessa unidade pois somente assim teremos a certeza do quanto os alunos assimilaram de conhecimento cientiacutefico Muito importante nesse momento tambeacutem eacute poder avaliaacute-los como indiviacuteduos atuantes na sociedade
AULA 4 Avaliaccedilatildeo final
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Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos (sugere-se que contenha mapa conceitual dos conteuacutedos apreendidos) e devolutiva das questotildees comentadas
Consideraccedilotildees finais
A eletroquiacutemica trabalhada da forma que estaacute sendo apresentada nessa unidade didaacutetica leva o aluno a adquirir conhecimentos de maneira significativa O ensino atraveacutes da experimentaccedilatildeo o faraacute tirar suas proacuteprias conclusotildees e ter um aprendizado real produzindo nele mudanccedila de postura diante dos fatos observados refletindo e opinando criticamente frente a informaccedilotildees que poderaacute encontrar doravante sobre o assunto
A participaccedilatildeo e a integraccedilatildeo do aluno nas aulas tecircm que ser consideradas ponto de partida para que o mesmo possa compreender que as transformaccedilotildees quiacutemicas fazem parte do seu cotidiano Toda tecnologia existente eacute produto dessas transformaccedilotildees
Finalizando o estudo dessa unidade espera-se que o aluno natildeo soacute compreenda a importacircncia das transformaccedilotildees quiacutemicas mas que esteja envolvido a ponto de adotar uma postura responsaacutevel em relaccedilatildeo aos impactos ambientais causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e baterias e dentro dessa nova postura possa tomar decisotildees e atuar de forma eacutetica no meio em que vive
REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
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9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
14- Programa de ensino para jovens e adultos escola da juventude Ciecircncias da Natureza Matemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemica Editora Iacutecone Ltda Satildeo Paulo
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Imagem maisumtekofileswordpresscom
2009
Katia Regina Varela Roa-DE SUZANO
Gilson Silva ndashDE CAEIRAS
Leonardo Bassi Ubeda das Neves-DE SUZANO
Massuko Sawayama Warigoda-DE MOGI DAS
CRUZES
GEPEQ- USP CURSO DE FORMACcedilAtildeO
CONTINUADA DE PROFESSORES 2008 2009
28082009
PILHAS E BATERIAS USOS E DESCARTES X IMPACTOS AMBIENTAIS Caderno do aluno
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Situaccedilatildeo de aprendizagem 1- As pilhas e baterias que fazem parte do nosso lixo eletrocircnico podem ser prejudiciais ao ser humano
Por meio desta primeira situaccedilatildeo de aprendizagem vocecirc poderaacute reconhecer
que quando descartadas incorretamente pilhas e baterias podem prejudicar o meio
ambiente apesar de indispensaacutevel para o homem E tambeacutem pode comeccedilar a
refletir o porquecirc dessa questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil toneladas de lixo eletrocircnico
por hora dentro deste destacam-se pilhas e baterias Este lixo eacute jogado na
natureza provocando vaacuterios problemas ambientais Quais os problemas
ambientais que as pilhas e baterias provocam na natureza e como podemos
evitaacute-losrdquo
Atividade 1Refletindo sobre pilhas e baterias x impactos ambientais
1 O que vocecirc entende por pilhas E baterias
2 Elas satildeo imprescindiacuteveis na atualidade Onde
3 Existe alguma relaccedilatildeo entre pilha eletricidade e transformaccedilotildees quiacutemicas
4 Que tipo de material(is) vocecirc acha que eacute(satildeo) necessaacuterio(os) para se construir
uma pilha
5 Cite alguns problemas ambientais relacionados ao uso e descarte de pilhas e
baterias Qual deve ser sua postura em relaccedilatildeo a esses problemas
Atividade 2 Pilhas e Baterias x impactos ambientais
Leitura e Anaacutelise de textos
TEXTO 1 Descarte de pilhas e baterias eacute problema seacuterio para meio ambiente
O Brasil eacute o uacutenico paiacutes da Ameacuterica do Sul que regulamenta a fabricaccedilatildeo venda e destinaccedilatildeo final de pilhas e baterias Com a entrada da Resoluccedilatildeo 257 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama) que dispotildee sobre estes resiacuteduos em vigor desde junho de 2001 o Ibama passou a fiscalizar esses limites Ou pelo menos era o que deveria acontecer Em Cuiabaacute por exemplo o gerente do oacutergatildeo Hugo Scheuer declarou natildeo estar a par do assunto mas garantiu ser este seu proacuteximo objetivo por considerar o descarte destes resiacuteduos um problema de grande amplitude Mas enquanto isso o que fazer com pilhas e baterias principalmente as de celulares quando acabam Esta duacutevida eacute frequumlente em toda a populaccedilatildeo
Considerados toacutexicos o lanccedilamento desses resiacuteduos em lixotildees nas margens das estradas ou em terrenos baldios compromete a qualidade ambiental e de vida da populaccedilatildeo Os resiacuteduos pesados quando aterrados migram para partes mais profundas do solo Com isso podem atingir o lenccedilol freaacutetico contaminando a flora e a fauna das regiotildees proacuteximas e ainda causar doenccedilas que variam de lesotildees cerebrais a disfunccedilotildees renais e pulmonares passando por distuacuterbios visuais e
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anemia Segundo a Resoluccedilatildeo 257 os fabricantes e importadores satildeo os responsaacuteveis pelo recolhimento do material e sua destinaccedilatildeo final o que deve ser fiscalizado pelos oacutergatildeos puacuteblicos ambientais Mas em Cuiabaacute apesar do site do Ministeacuterio do Meio Ambiente indicar o endereccedilo de 28 postos nenhum deles efetua o recolhimento apenas duas empresas de celulares recolhem as baterias em seus postos de venda (Vivo e Americel) e a fiscalizaccedilatildeo do Ibama eacute inexistente A Resoluccedilatildeo estabelece que as pilhas e baterias apoacutes o seu esgotamento energeacutetico devem ser entregues pelos usuaacuterios aos estabelecimentos que as comercializam ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelas respectivas induacutestrias Estas por sua vez devem repassaacute-las aos fabricantes e importadores para que passem por procedimentos de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final ambientalmente adequada No artigo 13deg estaacute previsto que as pilhas e baterias que atenderem aos limites previstos no artigo 6deg podem ser dispostas juntamente com os resiacuteduos domiciliares em aterros sanitaacuterios licenciados Mas por falta de aterros licenciados a maior parte das baterias e pilhas usadas continuam tendo os lixotildees irregulares como destino significando um risco para o meio ambiente e para as pessoas Apenas 30 destes resiacuteduos satildeo reciclados No Brasil uma empresa chamada Suzaquim anuncia que deteacutem um processo de reciclagem de baterias
Dependendo do material de que satildeo constituiacutedas pilhas e baterias podem ser jogadas em lixo domeacutestico As pilhas secas composta por zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs as mais consumidas para uso domeacutestico tecircm em sua maioria operado nos limites estabelecidos pelo artigo 6deg da Resoluccedilatildeo 257 As baterias de telefone sem fio de filmadoras de celular ou outros tipos normalmente recarregaacuteveis devem ser devolvidas agraves lojas Os fabricantes estatildeo obrigados a informar nas embalagens a necessidade ou natildeo de devoluccedilatildeo
O Brasil produz cerca de 800 milhotildees de pilhas comuns por ano o que representa seis unidades por habitante Deve-se lembrar que uma uacutenica pilha contamina o solo durante 50 anos Circulam anualmente 10 milhotildees de baterias de celular 12 milhotildees de baterias automotivas e 200 mil baterias industriais Do total de pilhas e baterias consumidas no paiacutes quase 70 satildeo constituiacutedas principalmente por zinco e caacutedmio aproximadamente 30 por amocircnia e manganecircs Ao se desfazer de pilhas e baterias usadas em local inadequado pode-se contaminar o solo a aacutegua e o ar Atraveacutes da cadeia alimentar esse produto chega aos seres humanos causando doenccedilas que afetam o sistema nervoso central Todos satildeo considerados bioacumulativos - acumula-se no organismo ao longo do tempo
RECICLAVEISCOMBR
Texto 2 Metais pesados contaminam meio ambiente e oferecem riscos agrave
sauacutede puacuteblica
Estima-se que cada bateria ou pilha depositada de forma inadequada no meio
ambiente contamine uma aacuterea de um metro quadrado Entretanto o dano ambiental
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pode ser maior se a quantidade desses equipamentos jogados em lixotildees for muito
alta
A dissoluccedilatildeo de metais pesados depositados em aterros
sanitaacuterios improacuteprios pode contaminar lenccediloacuteis freaacuteticos e o
ambiente local Em aterros a dissoluccedilatildeo dos metais eacute mais faacutecil
devido agrave acidez da aacuterea Isso facilita a acumulaccedilatildeo de metais
pesados na cadeia alimentar atraveacutes da contaminaccedilatildeo de
animais e vegetais que podem causar a intoxicaccedilatildeo de seres humanos que venham
a consumir esses alimentos afetados Metais pesados como chumbo caacutedmio
mercuacuterio e seus compostos podem provocar graves doenccedilas neuroloacutegicas aleacutem de
afetar a condiccedilatildeo motora
Pilhas e baterias comuns (pequenas usadas em raacutedios por exemplo) podem
ser descartadas no lixo domeacutestico de acordo com a determinaccedilatildeo do Conama No
entanto a professora Andreacutea Bernardes do Departamento de Engenharia de
Materiais da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) avalia que esses
produtos que acabam sendo depositados em aterros sanitaacuterios soacute poderiam ser
descartados nestes locais se houvesse o tratamento adequado do chorume
(substacircncia liacutequida encontrada em lixotildees) O chorume contaminado com metais
pesados contaminaraacute tambeacutem a terra e os lenccediloacuteis freaacuteticos
Marcelo Furtado coordenador da aacuterea de substacircncias toacutexicas do
Greenpeace vecirc com bons olhos a determinaccedilatildeo do Conama A iniciativa serve
como incentivo para que as empresas passem a reduzir o uso de substacircncias
toacutexicas para evitar todo o processo de recolhimento de baterias e pilhas usadas
diz Ele lembra que a tendecircncia eacute que substacircncias reciclaacuteveis sejam usadas cada
vez mais para que a reutilizaccedilatildeo dos produtos seja constante
Danilo FantinelRedaccedilatildeo Terra
Questotildees para anaacutelise do texto
6 Cite algumas das questotildees ambientais relacionadas ao uso de pilhas e baterias Qual deve ser a postura da populaccedilatildeo em relaccedilatildeo a essas questotildees 7 Com base na legislaccedilatildeo apresentada explique como deve ser feito o descarte de pilhas e baterias Quais impecilhos poderatildeo dificultar o cumprimento da lei 8 Qual o destino que deve ser dado agraves pilhas que seratildeo descartadas Existem formas de reciclagem Quais 9 Considerando os impactos ambientais que podem ocorrer do descarte inadequado das pilhas e baterias qual a sua opiniatildeo sobre o uso delas Existe uma ideal Explique 10 Vocecirc acha que hoje eacute possiacutevel sobrevivermos sem o uso de pilhas e baterias
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Atividade 3 Trechos do filme WALL-E
Converse com o seu professor sobre o filme a ser assistido na escola caso natildeo seja possiacutevel assista o filme em casa para auxiliaacute-lo nessa atividade
Questotildees para sala de aula reflexatildeo dos assuntos abordados no filme
5 Sente-se um escravo da tecnologia atual ( especificamente aqueles que em curto espaccedilo de tempo geram lixo eletrocircnico tais como celular Ipod Iphone etc) 6 Ficou sensibilizado sobre a quantidade de lixo eletrocircnico que o homem produz 7 Haacute uma remota possibilidade de o Planeta ser recuperado 8 Qual a sua opiniatildeo sobre a mensagem que o filme Wall-E passa 9 Viacutedeo WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97
minutos) som e cor
Situaccedilatildeo de aprendizagem 2 - Que tipos de materiais existem em uma pilha que
a classifique como poluidora do meio ambiente
Apoacutes a visatildeo do que vocecirc teve do filme e discussatildeo de trechos que falam sobre
impactos ambientais provocados pelo mau descarte de pilhas e baterias vocecirc
imagina quais seriam os agentes contaminantes
Atividade 1 Experimento demonstrativo ndash Desmontagem de uma pilha
No inicio da aula entregue para o seu professor um desenho que demonstre os
componentes que estruturam uma pilha
Apoacutes o teacutermino da desmontagem faccedila um novo desenho colocando aquilo que vocecirc
observou Compare o primeiro com o segundo desenho e em poucas linhas
descreva o que mais lhe chamou a atenccedilatildeo
Atividade 2 Buscando orientaccedilotildees com o professor para trabalho de
pesquisa
Leve para sala de aula revistas jornaislivros e mateacuterias de internet trazendo
informaccedilotildees sobre pilha ecologicamente correta
Atividade 3 Reciclagem de pilhas
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Apoacutes a viacutedeoaula sobre a reciclagem de pilhas elabore um artigo de opiniatildeo sobre
a importacircncia da reciclagem de pilhas em favor do meio ambiente e a necessidade
de maiores investimentos nessa aacuterea Ao final entregue a seu professor
Atividade 4 Pesquisa em grupo Pilha ideal
A partir de uma preacutevia busca em revistas jornais livros e internet procure obter
informaccedilotildees sobre uma pilha ideal
Atividade 5 Escolha da Pilha ideal
Apresente o material para o professor e os seus colegas para que seja feita a
escolha da melhor ideia
Questotildees para anaacutelise das ideacuteias sobre pilha ideal
5 Eacute possiacutevel produzir energia eleacutetrica atraveacutes de uma transformaccedilatildeo quiacutemica
6 Explique o surgimento da energia eleacutetrica nas transformaccedilotildees quiacutemicas
7 Podemos montar uma pilha ecologicamente correta
8 O funcionamento de uma pilha soacute acontece atraveacutes de transformaccedilatildeo quiacutemica Explique
Situaccedilatildeo de aprendizagem 3- O lado cientiacutefico da Pilha
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem permitiraacute a vocecirc compreender melhor o
funcionamento de uma pilha( conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
) e a produccedilatildeo de novos materiais atraveacutes da eletrolise (conversatildeo natildeo espontacircnea
energia eleacutetrica em quiacutemica) com experimentos Para essa situaccedilatildeo eacute importante
que vocecirc observe e anote em seu caderno tudo que se alterou
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Atividade 1 O experimento da pilha do Daniel
Questotildees que podem auxiliaacute-lo durante a execuccedilatildeo do experimento
6 As placas mudaram de cor apoacutes serem mergulhadas na soluccedilatildeo Explique
7 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
8 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
9 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
7 Limpar as placas com palha de accedilo
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8 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 9 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 10 Interligar os dois potes com a ponte salina 11 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 12 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e
transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo
PauloEdusp 1998
Atividade 2 Anaacutelise sobre experimento
Questotildees sobre o experimento
9 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 10 Como a energia eleacutetrica foi obtida 11 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 12 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 13 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 14 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 15 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 16 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha
UM POUCO DE ELETROQUIMICA
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A eletroquiacutemica estuda o aproveitamento da transferecircncia de eleacutetrons entre
diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-
versa
Pilhas conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
Eletroacutelise conversatildeo natildeo espontacircnea de energia eleacutetrica em quiacutemica
A seguir estatildeo descritos alguns termos que apareceratildeo no estudo da eletroquiacutemica
ELETRODOS Satildeo assim chamadas as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com
a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica
AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
ENTRA na soluccedilatildeo
CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
DEIXA a soluccedilatildeo
d) ELETROacuteLITOS Satildeo assim chamadas todas as soluccedilotildees que CONDUZEM a
corrente eleacutetrica
e) IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na
soluccedilatildeo
AcircNODO Eletrodo do qual saem os eleacutetrons para o circuito externo da ceacutelula
CAacuteTODO Eletrodo no qual entram os eleacutetrons atraveacutes do circuito externo da ceacutelula
f) CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que
conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e
mergulhados num eletroacutelito
Resumindo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons ( diminuiccedilatildeo de Nox)
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons ( aumento de Nox)
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida (Nox aumenta)
Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz (Nox diminui)
O redutor reduz o oxidante
O oxidante oxida o redutor
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em
energia eleacutetrica
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Cada substacircncia possui uma maior ou menor tendecircncia de perder eleacutetrons
tendecircncia esta chamada de Potencial de Oxidaccedilatildeo Deste modo uma substacircncia X
que tenha um potencial de oxidaccedilatildeo maior que uma substacircncia Y iraacute perder seus
eleacutetrons gradativamente para esta substacircncia se as duas estiverem juntas
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do
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eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu++ Isso provocaraacute diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
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Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
Atividade 3 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o
experimento da pilha de Daniel
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas
dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os
relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em
eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e
conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em
sete itens principais
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Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve
comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos
resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo
do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos
objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser
esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram
utilizados no experimento
32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute
apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela
caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o
experimento
10 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a
profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno
Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos
pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
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Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento
e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na
redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os
objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem
de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed
Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo
de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO
BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro
ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2
ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte
das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos
ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos
Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o
aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Atividade 1 Montagem de um Mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias vocecirc poderaacute construir
o seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo em que vocecirc iraacute aplicar o que
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aprendeu preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo na entrada da
escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas
sobre o assunto estudado Orientado pelo seu professor vocecirc desenvolveraacute accedilotildees
sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre
o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente Poderaacute tambeacutem
compor muacutesicas sobre os assuntos abordados
Atividade 2 Montagem de um Portifolio
Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-
avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos
ao longo do bimestre de modo que venha justificar a questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil
toneladas de lixo eletrocircnico por hora dentro deste destacam-se pilhas e
baterias Este lixo eacute jogado na natureza provocando vaacuterios problemas
ambientais Quais os problemas ambientais que as pilhas e baterias provocam
na natureza e como podemos evitaacute-losrdquo citada no inicio do bimestre
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REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
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Tipo Pilhas e baterias de niacutequel caacutedmio Aplicaccedilatildeo Telefone celular telefone sem fio barbeador e outros aparelhos que usam pilhas e baterias recarregaacuteveis
Tipo Pilhas e baterias de oacutexido de mercuacuterio Aplicaccedilatildeo Instrumentos de navegaccedilatildeo e aparelhos de instrumentaccedilatildeo e controle
Podem ser descartadas no lixo comum
Tipo Comuns e alcalinas com ZincoManganecircs e AlcalinaManganecircs Aplicaccedilatildeo Brinquedos lanterna raacutedio controle remoto raacutedio-reloacutegio equipamento fotograacutefico pager walkman
Jornal On line terra
Metais pesados contaminam meio ambiente e oferecem riscos agrave saude puacuteblica
Estima-se que cada bateria ou pilha depositada de forma inadequada no meio ambiente contamine uma aacuterea de um metro quadrado Entretanto o dano ambiental pode ser maior se a quantidade desses equipamentos jogados em lixotildees for muito alta
A dissoluccedilatildeo de metais pesados depositados em aterros sanitaacuterios improacuteprios pode contaminar lenccediloacuteis freaacuteticos e o ambiente local Em aterros a dissoluccedilatildeo dos metais eacute mais faacutecil devido agrave acidez da aacuterea Isso facilita a acumulaccedilatildeo de metais pesados na cadeia alimentar atraveacutes da contaminaccedilatildeo de animais e vegetais que podem causar a intoxicaccedilatildeo de seres humanos que venham a consumir esses alimentos afetados Metais pesados como chumbo caacutedmio mercuacuterio e seus compostos podem provocar graves doenccedilas neuroloacutegicas aleacutem de afetar a condiccedilatildeo motora
Pilhas e baterias comuns (pequenas usadas em raacutedios por exemplo) podem ser descartadas no lixo domeacutestico de acordo com a determinaccedilatildeo do Conama No entanto a professora Andreacutea Bernardes do Departamento de Engenharia de Materiais da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) avalia que esses produtos que acabam sendo depositados em aterros sanitaacuterios soacute poderiam ser descartados nestes locais se houvesse o tratamento adequado do chorume (substacircncia liacutequida encontrada em lixotildees) O chorume contaminado com metais pesados contaminaraacute tambeacutem a terra e os lenccediloacuteis freaacuteticos
Marcelo Furtado coordenador da aacuterea de substacircncias toacutexicas do Greenpeace vecirc com bons olhos a determinaccedilatildeo do Conama A iniciativa serve como incentivo para que as empresas passem a reduzir o uso de substacircncias toacutexicas para evitar todo o processo de recolhimento de baterias e pilhas usadas
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diz Ele lembra que a tendecircncia eacute que substacircncias reciclaacuteveis sejam usadas cada vez mais para que a reutilizaccedilatildeo dos produtos seja constante
Danilo FantinelRedaccedilatildeo Terra
TEXTO 3Resoluccedilatildeo Nordm 257 de 30 de junho de 1999 Pilhas e baterias usadas
O Conselho Nacional do Meio Ambiente - Conama no uso das atribuiccedilotildees e competecircncias que lhe satildeo conferidas pela Lei no 6938 de 31 de agosto de 1981 e pelo Decreto no 99274 de 6 de junho de 1990 e conforme o disposto em seu Regimento Interno e Considerando os impactos negativos causados ao meio ambiente pelo descarte inadequado de pilhas e baterias usadas Considerando a necessidade de se disciplinar o descarte e o gerenciamento ambientalmente adequado de pilhas e baterias usadas no que tange agrave coleta reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final Considerando que tais resiacuteduos aleacutem de continuarem sem destinaccedilatildeo adequada e contaminando o ambiente necessitam por suas especificidades de procedimentos especiais ou diferenciados resolve Art 1o As pilhas e baterias que contenham em suas composiccedilotildees chumbo caacutedmio mercuacuterio e seus compostos necessaacuterias ao funcionamento de quaisquer tipos de aparelhos veiacuteculos ou sistemas moacuteveis ou fixos bem como os produtos eletro-eletrocircnicos que as contenham integradas em sua estrutura de forma natildeo substituiacutevel apoacutes seu esgotamento energeacutetico seratildeo entregues pelos usuaacuterios aos estabelecimentos que as comercializam ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelas respectivas induacutestrias para repasse aos fabricantes ou importadores para que estes adotem diretamente ou por meio de terceiros os procedimentos de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final ambientalmente adequada Paraacutegrafo Uacutenico As baterias industriais constituiacutedas de chumbo caacutedmio e seus compostos destinadas a telecomunicaccedilotildees usinas eleacutetricas sistemas ininterruptos de fornecimento de energia alarme seguranccedila movimentaccedilatildeo de cargas ou pessoas partida de motores diesel e uso geral industrial apoacutes seu esgotamento energeacutetico deveratildeo ser entregues pelo usuaacuterio ao fabricante ou ao importador ou ao distribuidor da bateria observado o mesmo sistema quiacutemico para os procedimentos referidos no caput deste artigo Art 2o Para os fins do disposto nesta Resoluccedilatildeo considera-se I - bateria conjunto de pilhas ou acumuladores recarregaacuteveis interligados convenientemente(NBR 703987) II - pilha gerador eletroquiacutemico de energia eleacutetrica mediante conversatildeo geralmente irreversiacutevel de energia quiacutemica(NBR 703987) III - acumulador chumbondashaacutecido acumulador no qual o material ativo das placas positivas eacute constituiacutedo por compostos de chumbo e os das placas negativas essencialmente por chumbo sendo o eletroacutelito uma soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico (NBR 703987) IV - acumulador (eleacutetrico) dispositivo eletroquiacutemico constituiacutedo de um elemento eletroacutelito e caixa que armazena sob forma de energia quiacutemica a energia eleacutetrica que lhe seja fornecida e que a restitui quando ligado a um circuito consumidor(NBR 703987) V - baterias industriais satildeo consideradas baterias de aplicaccedilatildeo industrial aquelas que se destinam a aplicaccedilotildees estacionaacuterias tais como telecomunicaccedilotildees usinas eleacutetricas sistemas ininterruptos de fornecimento de energia alarme e seguranccedila uso geral industrial e para partidas de motores diesel ou ainda tracionaacuterias tais como as utilizadas para movimentaccedilatildeo de cargas ou pessoas e carros eleacutetricos VI - baterias veiculares satildeo consideradas baterias de aplicaccedilatildeo veicular aquelas utilizadas para partidas de sistemas propulsores eou
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como principal fonte de energia em veiacuteculos automotores de locomoccedilatildeo em meio terrestre aquaacutetico e aeacutereo inclusive de tratores equipamentos de construccedilatildeo cadeiras de roda e assemelhados VII - pilhas e baterias portaacuteteis satildeo consideradas pilhas e baterias portaacuteteis aquelas utilizadas em telefonia e equipamentos eletro-eletrocircnicos tais como jogos brinquedos ferramentas eleacutetricas portaacuteteis informaacutetica lanternas equipamentos fotograacuteficos raacutedios aparelhos de som reloacutegios agendas eletrocircnicas barbeadores instrumentos de mediccedilatildeo de afericcedilatildeo equipamentos meacutedicos e outros VIII - pilhas e baterias de aplicaccedilatildeo especial satildeo consideradas pilhas e baterias de aplicaccedilatildeo especial aquelas utilizadas em aplicaccedilotildees especiacuteficas de caraacuteter cientiacutefico meacutedico ou militar e aquelas que sejam parte integrante de circuitos eletro-eletrocircnicos para exercer funccedilotildees que requeiram energia eleacutetrica ininterrupta em caso de fonte de energia primaacuteria sofrer alguma falha ou flutuaccedilatildeo momentacircnea Art 3o Os estabelecimentos que comercializam os produtos descritos no art1o bem como a rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelos fabricantes e importadores desses produtos ficam obrigados a aceitar dos usuaacuterios a devoluccedilatildeo das unidades usadas cujas caracteriacutesticas sejam similares agravequelas comercializadas com vistas aos procedimentos referidos no art 1o Art 4o As pilhas e baterias recebidas na forma do artigo anterior seratildeo acondicionadas adequadamente e armazenadas de forma segregada obedecidas as normas ambientais e de sauacutede puacuteblica pertinentes bem como as recomendaccedilotildees definidas pelos fabricantes ou importadores ateacute o seu repasse a estes uacuteltimos Art 5o A partir de 1o de janeiro de 2000 a fabricaccedilatildeo importaccedilatildeo e comercializaccedilatildeo de pilhas e baterias deveratildeo atender aos limites estabelecidos a seguir I - com ateacute 0025 em peso de mercuacuterio quando forem do tipo zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs II - com ateacute 0025 em peso de caacutedmio quando forem do tipo zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs III - com ateacute 0400 em peso de chumbo quando forem do tipo zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs IV - com ateacute 25 mg de mercuacuterio por elemento quando forem do tipo pilhas miniaturas e botatildeo Art 6o A partir de 1o de janeiro de 2001 a fabricaccedilatildeo importaccedilatildeo e comercializaccedilatildeo de pilhas e baterias deveratildeo atender aos limites estabelecidos a seguir I - com ateacute 0010 em peso de mercuacuterio quando forem do tipo zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs II - com ateacute 0015 em peso de caacutedmio quando forem dos tipos alcalina-manganecircs e zinco-manganecircs III - com ateacute 0200 em peso de chumbo quando forem dos tipos alcalina-manganecircs e zinco-manganecircs Art 7o Os fabricantes dos produtos abrangidos por esta Resoluccedilatildeo deveratildeo conduzir estudos para substituir as substacircncias toacutexicas potencialmente perigosas neles contidas ou reduzir o teor das mesmas ateacute os valores mais baixos viaacuteveis tecnologicamente Art 8o Ficam proibidas as seguintes formas de destinaccedilatildeo final de pilhas e baterias usadas de quaisquer tipos ou caracteriacutesticas I - lanccedilamento in natura a ceacuteu aberto tanto em aacutereas urbanas como rurais II - queima a ceacuteu aberto ou em recipientes instalaccedilotildees ou equipamentos natildeo adequados conforme legislaccedilatildeo vigente III - lanccedilamento em corpos daacutegua praias manguezais terrenos baldios poccedilos ou cacimbas cavidades subterracircneas em redes de drenagem de aacuteguas pluviais esgotos eletricidade ou telefone mesmo que abandonadas ou em aacutereas sujeitas agrave inundaccedilatildeo Art 9o No prazo de um ano a partir da data de vigecircncia desta resoluccedilatildeo nas mateacuterias publicitaacuterias e nas embalagens ou produtos descritos no art 1o deveratildeo constar de forma visiacutevel as advertecircncias sobre os riscos agrave sauacutede humana e ao meio ambiente bem como a necessidade de apoacutes seu uso serem devolvidos aos revendedores ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada para
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repasse aos fabricantes ou importadores Art 10 Os fabricantes devem proceder gestotildees no sentido de que a incorporaccedilatildeo de pilhas e baterias em determinados aparelhos somente seja efetivada na condiccedilatildeo de poderem ser facilmente substituiacutedas pelos consumidores apoacutes sua utilizaccedilatildeo possibilitando o seu descarte independentemente dos aparelhos Art 11 Os fabricantes os importadores a rede autorizada de assistecircncia teacutecnica e os comerciantes de pilhas e baterias descritas no art 1o ficam obrigados a no prazo de doze meses contados a partir da vigecircncia desta resoluccedilatildeo implantar os mecanismos operacionais para a coleta transporte e armazenamento Art 12 Os fabricantes e os importadores de pilhas e baterias descritas no art 1o ficam obrigados a no prazo de vinte e quatro meses contados a partir da vigecircncia desta Resoluccedilatildeo implantar os sistemas de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final obedecida a legislaccedilatildeo em vigor Art 13 As pilhas e baterias que atenderem aos limites previstos no artigo 6o poderatildeo ser dispostas juntamente com os resiacuteduos domiciliares em aterros sanitaacuterios licenciados Paraacutegrafo Uacutenico Os fabricantes e importadores deveratildeo identificar os produtos descritos no caput deste artigo mediante a aposiccedilatildeo nas embalagens e quando couber nos produtos de siacutembolo que permita ao usuaacuterio distinguiacute-los dos demais tipos de pilhas e baterias comercializados Art 14 A reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou a disposiccedilatildeo final das pilhas e baterias abrangidas por esta resoluccedilatildeo realizadas diretamente pelo fabricante ou por terceiros deveratildeo ser processadas de forma tecnicamente segura e adequada com vistas a evitar riscos agrave sauacutede humana e ao meio ambiente principalmente no que tange ao manuseio dos resiacuteduos pelos seres humanos filtragem do ar tratamento de efluentes e cuidados com o solo observadas as normas ambientais especialmente no que se refere ao licenciamento da atividade Paraacutegrafo Uacutenico Na impossibilidade de reutilizaccedilatildeo ou reciclagem das pilhas e baterias descritas no art 1o a destinaccedilatildeo final por destruiccedilatildeo teacutermica deveraacute obedecer as condiccedilotildees teacutecnicas previstas na NBR - 11175 - Incineraccedilatildeo de Resiacuteduos Soacutelidos Perigosos - e os padrotildees de qualidade do ar estabelecidos pela Resoluccedilatildeo Conama no 03 de 28 de junho de l990 Art 15 Compete aos oacutergatildeos integrantes do SISNAMA dentro do limite de suas competecircncias a fiscalizaccedilatildeo relativa ao cumprimento das disposiccedilotildees desta resoluccedilatildeo Art 16 O natildeo cumprimento das obrigaccedilotildees previstas nesta Resoluccedilatildeo sujeitaraacute os infratores agraves penalidades previstas nas Leis no 6938 de 31 de agosto de 1981 e no 9605 de 12 de fevereiro de 1998 Art 17 Esta Resoluccedilatildeo entra em vigor na data de sua publicaccedilatildeo
Publicado em 18-09-2008
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TEXTO 4 Pilhas e baterias podem ter primeiro avanccedilo significativo em 200 anos Redaccedilatildeo do Site Inovaccedilatildeo Tecnoloacutegica 15022006
Dois grupos de pesquisadores trabalhando isoladamente anunciaram quase ao mesmo tempo a descoberta do que poderaacute se tornar o mais importante avanccedilo nas baterias desde a sua invenccedilatildeo haacute mais de 200 anos Aleacutem dos aparelhos portaacuteteis uma infinidade de aplicaccedilotildees utiliza as baterias como fonte de energia de sistemas de no-breaks ateacute veiacuteculos hiacutebridos Mas sua tecnologia natildeo sofreu nenhum avanccedilo radical nos uacuteltimos anos
Cientistas dos Laboratoacuterios Bell e da empresa mPhase relataram a construccedilatildeo de um protoacutetipo de bateria inteligente a partir de materiais nanoscoacutepicos capaz de fornecer energia natildeo de forma contiacutenua como as pilhas e baterias tradicionais mas apenas quando essa energia for necessaacuteria
O protoacutetipo ainda eacute pequeno produzindo energia suficiente para alimentar um LED Mas os cientistas estatildeo entusiasmados com seu potencial
A nova bateria eacute a demonstraccedilatildeo praacutetica de uma descoberta feita pelos mesmos pesquisadores de que um eletroacutelito permanece sobre superfiacutecies nanoestruturadas ateacute ser estimulado a fluir Esse estiacutemulo eacute o gatilho para que a nova bateria comece a produzir eletricidade
Esse comportamento inteligente poderaacute permitir a ativaccedilatildeo das baterias quando necessaacuterio aumentando enormemente sua vida uacutetil
Ultracapacitores
Jaacute os pesquisadores Joel E Schindall John G Kassakian e Riccardo Signorelli do MIT Estados Unidos utilizaram membranas criadas com nanotubos de carbono para aprimorar um outro tipo de dispositivo de armazenagem de energia chamado ultracapacitor Com a melhoria o novo componente poderaacute vir a substituir as atuais pilhas e baterias
Os capacitores armazenam energia como um campo eleacutetrico o que os torna mais eficientes do que as baterias tradicionais que retiram sua energia de reaccedilotildees quiacutemicas Jaacute os ultracapacitores satildeo ceacutelulas de armazenamento funcionando no mesmo princiacutepio dos capacitores mas capazes de fornecer quantidades enormes de energia instantaneamente Eles jaacute satildeo utilizados em veiacuteculos experimentais principalmente aqueles movidos por ceacutelulas a combustiacutevel
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Ateacute agora poreacutem os ultracapacitores necessitavam ser muito maiores do que as baterias para fornecer a mesma quantidade de energia Os cientistas resolveram o problema lidando com os campos eleacutetricos em niacutevel atocircmico Eles utilizaram uma membrana construiacuteda com nanotubos de carbono alinhados verticalmente
A capacidade de armazenamento de um ultracapacitor depende da aacuterea superficial de seus eletrodos Atualmente esses eletrodos satildeo feitos de carbono ativado um material extremamente poroso o que se traduz em uma enorme aacuterea superficial Mas seus poros satildeo irregulares o que significa que essa aacuterea natildeo eacute tatildeo grande quanto poderia ser reduzindo a eficiecircncia do ultracapacitor
Jaacute os nanotubos de carbono tecircm um desenho perfeitamente regular aleacutem de possuir diacircmetros de apenas alguns poucos aacutetomos A membrana construiacuteda com eles apresenta uma aacuterea superficial muito maior o que se traduz em uma eficiecircncia incomparaacutevel no armazenamento de energia
Os cientistas afirmam jaacute deter a tecnologia para a fabricaccedilatildeo das membranas de nanotubos de carbono em qualquer formato o que poderaacute facilitar a fabricaccedilatildeo de ultracapacitores nos formatos das pilhas e baterias tradicionalmente utilizados em aparelhos eletrocircnicos
Questotildees desencadeadoras para discussatildeo dos textos
1 Cite algumas das questotildees ambientais relacionadas ao uso de pilhas e baterias Qual deve ser a postura da populaccedilatildeo em relaccedilatildeo a essas questotildees 2 Com base na legislaccedilatildeo apresentada explique como deve ser feito o descarte de pilhas e baterias Quais impecilhos poderatildeo dificultar o cumprimento da lei 3 Qual o destino que deve ser dado agraves pilhas que seratildeo descartadas Existem formas de reciclagem Quais 4 Considerando os impactos ambientais que podem ocorrer do descarte inadequado das pilhas e baterias qual a sua opiniatildeo sobre o uso delas Existe uma ideal Explique 5 Vocecirc acha que hoje eacute possiacutevel sobrevivermos sem o uso de pilhas e baterias
Aula 3 viacutedeo aulas de conscientizaccedilatildeo sobre descarte de pilhas
Nessa aula pode-se discutir com os alunos os problemas ambientais causados pelo descarte inadequado de pilhas e com isso incentivar o nosso aluno a uma nova mudanccedila de atitude em relaccedilatildeo ao meio ambiente e tomada de posiccedilatildeo ecologicamente correta Como sugestatildeo estatildeo um desenho animado e uma reportagem que podem ser abordadas com questotildees orais e escrita sobre a preocupaccedilatildeo com o descarte das pilhas e seus efeitos Pode-se pedir tambeacutem que elaborem textos do gecircnero artigo de opiniatildeo sobre o assunto em questatildeo (Sugere-se que os alunos assistam o filme WALL-E em casa e tragam seus pontos de vista para debate posterior em salaOutra maneira de trabalhar com esse tipo de recurso visual seria uma preacutevia ediccedilatildeo dos filmes indicados onde o professor selecionaria as cenas com a intenccedilatildeo de promover debates em sala )
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Questotildees para discussatildeo das miacutedias apresentadasque tambeacutem podem ser ferramentas para um debate
1 Sente-se um escravo da tecnologia atual ( especificamente aqueles que em curto espaccedilo de tempo geram lixo eletrocircnico tais como celular Ipod Iphone etc) 2 Ficou sensibilizado sobre a quantidade de lixo eletrocircnico que o homem produz 3 Haacute uma remota possibilidade de o Planeta ser recuperado 4 Qual a sua opiniatildeo sobre a mensagem que o filme Wall-E passa
Viacutedeo 1 IMPACTOS AMBIENTAIS Desenho animado sobre educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambiental retirado do site WWWyoutubecombr (1min e 45 segundos)
Viacutedeo 2 RECICLAGEM DE PILHAS Cidades e soluccedilotildees Globo News retirado do site WWWyoutubecombr (22 min e 35 segundos)
Viacutedeo 3WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
AVALIACcedilAtildeO DA UNIDADE
Ao final do estudo desta situaccedilatildeo de aprendizagem espera-se que o nosso educando tome uma posiccedilatildeo ecologicamente correta sabendo dos males que um descarte inadequado de pilhas e baterias possa causar ao meio ambiente
Situaccedilatildeo de aprendizagem 2 - Que tipos de materiais existem em uma pilha que a classifique como poluidora do meio ambiente
A partir de um experimento investigativo o nosso educando eacute instigado a pensar refletir sobre os componentes presentes em uma pilha e o principio de funcionamento desta Nesta situaccedilatildeo de aprendizagem os alunos seratildeo estimulados a dar explicaccedilotildees para as observaccedilotildees feitas e aplicaratildeo os conhecimentos que jaacute possuem sobre pilhas e baterias adquiridos na situaccedilatildeo anterior e atraveacutes de pesquisas posteriores ao experimento investigativo os alunos teratildeo contato com diversas fontes de pesquisa faratildeo anaacutelise das informaccedilotildees nelas contidas com o estabelecimento de relaccedilotildees entre elas para a elaboraccedilatildeo de conclusotildees Este processo estimula uma reflexatildeo efetiva dos alunos favorecendo uma aprendizagem mais significativa
Conteuacutedos e temas pilhas e aplicaccedilotildees das transformaccedilotildees que ocorrem com o envolvimento de eletricidade
Competecircncias e a habilidades avaliar a composiccedilatildeo das pilhas e o impacto que poderatildeo causar quando descartadas inadequadamente elencar impactos causados pelo uso industrial dos processos de eletroacutelise e discussotildees sobre a viabilidade do uso de diferentes fontes de energia
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Estrateacutegias leitura e discussotildees de textos debates realizaccedilatildeo de pesquisas e anaacutelise de resultados experimentais
Recursos livros didaacuteticos paradidaacuteticos perioacutedicos pesquisa na internet materiais para experimento
Nuacutemero de aulas 5
AULA 1 EXPERIMENTO INVESTIGATIVO Quais componentes estatildeo presentes em uma Pilha
Devido a toxidade presente nos componentes da pilha (chapa de accedilozincobastatildeo de carbonodioacutexido de manganecircs e cloretos de zinco e amocircnio) sugere-se um experimento de natureza demonstrativa tais como desmontar uma pilha passo a passo conforme figuras abaixo e tambeacutem pesquisar viacutedeos no youtube sobre desmontagem de pilhas ou pode produzir uma filmagem da desmontagem da pilha uma vez que a ideia eacute preservar o meio ambiente Entatildeo os viacutedeos satildeo uma ideia aceitaacutevel
A ideacuteia de trabalhar esse experimento eacute demonstrar para o aluno os componentes de uma pilha o aluno durante o experimento deve ser questionado a todo tempo sobre os materiais existentes em uma pilha e o que pode prejudicar o meio ambiente apoacutes o descarte
Sugestotildees de questotildees para os alunos
1 Quais os componentes presentes em uma pilha
2 Quantos materiais perigosos podem conter uma pilhaExplique por que esses materiais satildeo perigosos
3 Seraacute que os materiais de uma pilha podem ter alguma utilidade ao ser humano
Outra sugestatildeo eacute pedir para o aluno fazer um desenho da pilhas antes e depois do experimento
ROTEIRO EXPERIMENTAL DESMONTAGEM DE PILHA
OBJETIVO Mostrar a constituiccedilatildeo quiacutemica de uma pilha e obter a partir dela alguns reagentes aproveitaacuteveis em aulas praacuteticas de laboratoacuterio
MATERIAL
1 pilha comum
Canivete
Chave de fenda
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Alicate
Funil plaacutestico
Filtro de papel
Bico de bunsen ou lamparina com aacutelcool
Beacutequer (pyrex)
Tripeacute
Tela de amianto
Espaacutetula (ou palito de sorvete)
Baqueta de vidro
Erlenmeyer
REAGENTES
Aacutegua destilada
PROCEDIMENTO
1 Com auxilio de um canivete abrir a pilha ao longo da emendaretirando a proteccedilatildeo de accedilo
2 Desenrolar bem a chapa obtida
3 Retirar o papelatildeo ou plaacutestico que se encontra abaixo da chapa de accedilo
4 O zinco eacute a camada que vem logo a seguir devendo ser retirado lavado com aacutegua e detergente colocando-o para secar
5 Finalmente retirar o bastatildeo preto e central da pilha (bastatildeo de carbono)lavando-o igualmente com aacutegua e detergente e transferir o resto do conteuacutedo da pilha para um beacutequer ou um copo de vidro
6 Acrescentar agrave esta mistura aproximadamente 50 ml de aacutegua e agitar bem
7 Filtrar a misturarecolhendo o filtrado em um erlenmeyere em seguidaabrir o papel de filtro com resiacuteduo para deixaacute-lo secar
8 Depois de secoguarde o poacute preto obtido (dioacutexido de manganecircs)em um frasco rotulado
9 Aquecer o filtrado com o auxilio do bico de bunsen (ou lamparina )ateacute toda a aacutegua evaporar
10 Depois de filtrarguardar os cristais em um frasco devidamente rotulado
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O filtrado conteacutem a misturas de cloretos de zinco e amocircnio ambos soluacuteveis em aacutegua
Observaccedilatildeo O invoacutelucro de accedilo pode ser usado como cadinho para uma secagem raacutepida e de pequenas quantidades de dioacutexido de manganecircs obtido
BIBLIOGRAFIA BRAATHENPCet AL Curso de treinamento de professores de segundo grau- Moacutedulo de QuiacutemicaViccedilosaMGUniversidade Federal de Viccedilosa1989
A seguir sequumlecircncia de fotos da desmontagem de uma pilha
Figura 1-pilha antes da desmontagem
Figura 2-passo1 retirada do invoacutelucro
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Figura 3-passo 2 retirada da camada de papelatildeo
Figura 4-passo 3 retirada da parte superior
Figura 5-passo 4 retirada do bastatildeo de carbono
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Figura 6- passo 5 retirada do poacute preto de dioacutexido de manganecircs
Figura 7 passo 6 visualizaccedilatildeo do interior da pilha
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Figura 8-passo 7 visualizaccedilatildeo de todos os componentes presentes em uma pilha
Para colaborar na avaliaccedilatildeo dessa aula investigativa e demonstrativa o ideal seria que o professor retomasse as questotildees que foram aplicadas no inicio da aula
AULA 2 Pilhas e baterias conceituaccedilatildeo a partir de pesquisas em livros didaacuteticos paradidaacuteticos internet e revistas especializadas
Com intuito de melhorar o conhecimento cientiacutefico dos alunos pode-se orientaacute-los para realizarem uma pesquisa literaacuteria sobre o que vem a ser pilha e bateria e os possiacuteveis problemas ambientais causados pelos usos e descarte inadequados destes Esta pesquisa pode ser realizada em grupo ou individualmente em sala ou extraclasse (a criteacuterio do professor) O objetivo da pesquisa eacute que os alunos com o auxilio do professor durante a aula aprenda transpor a linguagem da ciecircncia comum para a linguagem cientiacutefica compreendendo termos teacutecnicos especiacuteficos da Quiacutemica para opinar e atuar como cidadatildeo ou profissional num futuro proacuteximo de forma eacutetica
AULA 3 Visita virtual a uma induacutestria de reciclagem
Apoacutes discussotildees introdutoacuterias feitas na situaccedilatildeo de aprendizagem anterior pode-se fazer uma visita virtual no site do youtube onde poderatildeo assistir a um filme ( 5 minutos de duraccedilatildeo) da empresa de reciclagem de pilhas SUZAQUIM tem-se a possibilidade de se observar um processo quiacutemico de reciclagem de pilhas e baterias ( a visita fiacutesica eacute praticamente impossiacutevel de se realizar devido ao ambiente ser improacuteprio para essa finalidade) Finaliza-se essa primeira etapa do processo de aprendizagem pedindo aos alunos um relatoacuterio na forma de artigo de
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opiniatildeo sobre a importacircncia da reciclagem de pilhas em favor do meio ambiente e a necessidade de maiores investimentos nessa aacuterea
AULA 4 Modelo de pilha ideal
Considerando que agrave essa altura os nossos alunos jaacute tenham conhecimento sobre descarte de pilhas e baterias podemos inicializar a segunda etapa da unidade didaacutetica propondo que criem um modelo ideal de pilha (que impacte minimamente o meio ambiente) Essa atividade pode ser realizada em grupo os alunos teratildeo como material base informaccedilotildees jaacute trabalhadas anteriormente
Pode-se sugerir temas como
Pilhas recarregaacuteveis
Fontes de energias alternativas
Utilizaccedilatildeo de metais natildeo agressivos ao meio ambiente ou novos processos de eletroacutelise
Professor e alunos levaratildeo agrave sala de aula livros didaacuteticos paradidaacuteticos perioacutedicos e materiais da internet para consulta e realizaccedilatildeo da atividade propostaOs alunos seratildeo orientados pelo professor para em grupo montarem um modelo ideal de pilha que poderaacute ser apresentada na aula seguinte em forma de seminaacuterio experimento demonstrativo slides ou filmagens
Observaccedilatildeo para facilitar o trabalho o professor pode pedir aos alunos que usem os recursos mencionados acima para confecccedilatildeo do material a ser apresentado extraclasse
AULA 5 Modelos de pilhas produzidos apresentaccedilatildeo
Nesta aula o objetivo eacute que os alunos apresentem o seu modelo ideal de pilha escolhidos e idealizados na aula anterior e produzidos extraclasse Natildeo resta a menor duacutevida que seraacute um facilitador para o aprofundamento dos conteuacutedos gerais e especiacuteficos desta unidade didaacutetica Para que isso aconteccedila pode-se desencadear uma discussatildeo e um acordo coletivo para escolha da melhor pilha apresentada para que a haja compreensatildeo do processo de transformaccedilatildeo de energia quiacutemica em eleacutetrica
Para finalizar esta situaccedilatildeo de aprendizagem podemos avaliar os nossos alunos propondo as questotildees abaixo sugere-se que sejam realizadas individualmente pelos alunos pois somente desta maneira o professor poderaacute diagnosticar se houve o aprendizado real e significativo
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Questotildees sugeridas
1 Eacute possiacutevel produzir energia eleacutetrica atraveacutes de uma transformaccedilatildeo quiacutemica
2 Explique o surgimento da energia eleacutetrica nas transformaccedilotildees quiacutemicas
3 Podemos montar uma pilha ecologicamente correta
4 O funcionamento de uma pilha soacute acontece atraveacutes de transformaccedilatildeo quiacutemica Explique
Situaccedilatildeo de aprendizagem 3- O lado cientiacutefico da Pilha
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem permitiraacute aos alunos compreenderem o funcionamento de uma pilha( conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica ) e a produccedilatildeo de novos materiais atraveacutes da eletrolise (conversatildeo natildeo espontacircnea energia eleacutetrica em quiacutemica) com experimentos
Conteuacutedos e temas eletroacutelise reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo seacuterie de reatividade de metais
Competecircncias e habilidades compreender que existem transformaccedilotildees quiacutemicas que ocorrem com transferecircncia de eleacutetrons e podem gerar corrente eleacutetrica prever a ocorrecircncia de transformaccedilotildees quiacutemicas com a utilizaccedilatildeo da seacuterie de reatividade de metais
Estrateacutegias textos jornaliacutesticos experimentos abordagem investigativa com perguntas
Avaliaccedilatildeo anaacutelise dos resultados experimentais
Recursos materiais para o experimentolousa e giztabelas
Nuacutemero de aulas 4
AULA 1 O experimento da pilha do Daniel
Nessa aula propotildee ao professor a sugestatildeo de roteiro experimental da pilha de Daniel Esse experimento eacute bastante comum e o professor pode fazecirc-lo de maneira demonstrativa ou dividir a sala em grupos para sua realizaccedilatildeo Eacute importante orientar os alunos para que observem atentamente os estados iniciais e finais das placas metaacutelicas assim como da soluccedilatildeo em relaccedilatildeo agrave coloraccedilatildeo brilho e outros aspectos para que a aprendizagem ocorra de forma plena
Questotildees que poderatildeo auxiliar os alunos durante a execuccedilatildeo do experimento
1 As placas mudaram de cor apoacutes serem mergulhadas na soluccedilatildeo Explique
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2 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
3 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
4 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
1 Limpar as placas com palha de accedilo 2 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 3 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 4 Interligar os dois potes com a ponte salina
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5 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 6 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo PauloEdusp 1998
Caso o professor deseje trabalhar outros experimentos abaixo estatildeo descritos alguns (roteiros) para trabalhar o processo de eletroacutelise Dentre eles alguns satildeo bastante simples podem ser realizados de maneira demonstrativa pelo professor ou pelos alunos (divididos em grupo)
1ordf sugestatildeo de experimento
Quem natildeo gosta de receber o troco das compras em moedas novinhas O que ningueacutem gosta mas tem que aceitar eacute aquele monte de moedas enferrujadas e com aparecircncia envelhecida Mas por que elas adquirem este aspecto Tudo comeccedila pela composiccedilatildeo das moedas que satildeo obtidas atraveacutes de ligas metaacutelicas soacute por este fato jaacute se nota porque as moedas satildeo mais resistentes do que notas As ceacutedulas de dinheiro satildeo feitas com papel especial (papel moeda) que eacute resistente mas com o passar de matildeo em matildeo ficam velhas e se rasgam A umidade presente em nossas matildeos eacute que realiza o estrago e as moedas natildeo escapam elas ficam escurecidas devido agrave oxidaccedilatildeo As moedas constituem um dinheiro muito manuseado sendo assim fica inevitaacutevel que entre em contato com a umidade e exposiccedilatildeo ao oxigecircnio fatores necessaacuterios para que ocorra a reaccedilatildeo de oxidaccedilatildeo Mas saiba agora que existe um truque para deixar suas moedinhas novinhas em folha
O que vamos demonstrar a seguir pode ser usado em sala de aula como um experimento de Quiacutemica
Reaccedilotildees de oxidaccedilatildeo em moedas
Vamos usar como exemplo a moeda de 5 centavos pois eacute uma das mais manuseadas Portanto peccedila a seus alunos que tragam moedas envelhecidas neste valor
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Vocecirc sabe de que esta moeda eacute feita Eacute composta de Accedilo e recoberta com Cobre e agrave medida que vai sendo usada vai se formando uma camada de oacutexido de cobre sobre ela Veja a equaccedilatildeo do processo 2 Cu + frac12 O2 rarr Cu2O
O metal Cobre presente na moeda eacute oxidado e forma o monoacutexido de Dicobre (Cu2O) o qual tem coloraccedilatildeo escura daiacute o porquecirc daquela cor horriacutevel O segredo para que as moedas tornem a ficar como eram antes (brilhantes e avermelhadas) eacute deixaacute-las de molho em aacutecido cloriacutedrico Equaccedilatildeo que representa a lavagem Cu2O + 2 HCl rarr Cu2Cl2 + H2O
Como se vecirc na equaccedilatildeo acima o oacutexido reage com aacutecido cloriacutedrico (HCl) e daacute origem a um sal de cobre (Cu2Cl2) esta reaccedilatildeo permite agrave moeda adquirir aparecircncia de nova Por Liacuteria Alves Graduada em Quiacutemica Equipe Brasil Escola
2ordf sugestatildeo de experimento
Pilha de Limatildeo
ou Pilha de Laranja ou ainda Pilha de Batata
Eacute possiacutevel obter eletricidade a partir de um limatildeo Sim natildeo soacute satildeo as pilhas comuns que podem gerar eletricidade E o mais legal eacute que na falta do limatildeo vocecirc pode usar uma laranja ou mesmo uma batata
Na verdade a corrente eleacutetrica surge a partir dos potenciais eleacutetricos de dois metais que satildeo cravados no limatildeo na laranja
e na batata O caraacuteter aacutecido do limatildeolaranja e o caraacuteter baacutesico da batata ajudam na conduccedilatildeo da eletricidade Mas o que eacute que causa esta corrente Pense um pouco antes de prosseguir a leitura
Bom depois de esperar vocecirc pensar um pouquinho vamos prosseguir dois pedaccedilos de metal satildeo usados O melhor resultado surge da combinaccedilatildeo de zinco e cobre mas tambeacutem pode ser usado zinco e alumiacutenio ou ainda latatildeo e alumiacutenio
Alguns tipos de pregos conteacutem zinco e o cobre pode ser encontrado na forma de fios e mesmo na composiccedilatildeo de algumas moedas Pode-se tambeacutem utilizar (na falta destes) uma taxinha destas de latatildeo e um clips
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Apoacutes fincaacute-los no limatildeo (ou laranja ou batata) e uniacute-los por fios pode-se ligaacute-los a um pequeno aparelho eleacutetrico O melhor resultado se daacute usando um destes reloacutegios eletrocircnicos - tira-se a pilha deste e faz-se a ligaccedilatildeo dos fios positivo e negativo nos pequenos terminais do reloacutegio A corrente produzida eacute suficiente para acendecirc-lo ainda que por alguns minutos Natildeo esqueccedila de antes limpar as peccedilas de metal e evitar que elas se toquem no interior do limatildeo (ou da laranja ou ainda da batata)
Cuidados no Experimento
A eletricidade produzida eacute na realidade muito pequena para acender uma lacircmpada comum mesmo as menores Mas eacute possiacutevel acender uma pequena lampadinha se vocecirc quiser substituindo o limatildeo por uma soluccedilatildeo de aacutegua + sal Assim como na soluccedilatildeo salina existem no limatildeo batata e laranja alguns sais que se dissociam em iacuteons positivos e negativos e cada um destes tipos de iacuteons migram para os terminais metaacutelicos O certo eacute dizer que houve uma conduccedilatildeo iocircnica no interior do limatildeo da laranja e da batata Jaacute nos terminais satildeo os eleacutetrons dos metais que migram alcanccedilando o reloacutegio e fazendo-o funcionar com a corrente de eleacutetrons Esta eacute a diferenccedila
Uma lampadinha (ou mesmo um LED - uma lacircmpada especial destas coloridas que existem nos aparelhos de TV e de som esteacutereo geralmente nas cores vermelha e verde) satildeo materiais muito baratos e facilmente encontraacuteveis nas lojas de produtos eleacutetricos Para se acender uma destas lampadinhas eacute necessaacuterio 15 volt e alguns miliamperes o que eacute difiacutecil de se conseguir com apenas 1 limatildeo laranja ou batatinha
A voltagem tambeacutem varia de limatildeo para limatildeo laranja para laranja e batata para batata dependendo de vaacuterios fatores incluindo a acidezbasicidade teor de sais aacutegua Por exemplo um limatildeo pode acender um pequeno circuito eleacutetrico por pouco tempo e soacute Procure testaacute-lo com um voltiacutemetro (um medidor de tensatildeo eleacutetrica) Se for muito difiacutecil mesmo trabalhar com apenas um tente experimentar uma ligaccedilatildeo em seacuterie lacircmpada-cobre-limatildeo-zinco-fio-cobre-limatildeo-zinco-lacircmpada O resultado eacute mais visiacutevel
cienciaemcasacienciavivaptpilha_limaohtml
3ordf sugestatildeo de experimento
Pilha de Batata
Objetivo
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Estudar o funcionamento das ceacutelulas voltaacuteicas e associaccedilotildees em seacuterie Uma batata cortada pela metade duas plaquinhas de cobre e duas plaquinhas de zinco permitem a confecccedilatildeo de uma batateria capaz de acionar um reloacutegio digital por pelo menos dois meses Com certos cuidados os quais comentaremos esse tempo de uso pode ser estendido para cerca de quatro meses
Apresentaccedilatildeo
Os modernos reloacutegios digitais a cristal de quartzo requerem uma baixiacutessima intensidade de corrente eleacutetrica para seu funcionamento Se vocecirc tiver um bom microamperocircmetro poderaacute constatar que ela seraacute algo como 15 x 10-6 A sob tensatildeo eleacutetrica (ddp) de 135 V Eacute devido a isso que tais reloacutegios podem funcionar com as minuacutesculas baterias bototildees que geram uma fem entre 12 a 14 volts notadamente as baterias com ceacutelulas de mercuacuterio Os experimentos a seguir aproveitam-se dessa propriedade inerente aos circuitos eletrocircnicos --- funcionarem com baixiacutessimas intensidades de corrente eleacutetrica
O que faremos essencialmente seraacute construir baterias a partir de duas ceacutelulas voltaacuteicas que produziratildeo cada uma 06 a 07 V Dois eletrodos distintos (plaquinhas de cobre e zinco) seratildeo introduzidos em meias-batata (ou quiabo ou limatildeo ou abacaxi etc) e associados em seacuterie de modo a constituiacuterem uma bateria [associaccedilatildeo de duas pilhas primaacuterias (ceacutelulas voltaicas)]
Fazendo uma pilha primaacuteria
Corte uma batata pela metade Corte duas chapinhas uma de cobre outra de zinco com cerca de (2 x 4) cm Qualquer espessura das chapinhas entre 1 e 2 mm serviraacute essas chapinhas seratildeo os eletrodos da pilha primaacuteria Solde em cada uma dessas plaquinhas um fio de cobre flexiacutevel (cabinho 22) com cerca de 20 cm de comprimento (descasque as extremidades e estanhe-as --- passe solda) Espete as plaquinhas na meia-batata (bem perpendicular agrave superfiacutecie cortada) deixando para fora apenas cerca de 1 cm e separada por cerca de 08 cm Natildeo deixe as plaquinhas se encontrarem dentro da meia-batata Veja a ilustraccedilatildeo
Fazendo a batateria
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Essa pilha de meia-batata apresentaraacute forccedila eletromotriz (fem) de cerca de 07 V o que pode ser constatado mediante um bom voltocircmetro (resistecircncia interna grande) conectado aos dois fios indicados acima Como iremos necessitar de cerca de 14 V para acionar o reloacutegio digital deveremos construir uma bateria a partir de duas dessas pilhas primaacuterias e associando-as em seacuterie como se ilustra
Preparando o reloacutegio
Qualquer reloacutegio digital que utilize uma bateria botatildeo poderaacute ser usado O que utilizei eacute um CITIZEN - CRYSTON LC A primeira coisa a fazer eacute remover a tampinha em forma de disco do alojamento da bateria botatildeo Retire a bateria pifada Olhe bem para essa bateria e repare que o corpo dela corresponde ao poacutelo positivo enquanto que o botatildeo superior corresponde ao poacutelo negativo Veja dentro do local de alojamento dessa bateria as duas lacircminas de contato uma que encosta no poacutelo positivo da bateria e outra que encosta no poacutelo negativo Solde nessa pequenas lacircminas dois pedaccedilos de cabinho 22 um vermelho ligado na lacircmina positiva e um preto ligado na lacircmina negativa
O fio que vem da plaquinha de cobre da batateria deve ser ligado ao fio vermelho do reloacutegio e o fio que vem da plaquinha de zinco da batateria deve ser ligado ao fio preto do reloacutegio
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Pronto O reloacutegio jaacute deve estar funcionando Eis as ilustraccedilotildees de minha montagem
Agrave esquerda a proteccedilatildeo de madeira para a montagem numa divisatildeo foi feito o orifiacutecio para inserir o reloacutegio na outra foi colocado um pires quadrado para conter as meias-batatas Agrave direita um destaque da montagem Abaixo detalhes da parte posterior da montagem
Anaacutelise do circuito
A tensatildeo eleacutetrica uacutetil (U) entre os terminais de cada pilha primaacuteria pode ser expressa em termos de sua fem (E) de sua resistecircncia interna (r) e da corrente de intensidade i que por ela circula assim U = E - ri mostrando claramente que a tensatildeo uacutetil depende da intensidade da corrente eleacutetrica solicitada (i)
Em circuito aberto um bom voltocircmetro (Rvint--gt conectado aos eletrodos fornece Uaberto= E pois iaberto = 0 Um bom amperocircmetro (Raint--gt0) conectado diretamente entre os eletrodos (curto-circuitando a pilha) fornece Icc = Er uma vez que Ucc = 0 Da leitura da fem E (via voltocircmetro) e da corrente de curto circuito icc
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(via amperocircmetro) obtemos r = Eicc Para nossa montagem esse valor resultou ao redor dos 3 000 ohms e E = 07 V
Para as duas pilhas em seacuterie formando nossa batateria teremos Ebat = 14 V
e rbat = 6 000
Sob ddp uacutetil de 12 V teremos i = (Ebat- U)r = (14 - 12)6000 = 3 x 10-5 A que satildeo suficientes para o funcionamento do reloacutegio digital
Como dissemos como eletroacutelito podemos usar limatildeo abacaxi pepino uvas cebolas etc e como eletrodos podemos usar os pares cobrezinco magneacutesioferro alumiacuteniocobre prego zincadocobre etc Para cada par deve-se testar antes de ligar no reloacutegio qual a polaridade obtida (sob risco que queimar o cristal de quartzo) para a bateria Por exemplo se for usado eletrodos de magneacutesio e de ferro o magneacutesio seraacute o terminal negativo e o ferro o terminal positivo Calculadoras e jogos eletrocircnicos tambeacutem funcionam com tais baterias culinaacuterias Eis abaixo uma tomateria uma bateria de tomates
Mais teoria As reaccedilotildees nas ceacutelulas voltaacuteicas satildeo
catodo Zn lt==gt Zn2 + 2e anodo 2H+ + 2e lt==gt H2
A FEM da reaccedilatildeo vem expressa por E(ZnZn22H+H2) = Eo +
(RTnF)ln([Zn2+][H+]2) O eletrodo de cobre opera apenas como coletor de eleacutetrons podendo ser substituiacutedo por platina ou outro metal inerte
httpwwwfeiradecienciascombrsala1212_21asp
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Aulas 2 e 3 Reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo e o uso da tabela de potenciais de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo
Com a utilizaccedilatildeo dos dados recolhidos pelos alunos sobre o experimento anterior pode-se introduzir o conteuacutedo sobre reaccedilotildees de oxirreduccedilatildeo e o uso da tabela de potenciais de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo
Para facilitar a inicializaccedilatildeo do conteuacutedo pode-se retomar algumas questotildees dos experimentos anteriores
1 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 2 Como a energia eleacutetrica foi obtida 3 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 4 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 5 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 6 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 7 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 8 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha Conteuacutedo sugerido para trabalhar o conceito de reaccedilatildeo de oxidorreduccedilatildeo
A eletroquiacutemica eacute o estudo sobre a transferecircncia de eleacutetrons entre diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-versa Pilhas e baterias satildeo reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo capazes de gerar corrente eleacutetrica Eletroacutelise satildeo reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo produzidas pela passagem da corrente eleacutetrica Numa eletrolise existe os seguintes termos CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e mergulhados num eletroacutelito ELETRODOS Satildeo as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica ELETROacuteLITOS Satildeo as soluccedilotildees que conduzem a corrente eleacutetrica AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula entra na soluccedilatildeo CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula deixa a soluccedilatildeo IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na soluccedilatildeo Resumo
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons aumenta o numero de oxidaccedilatildeo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons diminui o numero de oxidaccedilatildeo
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Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz o numero de oxidaccedilatildeo diminui
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida o numero de oxidaccedilatildeo aumenta
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em energia eleacutetrica
BIBLIOGRAFIA sobre o conceito de oxidorreduccedilatildeo Programa de ensino para jovens e adultosescola da juventude Ciecircncias da NaturezaMatemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemicaeditora iacutecone ltdaSatildeo Paulo
Figura retirada WWWgooglecombr
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
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A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu
++ Isso provocaraacute
diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo
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que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
AULA 4 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o experimento da pilha de Daniel
Confecccedilatildeo de relatoacuterio pode-se trabalhar produccedilatildeo de textos do gecircnero artigo de opiniatildeo (conclusatildeo) e resumos ( introduccedilatildeo) Com o relatoacuterio em matildeos o
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professor poderaacute avaliar se houve aprendizagem real ou natildeo Espera-se que os alunos possam descrever em seu relatoacuterio os seguintes toacutepicos
Na pilha de Daniel o eletrodo de cobre metaacutelico que recebe eleacutetrons eacute chamado de caacutetodo ou terminal positivo e a lacircmina de zinco que cede eleacutetrons eacute o acircnodo ou terminal negativo O conjunto montado no experimento eacute uma pilha de Daniell com ponte salina A placa de zinco fornece eleacutetrons oxidando-se atraveacutes do fio para a placa de cobre que reduziraacute iacuteons de cobre na soluccedilatildeo Os eleacutetrons passando atraveacutes do fio iratildeo alimentar o cartatildeo musical Invertendo-se os fios de ligaccedilatildeo da pilha o terminal negativo do cartatildeo musical estaraacute ligado ao caacutetodo da pilha e o terminal positivo ao acircnodo Esta inversatildeo do sentido da corrente natildeo permite que o cartatildeo musical funcione
Sugestatildeo de modelo de relatoacuterio
RELATOacuteRIO
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em sete itens principais
Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram utilizados no experimento
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32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o experimento
5 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2 ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
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baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Conteuacutedo e temas impactos ambientais relacionado ao uso de pilhas e baterias
Competecircncias e habilidades identificar os impactos ambientais causados pelo descarte inadequado de pilhas e baterias avaliar como a composiccedilatildeo das pilhas pode causar possiacuteveis impactos relacionar os impactos causados pelas induacutestrias nos processos de eletroacutelise refletir sobre a importacircncia da adoccedilatildeo de posturas conscientes com relaccedilatildeo ao consumo e descarte de pilhas e baterias
Estrateacutegias elaboraccedilatildeo de mural produccedilatildeo de folder
Recursos biombos para anexar material produzido cartolinas fitas adesivas
Avaliaccedilatildeo participaccedilatildeo e envolvimento
Nuacutemero de aulas 3
AULA 1 Elaboraccedilatildeo de mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias os alunos finalizaratildeo a segunda etapa desta unidade didaacutetica construindo seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo Nesse momento comeccedila-se a desenvolver a terceira etapa dessa unidade ( que eacute uma das mais importantes)pois os alunos iratildeo aplicar o que aprenderam preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo em um local estrateacutegico da escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas sobre o assunto estudado O nosso estudante nesta etapa final da unidade temaacutetica poderaacute desenvolver accedilotildees sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente e tambeacutem composiccedilatildeo de muacutesicas sobre os assuntos abordados
AULA 2 A escola como ponto de coleta de pilhas e baterias
Os alunos apoacutes terem finalizado o trabalho da aula anterior poderatildeo distribuir agrave comunidade o material confeccionado sensibilizando-a buscando parcerias para que a escola seja um ponto de coleta desses materiais pois somente com accedilotildees dessa natureza podemos acreditar que possam desenvolver a accedilatildeo social e ambiental desejada
AULA 3 Retomada das questotildees diagnoacutesticas poacutes desenvolvimento da unidade didaacutetica
Eacute importante retomar as questotildees aplicadas no iniacutecio dessa unidade pois somente assim teremos a certeza do quanto os alunos assimilaram de conhecimento cientiacutefico Muito importante nesse momento tambeacutem eacute poder avaliaacute-los como indiviacuteduos atuantes na sociedade
AULA 4 Avaliaccedilatildeo final
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Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos (sugere-se que contenha mapa conceitual dos conteuacutedos apreendidos) e devolutiva das questotildees comentadas
Consideraccedilotildees finais
A eletroquiacutemica trabalhada da forma que estaacute sendo apresentada nessa unidade didaacutetica leva o aluno a adquirir conhecimentos de maneira significativa O ensino atraveacutes da experimentaccedilatildeo o faraacute tirar suas proacuteprias conclusotildees e ter um aprendizado real produzindo nele mudanccedila de postura diante dos fatos observados refletindo e opinando criticamente frente a informaccedilotildees que poderaacute encontrar doravante sobre o assunto
A participaccedilatildeo e a integraccedilatildeo do aluno nas aulas tecircm que ser consideradas ponto de partida para que o mesmo possa compreender que as transformaccedilotildees quiacutemicas fazem parte do seu cotidiano Toda tecnologia existente eacute produto dessas transformaccedilotildees
Finalizando o estudo dessa unidade espera-se que o aluno natildeo soacute compreenda a importacircncia das transformaccedilotildees quiacutemicas mas que esteja envolvido a ponto de adotar uma postura responsaacutevel em relaccedilatildeo aos impactos ambientais causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e baterias e dentro dessa nova postura possa tomar decisotildees e atuar de forma eacutetica no meio em que vive
REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
41
9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
14- Programa de ensino para jovens e adultos escola da juventude Ciecircncias da Natureza Matemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemica Editora Iacutecone Ltda Satildeo Paulo
42
Imagem maisumtekofileswordpresscom
2009
Katia Regina Varela Roa-DE SUZANO
Gilson Silva ndashDE CAEIRAS
Leonardo Bassi Ubeda das Neves-DE SUZANO
Massuko Sawayama Warigoda-DE MOGI DAS
CRUZES
GEPEQ- USP CURSO DE FORMACcedilAtildeO
CONTINUADA DE PROFESSORES 2008 2009
28082009
PILHAS E BATERIAS USOS E DESCARTES X IMPACTOS AMBIENTAIS Caderno do aluno
43
Situaccedilatildeo de aprendizagem 1- As pilhas e baterias que fazem parte do nosso lixo eletrocircnico podem ser prejudiciais ao ser humano
Por meio desta primeira situaccedilatildeo de aprendizagem vocecirc poderaacute reconhecer
que quando descartadas incorretamente pilhas e baterias podem prejudicar o meio
ambiente apesar de indispensaacutevel para o homem E tambeacutem pode comeccedilar a
refletir o porquecirc dessa questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil toneladas de lixo eletrocircnico
por hora dentro deste destacam-se pilhas e baterias Este lixo eacute jogado na
natureza provocando vaacuterios problemas ambientais Quais os problemas
ambientais que as pilhas e baterias provocam na natureza e como podemos
evitaacute-losrdquo
Atividade 1Refletindo sobre pilhas e baterias x impactos ambientais
1 O que vocecirc entende por pilhas E baterias
2 Elas satildeo imprescindiacuteveis na atualidade Onde
3 Existe alguma relaccedilatildeo entre pilha eletricidade e transformaccedilotildees quiacutemicas
4 Que tipo de material(is) vocecirc acha que eacute(satildeo) necessaacuterio(os) para se construir
uma pilha
5 Cite alguns problemas ambientais relacionados ao uso e descarte de pilhas e
baterias Qual deve ser sua postura em relaccedilatildeo a esses problemas
Atividade 2 Pilhas e Baterias x impactos ambientais
Leitura e Anaacutelise de textos
TEXTO 1 Descarte de pilhas e baterias eacute problema seacuterio para meio ambiente
O Brasil eacute o uacutenico paiacutes da Ameacuterica do Sul que regulamenta a fabricaccedilatildeo venda e destinaccedilatildeo final de pilhas e baterias Com a entrada da Resoluccedilatildeo 257 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama) que dispotildee sobre estes resiacuteduos em vigor desde junho de 2001 o Ibama passou a fiscalizar esses limites Ou pelo menos era o que deveria acontecer Em Cuiabaacute por exemplo o gerente do oacutergatildeo Hugo Scheuer declarou natildeo estar a par do assunto mas garantiu ser este seu proacuteximo objetivo por considerar o descarte destes resiacuteduos um problema de grande amplitude Mas enquanto isso o que fazer com pilhas e baterias principalmente as de celulares quando acabam Esta duacutevida eacute frequumlente em toda a populaccedilatildeo
Considerados toacutexicos o lanccedilamento desses resiacuteduos em lixotildees nas margens das estradas ou em terrenos baldios compromete a qualidade ambiental e de vida da populaccedilatildeo Os resiacuteduos pesados quando aterrados migram para partes mais profundas do solo Com isso podem atingir o lenccedilol freaacutetico contaminando a flora e a fauna das regiotildees proacuteximas e ainda causar doenccedilas que variam de lesotildees cerebrais a disfunccedilotildees renais e pulmonares passando por distuacuterbios visuais e
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anemia Segundo a Resoluccedilatildeo 257 os fabricantes e importadores satildeo os responsaacuteveis pelo recolhimento do material e sua destinaccedilatildeo final o que deve ser fiscalizado pelos oacutergatildeos puacuteblicos ambientais Mas em Cuiabaacute apesar do site do Ministeacuterio do Meio Ambiente indicar o endereccedilo de 28 postos nenhum deles efetua o recolhimento apenas duas empresas de celulares recolhem as baterias em seus postos de venda (Vivo e Americel) e a fiscalizaccedilatildeo do Ibama eacute inexistente A Resoluccedilatildeo estabelece que as pilhas e baterias apoacutes o seu esgotamento energeacutetico devem ser entregues pelos usuaacuterios aos estabelecimentos que as comercializam ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelas respectivas induacutestrias Estas por sua vez devem repassaacute-las aos fabricantes e importadores para que passem por procedimentos de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final ambientalmente adequada No artigo 13deg estaacute previsto que as pilhas e baterias que atenderem aos limites previstos no artigo 6deg podem ser dispostas juntamente com os resiacuteduos domiciliares em aterros sanitaacuterios licenciados Mas por falta de aterros licenciados a maior parte das baterias e pilhas usadas continuam tendo os lixotildees irregulares como destino significando um risco para o meio ambiente e para as pessoas Apenas 30 destes resiacuteduos satildeo reciclados No Brasil uma empresa chamada Suzaquim anuncia que deteacutem um processo de reciclagem de baterias
Dependendo do material de que satildeo constituiacutedas pilhas e baterias podem ser jogadas em lixo domeacutestico As pilhas secas composta por zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs as mais consumidas para uso domeacutestico tecircm em sua maioria operado nos limites estabelecidos pelo artigo 6deg da Resoluccedilatildeo 257 As baterias de telefone sem fio de filmadoras de celular ou outros tipos normalmente recarregaacuteveis devem ser devolvidas agraves lojas Os fabricantes estatildeo obrigados a informar nas embalagens a necessidade ou natildeo de devoluccedilatildeo
O Brasil produz cerca de 800 milhotildees de pilhas comuns por ano o que representa seis unidades por habitante Deve-se lembrar que uma uacutenica pilha contamina o solo durante 50 anos Circulam anualmente 10 milhotildees de baterias de celular 12 milhotildees de baterias automotivas e 200 mil baterias industriais Do total de pilhas e baterias consumidas no paiacutes quase 70 satildeo constituiacutedas principalmente por zinco e caacutedmio aproximadamente 30 por amocircnia e manganecircs Ao se desfazer de pilhas e baterias usadas em local inadequado pode-se contaminar o solo a aacutegua e o ar Atraveacutes da cadeia alimentar esse produto chega aos seres humanos causando doenccedilas que afetam o sistema nervoso central Todos satildeo considerados bioacumulativos - acumula-se no organismo ao longo do tempo
RECICLAVEISCOMBR
Texto 2 Metais pesados contaminam meio ambiente e oferecem riscos agrave
sauacutede puacuteblica
Estima-se que cada bateria ou pilha depositada de forma inadequada no meio
ambiente contamine uma aacuterea de um metro quadrado Entretanto o dano ambiental
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pode ser maior se a quantidade desses equipamentos jogados em lixotildees for muito
alta
A dissoluccedilatildeo de metais pesados depositados em aterros
sanitaacuterios improacuteprios pode contaminar lenccediloacuteis freaacuteticos e o
ambiente local Em aterros a dissoluccedilatildeo dos metais eacute mais faacutecil
devido agrave acidez da aacuterea Isso facilita a acumulaccedilatildeo de metais
pesados na cadeia alimentar atraveacutes da contaminaccedilatildeo de
animais e vegetais que podem causar a intoxicaccedilatildeo de seres humanos que venham
a consumir esses alimentos afetados Metais pesados como chumbo caacutedmio
mercuacuterio e seus compostos podem provocar graves doenccedilas neuroloacutegicas aleacutem de
afetar a condiccedilatildeo motora
Pilhas e baterias comuns (pequenas usadas em raacutedios por exemplo) podem
ser descartadas no lixo domeacutestico de acordo com a determinaccedilatildeo do Conama No
entanto a professora Andreacutea Bernardes do Departamento de Engenharia de
Materiais da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) avalia que esses
produtos que acabam sendo depositados em aterros sanitaacuterios soacute poderiam ser
descartados nestes locais se houvesse o tratamento adequado do chorume
(substacircncia liacutequida encontrada em lixotildees) O chorume contaminado com metais
pesados contaminaraacute tambeacutem a terra e os lenccediloacuteis freaacuteticos
Marcelo Furtado coordenador da aacuterea de substacircncias toacutexicas do
Greenpeace vecirc com bons olhos a determinaccedilatildeo do Conama A iniciativa serve
como incentivo para que as empresas passem a reduzir o uso de substacircncias
toacutexicas para evitar todo o processo de recolhimento de baterias e pilhas usadas
diz Ele lembra que a tendecircncia eacute que substacircncias reciclaacuteveis sejam usadas cada
vez mais para que a reutilizaccedilatildeo dos produtos seja constante
Danilo FantinelRedaccedilatildeo Terra
Questotildees para anaacutelise do texto
6 Cite algumas das questotildees ambientais relacionadas ao uso de pilhas e baterias Qual deve ser a postura da populaccedilatildeo em relaccedilatildeo a essas questotildees 7 Com base na legislaccedilatildeo apresentada explique como deve ser feito o descarte de pilhas e baterias Quais impecilhos poderatildeo dificultar o cumprimento da lei 8 Qual o destino que deve ser dado agraves pilhas que seratildeo descartadas Existem formas de reciclagem Quais 9 Considerando os impactos ambientais que podem ocorrer do descarte inadequado das pilhas e baterias qual a sua opiniatildeo sobre o uso delas Existe uma ideal Explique 10 Vocecirc acha que hoje eacute possiacutevel sobrevivermos sem o uso de pilhas e baterias
46
Atividade 3 Trechos do filme WALL-E
Converse com o seu professor sobre o filme a ser assistido na escola caso natildeo seja possiacutevel assista o filme em casa para auxiliaacute-lo nessa atividade
Questotildees para sala de aula reflexatildeo dos assuntos abordados no filme
5 Sente-se um escravo da tecnologia atual ( especificamente aqueles que em curto espaccedilo de tempo geram lixo eletrocircnico tais como celular Ipod Iphone etc) 6 Ficou sensibilizado sobre a quantidade de lixo eletrocircnico que o homem produz 7 Haacute uma remota possibilidade de o Planeta ser recuperado 8 Qual a sua opiniatildeo sobre a mensagem que o filme Wall-E passa 9 Viacutedeo WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97
minutos) som e cor
Situaccedilatildeo de aprendizagem 2 - Que tipos de materiais existem em uma pilha que
a classifique como poluidora do meio ambiente
Apoacutes a visatildeo do que vocecirc teve do filme e discussatildeo de trechos que falam sobre
impactos ambientais provocados pelo mau descarte de pilhas e baterias vocecirc
imagina quais seriam os agentes contaminantes
Atividade 1 Experimento demonstrativo ndash Desmontagem de uma pilha
No inicio da aula entregue para o seu professor um desenho que demonstre os
componentes que estruturam uma pilha
Apoacutes o teacutermino da desmontagem faccedila um novo desenho colocando aquilo que vocecirc
observou Compare o primeiro com o segundo desenho e em poucas linhas
descreva o que mais lhe chamou a atenccedilatildeo
Atividade 2 Buscando orientaccedilotildees com o professor para trabalho de
pesquisa
Leve para sala de aula revistas jornaislivros e mateacuterias de internet trazendo
informaccedilotildees sobre pilha ecologicamente correta
Atividade 3 Reciclagem de pilhas
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Apoacutes a viacutedeoaula sobre a reciclagem de pilhas elabore um artigo de opiniatildeo sobre
a importacircncia da reciclagem de pilhas em favor do meio ambiente e a necessidade
de maiores investimentos nessa aacuterea Ao final entregue a seu professor
Atividade 4 Pesquisa em grupo Pilha ideal
A partir de uma preacutevia busca em revistas jornais livros e internet procure obter
informaccedilotildees sobre uma pilha ideal
Atividade 5 Escolha da Pilha ideal
Apresente o material para o professor e os seus colegas para que seja feita a
escolha da melhor ideia
Questotildees para anaacutelise das ideacuteias sobre pilha ideal
5 Eacute possiacutevel produzir energia eleacutetrica atraveacutes de uma transformaccedilatildeo quiacutemica
6 Explique o surgimento da energia eleacutetrica nas transformaccedilotildees quiacutemicas
7 Podemos montar uma pilha ecologicamente correta
8 O funcionamento de uma pilha soacute acontece atraveacutes de transformaccedilatildeo quiacutemica Explique
Situaccedilatildeo de aprendizagem 3- O lado cientiacutefico da Pilha
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem permitiraacute a vocecirc compreender melhor o
funcionamento de uma pilha( conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
) e a produccedilatildeo de novos materiais atraveacutes da eletrolise (conversatildeo natildeo espontacircnea
energia eleacutetrica em quiacutemica) com experimentos Para essa situaccedilatildeo eacute importante
que vocecirc observe e anote em seu caderno tudo que se alterou
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Atividade 1 O experimento da pilha do Daniel
Questotildees que podem auxiliaacute-lo durante a execuccedilatildeo do experimento
6 As placas mudaram de cor apoacutes serem mergulhadas na soluccedilatildeo Explique
7 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
8 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
9 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
7 Limpar as placas com palha de accedilo
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8 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 9 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 10 Interligar os dois potes com a ponte salina 11 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 12 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e
transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo
PauloEdusp 1998
Atividade 2 Anaacutelise sobre experimento
Questotildees sobre o experimento
9 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 10 Como a energia eleacutetrica foi obtida 11 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 12 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 13 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 14 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 15 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 16 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha
UM POUCO DE ELETROQUIMICA
50
A eletroquiacutemica estuda o aproveitamento da transferecircncia de eleacutetrons entre
diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-
versa
Pilhas conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
Eletroacutelise conversatildeo natildeo espontacircnea de energia eleacutetrica em quiacutemica
A seguir estatildeo descritos alguns termos que apareceratildeo no estudo da eletroquiacutemica
ELETRODOS Satildeo assim chamadas as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com
a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica
AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
ENTRA na soluccedilatildeo
CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
DEIXA a soluccedilatildeo
d) ELETROacuteLITOS Satildeo assim chamadas todas as soluccedilotildees que CONDUZEM a
corrente eleacutetrica
e) IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na
soluccedilatildeo
AcircNODO Eletrodo do qual saem os eleacutetrons para o circuito externo da ceacutelula
CAacuteTODO Eletrodo no qual entram os eleacutetrons atraveacutes do circuito externo da ceacutelula
f) CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que
conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e
mergulhados num eletroacutelito
Resumindo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons ( diminuiccedilatildeo de Nox)
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons ( aumento de Nox)
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida (Nox aumenta)
Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz (Nox diminui)
O redutor reduz o oxidante
O oxidante oxida o redutor
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em
energia eleacutetrica
51
Cada substacircncia possui uma maior ou menor tendecircncia de perder eleacutetrons
tendecircncia esta chamada de Potencial de Oxidaccedilatildeo Deste modo uma substacircncia X
que tenha um potencial de oxidaccedilatildeo maior que uma substacircncia Y iraacute perder seus
eleacutetrons gradativamente para esta substacircncia se as duas estiverem juntas
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do
52
eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu++ Isso provocaraacute diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
53
Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
Atividade 3 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o
experimento da pilha de Daniel
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas
dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os
relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em
eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e
conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em
sete itens principais
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Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve
comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos
resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo
do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos
objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser
esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram
utilizados no experimento
32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute
apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela
caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o
experimento
10 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a
profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno
Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos
pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
55
Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento
e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na
redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os
objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem
de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed
Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo
de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO
BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro
ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2
ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte
das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos
ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos
Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o
aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Atividade 1 Montagem de um Mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias vocecirc poderaacute construir
o seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo em que vocecirc iraacute aplicar o que
56
aprendeu preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo na entrada da
escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas
sobre o assunto estudado Orientado pelo seu professor vocecirc desenvolveraacute accedilotildees
sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre
o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente Poderaacute tambeacutem
compor muacutesicas sobre os assuntos abordados
Atividade 2 Montagem de um Portifolio
Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-
avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos
ao longo do bimestre de modo que venha justificar a questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil
toneladas de lixo eletrocircnico por hora dentro deste destacam-se pilhas e
baterias Este lixo eacute jogado na natureza provocando vaacuterios problemas
ambientais Quais os problemas ambientais que as pilhas e baterias provocam
na natureza e como podemos evitaacute-losrdquo citada no inicio do bimestre
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REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
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diz Ele lembra que a tendecircncia eacute que substacircncias reciclaacuteveis sejam usadas cada vez mais para que a reutilizaccedilatildeo dos produtos seja constante
Danilo FantinelRedaccedilatildeo Terra
TEXTO 3Resoluccedilatildeo Nordm 257 de 30 de junho de 1999 Pilhas e baterias usadas
O Conselho Nacional do Meio Ambiente - Conama no uso das atribuiccedilotildees e competecircncias que lhe satildeo conferidas pela Lei no 6938 de 31 de agosto de 1981 e pelo Decreto no 99274 de 6 de junho de 1990 e conforme o disposto em seu Regimento Interno e Considerando os impactos negativos causados ao meio ambiente pelo descarte inadequado de pilhas e baterias usadas Considerando a necessidade de se disciplinar o descarte e o gerenciamento ambientalmente adequado de pilhas e baterias usadas no que tange agrave coleta reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final Considerando que tais resiacuteduos aleacutem de continuarem sem destinaccedilatildeo adequada e contaminando o ambiente necessitam por suas especificidades de procedimentos especiais ou diferenciados resolve Art 1o As pilhas e baterias que contenham em suas composiccedilotildees chumbo caacutedmio mercuacuterio e seus compostos necessaacuterias ao funcionamento de quaisquer tipos de aparelhos veiacuteculos ou sistemas moacuteveis ou fixos bem como os produtos eletro-eletrocircnicos que as contenham integradas em sua estrutura de forma natildeo substituiacutevel apoacutes seu esgotamento energeacutetico seratildeo entregues pelos usuaacuterios aos estabelecimentos que as comercializam ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelas respectivas induacutestrias para repasse aos fabricantes ou importadores para que estes adotem diretamente ou por meio de terceiros os procedimentos de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final ambientalmente adequada Paraacutegrafo Uacutenico As baterias industriais constituiacutedas de chumbo caacutedmio e seus compostos destinadas a telecomunicaccedilotildees usinas eleacutetricas sistemas ininterruptos de fornecimento de energia alarme seguranccedila movimentaccedilatildeo de cargas ou pessoas partida de motores diesel e uso geral industrial apoacutes seu esgotamento energeacutetico deveratildeo ser entregues pelo usuaacuterio ao fabricante ou ao importador ou ao distribuidor da bateria observado o mesmo sistema quiacutemico para os procedimentos referidos no caput deste artigo Art 2o Para os fins do disposto nesta Resoluccedilatildeo considera-se I - bateria conjunto de pilhas ou acumuladores recarregaacuteveis interligados convenientemente(NBR 703987) II - pilha gerador eletroquiacutemico de energia eleacutetrica mediante conversatildeo geralmente irreversiacutevel de energia quiacutemica(NBR 703987) III - acumulador chumbondashaacutecido acumulador no qual o material ativo das placas positivas eacute constituiacutedo por compostos de chumbo e os das placas negativas essencialmente por chumbo sendo o eletroacutelito uma soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico (NBR 703987) IV - acumulador (eleacutetrico) dispositivo eletroquiacutemico constituiacutedo de um elemento eletroacutelito e caixa que armazena sob forma de energia quiacutemica a energia eleacutetrica que lhe seja fornecida e que a restitui quando ligado a um circuito consumidor(NBR 703987) V - baterias industriais satildeo consideradas baterias de aplicaccedilatildeo industrial aquelas que se destinam a aplicaccedilotildees estacionaacuterias tais como telecomunicaccedilotildees usinas eleacutetricas sistemas ininterruptos de fornecimento de energia alarme e seguranccedila uso geral industrial e para partidas de motores diesel ou ainda tracionaacuterias tais como as utilizadas para movimentaccedilatildeo de cargas ou pessoas e carros eleacutetricos VI - baterias veiculares satildeo consideradas baterias de aplicaccedilatildeo veicular aquelas utilizadas para partidas de sistemas propulsores eou
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como principal fonte de energia em veiacuteculos automotores de locomoccedilatildeo em meio terrestre aquaacutetico e aeacutereo inclusive de tratores equipamentos de construccedilatildeo cadeiras de roda e assemelhados VII - pilhas e baterias portaacuteteis satildeo consideradas pilhas e baterias portaacuteteis aquelas utilizadas em telefonia e equipamentos eletro-eletrocircnicos tais como jogos brinquedos ferramentas eleacutetricas portaacuteteis informaacutetica lanternas equipamentos fotograacuteficos raacutedios aparelhos de som reloacutegios agendas eletrocircnicas barbeadores instrumentos de mediccedilatildeo de afericcedilatildeo equipamentos meacutedicos e outros VIII - pilhas e baterias de aplicaccedilatildeo especial satildeo consideradas pilhas e baterias de aplicaccedilatildeo especial aquelas utilizadas em aplicaccedilotildees especiacuteficas de caraacuteter cientiacutefico meacutedico ou militar e aquelas que sejam parte integrante de circuitos eletro-eletrocircnicos para exercer funccedilotildees que requeiram energia eleacutetrica ininterrupta em caso de fonte de energia primaacuteria sofrer alguma falha ou flutuaccedilatildeo momentacircnea Art 3o Os estabelecimentos que comercializam os produtos descritos no art1o bem como a rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelos fabricantes e importadores desses produtos ficam obrigados a aceitar dos usuaacuterios a devoluccedilatildeo das unidades usadas cujas caracteriacutesticas sejam similares agravequelas comercializadas com vistas aos procedimentos referidos no art 1o Art 4o As pilhas e baterias recebidas na forma do artigo anterior seratildeo acondicionadas adequadamente e armazenadas de forma segregada obedecidas as normas ambientais e de sauacutede puacuteblica pertinentes bem como as recomendaccedilotildees definidas pelos fabricantes ou importadores ateacute o seu repasse a estes uacuteltimos Art 5o A partir de 1o de janeiro de 2000 a fabricaccedilatildeo importaccedilatildeo e comercializaccedilatildeo de pilhas e baterias deveratildeo atender aos limites estabelecidos a seguir I - com ateacute 0025 em peso de mercuacuterio quando forem do tipo zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs II - com ateacute 0025 em peso de caacutedmio quando forem do tipo zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs III - com ateacute 0400 em peso de chumbo quando forem do tipo zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs IV - com ateacute 25 mg de mercuacuterio por elemento quando forem do tipo pilhas miniaturas e botatildeo Art 6o A partir de 1o de janeiro de 2001 a fabricaccedilatildeo importaccedilatildeo e comercializaccedilatildeo de pilhas e baterias deveratildeo atender aos limites estabelecidos a seguir I - com ateacute 0010 em peso de mercuacuterio quando forem do tipo zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs II - com ateacute 0015 em peso de caacutedmio quando forem dos tipos alcalina-manganecircs e zinco-manganecircs III - com ateacute 0200 em peso de chumbo quando forem dos tipos alcalina-manganecircs e zinco-manganecircs Art 7o Os fabricantes dos produtos abrangidos por esta Resoluccedilatildeo deveratildeo conduzir estudos para substituir as substacircncias toacutexicas potencialmente perigosas neles contidas ou reduzir o teor das mesmas ateacute os valores mais baixos viaacuteveis tecnologicamente Art 8o Ficam proibidas as seguintes formas de destinaccedilatildeo final de pilhas e baterias usadas de quaisquer tipos ou caracteriacutesticas I - lanccedilamento in natura a ceacuteu aberto tanto em aacutereas urbanas como rurais II - queima a ceacuteu aberto ou em recipientes instalaccedilotildees ou equipamentos natildeo adequados conforme legislaccedilatildeo vigente III - lanccedilamento em corpos daacutegua praias manguezais terrenos baldios poccedilos ou cacimbas cavidades subterracircneas em redes de drenagem de aacuteguas pluviais esgotos eletricidade ou telefone mesmo que abandonadas ou em aacutereas sujeitas agrave inundaccedilatildeo Art 9o No prazo de um ano a partir da data de vigecircncia desta resoluccedilatildeo nas mateacuterias publicitaacuterias e nas embalagens ou produtos descritos no art 1o deveratildeo constar de forma visiacutevel as advertecircncias sobre os riscos agrave sauacutede humana e ao meio ambiente bem como a necessidade de apoacutes seu uso serem devolvidos aos revendedores ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada para
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repasse aos fabricantes ou importadores Art 10 Os fabricantes devem proceder gestotildees no sentido de que a incorporaccedilatildeo de pilhas e baterias em determinados aparelhos somente seja efetivada na condiccedilatildeo de poderem ser facilmente substituiacutedas pelos consumidores apoacutes sua utilizaccedilatildeo possibilitando o seu descarte independentemente dos aparelhos Art 11 Os fabricantes os importadores a rede autorizada de assistecircncia teacutecnica e os comerciantes de pilhas e baterias descritas no art 1o ficam obrigados a no prazo de doze meses contados a partir da vigecircncia desta resoluccedilatildeo implantar os mecanismos operacionais para a coleta transporte e armazenamento Art 12 Os fabricantes e os importadores de pilhas e baterias descritas no art 1o ficam obrigados a no prazo de vinte e quatro meses contados a partir da vigecircncia desta Resoluccedilatildeo implantar os sistemas de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final obedecida a legislaccedilatildeo em vigor Art 13 As pilhas e baterias que atenderem aos limites previstos no artigo 6o poderatildeo ser dispostas juntamente com os resiacuteduos domiciliares em aterros sanitaacuterios licenciados Paraacutegrafo Uacutenico Os fabricantes e importadores deveratildeo identificar os produtos descritos no caput deste artigo mediante a aposiccedilatildeo nas embalagens e quando couber nos produtos de siacutembolo que permita ao usuaacuterio distinguiacute-los dos demais tipos de pilhas e baterias comercializados Art 14 A reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou a disposiccedilatildeo final das pilhas e baterias abrangidas por esta resoluccedilatildeo realizadas diretamente pelo fabricante ou por terceiros deveratildeo ser processadas de forma tecnicamente segura e adequada com vistas a evitar riscos agrave sauacutede humana e ao meio ambiente principalmente no que tange ao manuseio dos resiacuteduos pelos seres humanos filtragem do ar tratamento de efluentes e cuidados com o solo observadas as normas ambientais especialmente no que se refere ao licenciamento da atividade Paraacutegrafo Uacutenico Na impossibilidade de reutilizaccedilatildeo ou reciclagem das pilhas e baterias descritas no art 1o a destinaccedilatildeo final por destruiccedilatildeo teacutermica deveraacute obedecer as condiccedilotildees teacutecnicas previstas na NBR - 11175 - Incineraccedilatildeo de Resiacuteduos Soacutelidos Perigosos - e os padrotildees de qualidade do ar estabelecidos pela Resoluccedilatildeo Conama no 03 de 28 de junho de l990 Art 15 Compete aos oacutergatildeos integrantes do SISNAMA dentro do limite de suas competecircncias a fiscalizaccedilatildeo relativa ao cumprimento das disposiccedilotildees desta resoluccedilatildeo Art 16 O natildeo cumprimento das obrigaccedilotildees previstas nesta Resoluccedilatildeo sujeitaraacute os infratores agraves penalidades previstas nas Leis no 6938 de 31 de agosto de 1981 e no 9605 de 12 de fevereiro de 1998 Art 17 Esta Resoluccedilatildeo entra em vigor na data de sua publicaccedilatildeo
Publicado em 18-09-2008
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TEXTO 4 Pilhas e baterias podem ter primeiro avanccedilo significativo em 200 anos Redaccedilatildeo do Site Inovaccedilatildeo Tecnoloacutegica 15022006
Dois grupos de pesquisadores trabalhando isoladamente anunciaram quase ao mesmo tempo a descoberta do que poderaacute se tornar o mais importante avanccedilo nas baterias desde a sua invenccedilatildeo haacute mais de 200 anos Aleacutem dos aparelhos portaacuteteis uma infinidade de aplicaccedilotildees utiliza as baterias como fonte de energia de sistemas de no-breaks ateacute veiacuteculos hiacutebridos Mas sua tecnologia natildeo sofreu nenhum avanccedilo radical nos uacuteltimos anos
Cientistas dos Laboratoacuterios Bell e da empresa mPhase relataram a construccedilatildeo de um protoacutetipo de bateria inteligente a partir de materiais nanoscoacutepicos capaz de fornecer energia natildeo de forma contiacutenua como as pilhas e baterias tradicionais mas apenas quando essa energia for necessaacuteria
O protoacutetipo ainda eacute pequeno produzindo energia suficiente para alimentar um LED Mas os cientistas estatildeo entusiasmados com seu potencial
A nova bateria eacute a demonstraccedilatildeo praacutetica de uma descoberta feita pelos mesmos pesquisadores de que um eletroacutelito permanece sobre superfiacutecies nanoestruturadas ateacute ser estimulado a fluir Esse estiacutemulo eacute o gatilho para que a nova bateria comece a produzir eletricidade
Esse comportamento inteligente poderaacute permitir a ativaccedilatildeo das baterias quando necessaacuterio aumentando enormemente sua vida uacutetil
Ultracapacitores
Jaacute os pesquisadores Joel E Schindall John G Kassakian e Riccardo Signorelli do MIT Estados Unidos utilizaram membranas criadas com nanotubos de carbono para aprimorar um outro tipo de dispositivo de armazenagem de energia chamado ultracapacitor Com a melhoria o novo componente poderaacute vir a substituir as atuais pilhas e baterias
Os capacitores armazenam energia como um campo eleacutetrico o que os torna mais eficientes do que as baterias tradicionais que retiram sua energia de reaccedilotildees quiacutemicas Jaacute os ultracapacitores satildeo ceacutelulas de armazenamento funcionando no mesmo princiacutepio dos capacitores mas capazes de fornecer quantidades enormes de energia instantaneamente Eles jaacute satildeo utilizados em veiacuteculos experimentais principalmente aqueles movidos por ceacutelulas a combustiacutevel
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Ateacute agora poreacutem os ultracapacitores necessitavam ser muito maiores do que as baterias para fornecer a mesma quantidade de energia Os cientistas resolveram o problema lidando com os campos eleacutetricos em niacutevel atocircmico Eles utilizaram uma membrana construiacuteda com nanotubos de carbono alinhados verticalmente
A capacidade de armazenamento de um ultracapacitor depende da aacuterea superficial de seus eletrodos Atualmente esses eletrodos satildeo feitos de carbono ativado um material extremamente poroso o que se traduz em uma enorme aacuterea superficial Mas seus poros satildeo irregulares o que significa que essa aacuterea natildeo eacute tatildeo grande quanto poderia ser reduzindo a eficiecircncia do ultracapacitor
Jaacute os nanotubos de carbono tecircm um desenho perfeitamente regular aleacutem de possuir diacircmetros de apenas alguns poucos aacutetomos A membrana construiacuteda com eles apresenta uma aacuterea superficial muito maior o que se traduz em uma eficiecircncia incomparaacutevel no armazenamento de energia
Os cientistas afirmam jaacute deter a tecnologia para a fabricaccedilatildeo das membranas de nanotubos de carbono em qualquer formato o que poderaacute facilitar a fabricaccedilatildeo de ultracapacitores nos formatos das pilhas e baterias tradicionalmente utilizados em aparelhos eletrocircnicos
Questotildees desencadeadoras para discussatildeo dos textos
1 Cite algumas das questotildees ambientais relacionadas ao uso de pilhas e baterias Qual deve ser a postura da populaccedilatildeo em relaccedilatildeo a essas questotildees 2 Com base na legislaccedilatildeo apresentada explique como deve ser feito o descarte de pilhas e baterias Quais impecilhos poderatildeo dificultar o cumprimento da lei 3 Qual o destino que deve ser dado agraves pilhas que seratildeo descartadas Existem formas de reciclagem Quais 4 Considerando os impactos ambientais que podem ocorrer do descarte inadequado das pilhas e baterias qual a sua opiniatildeo sobre o uso delas Existe uma ideal Explique 5 Vocecirc acha que hoje eacute possiacutevel sobrevivermos sem o uso de pilhas e baterias
Aula 3 viacutedeo aulas de conscientizaccedilatildeo sobre descarte de pilhas
Nessa aula pode-se discutir com os alunos os problemas ambientais causados pelo descarte inadequado de pilhas e com isso incentivar o nosso aluno a uma nova mudanccedila de atitude em relaccedilatildeo ao meio ambiente e tomada de posiccedilatildeo ecologicamente correta Como sugestatildeo estatildeo um desenho animado e uma reportagem que podem ser abordadas com questotildees orais e escrita sobre a preocupaccedilatildeo com o descarte das pilhas e seus efeitos Pode-se pedir tambeacutem que elaborem textos do gecircnero artigo de opiniatildeo sobre o assunto em questatildeo (Sugere-se que os alunos assistam o filme WALL-E em casa e tragam seus pontos de vista para debate posterior em salaOutra maneira de trabalhar com esse tipo de recurso visual seria uma preacutevia ediccedilatildeo dos filmes indicados onde o professor selecionaria as cenas com a intenccedilatildeo de promover debates em sala )
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Questotildees para discussatildeo das miacutedias apresentadasque tambeacutem podem ser ferramentas para um debate
1 Sente-se um escravo da tecnologia atual ( especificamente aqueles que em curto espaccedilo de tempo geram lixo eletrocircnico tais como celular Ipod Iphone etc) 2 Ficou sensibilizado sobre a quantidade de lixo eletrocircnico que o homem produz 3 Haacute uma remota possibilidade de o Planeta ser recuperado 4 Qual a sua opiniatildeo sobre a mensagem que o filme Wall-E passa
Viacutedeo 1 IMPACTOS AMBIENTAIS Desenho animado sobre educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambiental retirado do site WWWyoutubecombr (1min e 45 segundos)
Viacutedeo 2 RECICLAGEM DE PILHAS Cidades e soluccedilotildees Globo News retirado do site WWWyoutubecombr (22 min e 35 segundos)
Viacutedeo 3WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
AVALIACcedilAtildeO DA UNIDADE
Ao final do estudo desta situaccedilatildeo de aprendizagem espera-se que o nosso educando tome uma posiccedilatildeo ecologicamente correta sabendo dos males que um descarte inadequado de pilhas e baterias possa causar ao meio ambiente
Situaccedilatildeo de aprendizagem 2 - Que tipos de materiais existem em uma pilha que a classifique como poluidora do meio ambiente
A partir de um experimento investigativo o nosso educando eacute instigado a pensar refletir sobre os componentes presentes em uma pilha e o principio de funcionamento desta Nesta situaccedilatildeo de aprendizagem os alunos seratildeo estimulados a dar explicaccedilotildees para as observaccedilotildees feitas e aplicaratildeo os conhecimentos que jaacute possuem sobre pilhas e baterias adquiridos na situaccedilatildeo anterior e atraveacutes de pesquisas posteriores ao experimento investigativo os alunos teratildeo contato com diversas fontes de pesquisa faratildeo anaacutelise das informaccedilotildees nelas contidas com o estabelecimento de relaccedilotildees entre elas para a elaboraccedilatildeo de conclusotildees Este processo estimula uma reflexatildeo efetiva dos alunos favorecendo uma aprendizagem mais significativa
Conteuacutedos e temas pilhas e aplicaccedilotildees das transformaccedilotildees que ocorrem com o envolvimento de eletricidade
Competecircncias e a habilidades avaliar a composiccedilatildeo das pilhas e o impacto que poderatildeo causar quando descartadas inadequadamente elencar impactos causados pelo uso industrial dos processos de eletroacutelise e discussotildees sobre a viabilidade do uso de diferentes fontes de energia
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Estrateacutegias leitura e discussotildees de textos debates realizaccedilatildeo de pesquisas e anaacutelise de resultados experimentais
Recursos livros didaacuteticos paradidaacuteticos perioacutedicos pesquisa na internet materiais para experimento
Nuacutemero de aulas 5
AULA 1 EXPERIMENTO INVESTIGATIVO Quais componentes estatildeo presentes em uma Pilha
Devido a toxidade presente nos componentes da pilha (chapa de accedilozincobastatildeo de carbonodioacutexido de manganecircs e cloretos de zinco e amocircnio) sugere-se um experimento de natureza demonstrativa tais como desmontar uma pilha passo a passo conforme figuras abaixo e tambeacutem pesquisar viacutedeos no youtube sobre desmontagem de pilhas ou pode produzir uma filmagem da desmontagem da pilha uma vez que a ideia eacute preservar o meio ambiente Entatildeo os viacutedeos satildeo uma ideia aceitaacutevel
A ideacuteia de trabalhar esse experimento eacute demonstrar para o aluno os componentes de uma pilha o aluno durante o experimento deve ser questionado a todo tempo sobre os materiais existentes em uma pilha e o que pode prejudicar o meio ambiente apoacutes o descarte
Sugestotildees de questotildees para os alunos
1 Quais os componentes presentes em uma pilha
2 Quantos materiais perigosos podem conter uma pilhaExplique por que esses materiais satildeo perigosos
3 Seraacute que os materiais de uma pilha podem ter alguma utilidade ao ser humano
Outra sugestatildeo eacute pedir para o aluno fazer um desenho da pilhas antes e depois do experimento
ROTEIRO EXPERIMENTAL DESMONTAGEM DE PILHA
OBJETIVO Mostrar a constituiccedilatildeo quiacutemica de uma pilha e obter a partir dela alguns reagentes aproveitaacuteveis em aulas praacuteticas de laboratoacuterio
MATERIAL
1 pilha comum
Canivete
Chave de fenda
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Alicate
Funil plaacutestico
Filtro de papel
Bico de bunsen ou lamparina com aacutelcool
Beacutequer (pyrex)
Tripeacute
Tela de amianto
Espaacutetula (ou palito de sorvete)
Baqueta de vidro
Erlenmeyer
REAGENTES
Aacutegua destilada
PROCEDIMENTO
1 Com auxilio de um canivete abrir a pilha ao longo da emendaretirando a proteccedilatildeo de accedilo
2 Desenrolar bem a chapa obtida
3 Retirar o papelatildeo ou plaacutestico que se encontra abaixo da chapa de accedilo
4 O zinco eacute a camada que vem logo a seguir devendo ser retirado lavado com aacutegua e detergente colocando-o para secar
5 Finalmente retirar o bastatildeo preto e central da pilha (bastatildeo de carbono)lavando-o igualmente com aacutegua e detergente e transferir o resto do conteuacutedo da pilha para um beacutequer ou um copo de vidro
6 Acrescentar agrave esta mistura aproximadamente 50 ml de aacutegua e agitar bem
7 Filtrar a misturarecolhendo o filtrado em um erlenmeyere em seguidaabrir o papel de filtro com resiacuteduo para deixaacute-lo secar
8 Depois de secoguarde o poacute preto obtido (dioacutexido de manganecircs)em um frasco rotulado
9 Aquecer o filtrado com o auxilio do bico de bunsen (ou lamparina )ateacute toda a aacutegua evaporar
10 Depois de filtrarguardar os cristais em um frasco devidamente rotulado
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O filtrado conteacutem a misturas de cloretos de zinco e amocircnio ambos soluacuteveis em aacutegua
Observaccedilatildeo O invoacutelucro de accedilo pode ser usado como cadinho para uma secagem raacutepida e de pequenas quantidades de dioacutexido de manganecircs obtido
BIBLIOGRAFIA BRAATHENPCet AL Curso de treinamento de professores de segundo grau- Moacutedulo de QuiacutemicaViccedilosaMGUniversidade Federal de Viccedilosa1989
A seguir sequumlecircncia de fotos da desmontagem de uma pilha
Figura 1-pilha antes da desmontagem
Figura 2-passo1 retirada do invoacutelucro
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Figura 3-passo 2 retirada da camada de papelatildeo
Figura 4-passo 3 retirada da parte superior
Figura 5-passo 4 retirada do bastatildeo de carbono
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Figura 6- passo 5 retirada do poacute preto de dioacutexido de manganecircs
Figura 7 passo 6 visualizaccedilatildeo do interior da pilha
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Figura 8-passo 7 visualizaccedilatildeo de todos os componentes presentes em uma pilha
Para colaborar na avaliaccedilatildeo dessa aula investigativa e demonstrativa o ideal seria que o professor retomasse as questotildees que foram aplicadas no inicio da aula
AULA 2 Pilhas e baterias conceituaccedilatildeo a partir de pesquisas em livros didaacuteticos paradidaacuteticos internet e revistas especializadas
Com intuito de melhorar o conhecimento cientiacutefico dos alunos pode-se orientaacute-los para realizarem uma pesquisa literaacuteria sobre o que vem a ser pilha e bateria e os possiacuteveis problemas ambientais causados pelos usos e descarte inadequados destes Esta pesquisa pode ser realizada em grupo ou individualmente em sala ou extraclasse (a criteacuterio do professor) O objetivo da pesquisa eacute que os alunos com o auxilio do professor durante a aula aprenda transpor a linguagem da ciecircncia comum para a linguagem cientiacutefica compreendendo termos teacutecnicos especiacuteficos da Quiacutemica para opinar e atuar como cidadatildeo ou profissional num futuro proacuteximo de forma eacutetica
AULA 3 Visita virtual a uma induacutestria de reciclagem
Apoacutes discussotildees introdutoacuterias feitas na situaccedilatildeo de aprendizagem anterior pode-se fazer uma visita virtual no site do youtube onde poderatildeo assistir a um filme ( 5 minutos de duraccedilatildeo) da empresa de reciclagem de pilhas SUZAQUIM tem-se a possibilidade de se observar um processo quiacutemico de reciclagem de pilhas e baterias ( a visita fiacutesica eacute praticamente impossiacutevel de se realizar devido ao ambiente ser improacuteprio para essa finalidade) Finaliza-se essa primeira etapa do processo de aprendizagem pedindo aos alunos um relatoacuterio na forma de artigo de
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opiniatildeo sobre a importacircncia da reciclagem de pilhas em favor do meio ambiente e a necessidade de maiores investimentos nessa aacuterea
AULA 4 Modelo de pilha ideal
Considerando que agrave essa altura os nossos alunos jaacute tenham conhecimento sobre descarte de pilhas e baterias podemos inicializar a segunda etapa da unidade didaacutetica propondo que criem um modelo ideal de pilha (que impacte minimamente o meio ambiente) Essa atividade pode ser realizada em grupo os alunos teratildeo como material base informaccedilotildees jaacute trabalhadas anteriormente
Pode-se sugerir temas como
Pilhas recarregaacuteveis
Fontes de energias alternativas
Utilizaccedilatildeo de metais natildeo agressivos ao meio ambiente ou novos processos de eletroacutelise
Professor e alunos levaratildeo agrave sala de aula livros didaacuteticos paradidaacuteticos perioacutedicos e materiais da internet para consulta e realizaccedilatildeo da atividade propostaOs alunos seratildeo orientados pelo professor para em grupo montarem um modelo ideal de pilha que poderaacute ser apresentada na aula seguinte em forma de seminaacuterio experimento demonstrativo slides ou filmagens
Observaccedilatildeo para facilitar o trabalho o professor pode pedir aos alunos que usem os recursos mencionados acima para confecccedilatildeo do material a ser apresentado extraclasse
AULA 5 Modelos de pilhas produzidos apresentaccedilatildeo
Nesta aula o objetivo eacute que os alunos apresentem o seu modelo ideal de pilha escolhidos e idealizados na aula anterior e produzidos extraclasse Natildeo resta a menor duacutevida que seraacute um facilitador para o aprofundamento dos conteuacutedos gerais e especiacuteficos desta unidade didaacutetica Para que isso aconteccedila pode-se desencadear uma discussatildeo e um acordo coletivo para escolha da melhor pilha apresentada para que a haja compreensatildeo do processo de transformaccedilatildeo de energia quiacutemica em eleacutetrica
Para finalizar esta situaccedilatildeo de aprendizagem podemos avaliar os nossos alunos propondo as questotildees abaixo sugere-se que sejam realizadas individualmente pelos alunos pois somente desta maneira o professor poderaacute diagnosticar se houve o aprendizado real e significativo
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Questotildees sugeridas
1 Eacute possiacutevel produzir energia eleacutetrica atraveacutes de uma transformaccedilatildeo quiacutemica
2 Explique o surgimento da energia eleacutetrica nas transformaccedilotildees quiacutemicas
3 Podemos montar uma pilha ecologicamente correta
4 O funcionamento de uma pilha soacute acontece atraveacutes de transformaccedilatildeo quiacutemica Explique
Situaccedilatildeo de aprendizagem 3- O lado cientiacutefico da Pilha
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem permitiraacute aos alunos compreenderem o funcionamento de uma pilha( conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica ) e a produccedilatildeo de novos materiais atraveacutes da eletrolise (conversatildeo natildeo espontacircnea energia eleacutetrica em quiacutemica) com experimentos
Conteuacutedos e temas eletroacutelise reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo seacuterie de reatividade de metais
Competecircncias e habilidades compreender que existem transformaccedilotildees quiacutemicas que ocorrem com transferecircncia de eleacutetrons e podem gerar corrente eleacutetrica prever a ocorrecircncia de transformaccedilotildees quiacutemicas com a utilizaccedilatildeo da seacuterie de reatividade de metais
Estrateacutegias textos jornaliacutesticos experimentos abordagem investigativa com perguntas
Avaliaccedilatildeo anaacutelise dos resultados experimentais
Recursos materiais para o experimentolousa e giztabelas
Nuacutemero de aulas 4
AULA 1 O experimento da pilha do Daniel
Nessa aula propotildee ao professor a sugestatildeo de roteiro experimental da pilha de Daniel Esse experimento eacute bastante comum e o professor pode fazecirc-lo de maneira demonstrativa ou dividir a sala em grupos para sua realizaccedilatildeo Eacute importante orientar os alunos para que observem atentamente os estados iniciais e finais das placas metaacutelicas assim como da soluccedilatildeo em relaccedilatildeo agrave coloraccedilatildeo brilho e outros aspectos para que a aprendizagem ocorra de forma plena
Questotildees que poderatildeo auxiliar os alunos durante a execuccedilatildeo do experimento
1 As placas mudaram de cor apoacutes serem mergulhadas na soluccedilatildeo Explique
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2 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
3 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
4 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
1 Limpar as placas com palha de accedilo 2 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 3 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 4 Interligar os dois potes com a ponte salina
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5 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 6 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo PauloEdusp 1998
Caso o professor deseje trabalhar outros experimentos abaixo estatildeo descritos alguns (roteiros) para trabalhar o processo de eletroacutelise Dentre eles alguns satildeo bastante simples podem ser realizados de maneira demonstrativa pelo professor ou pelos alunos (divididos em grupo)
1ordf sugestatildeo de experimento
Quem natildeo gosta de receber o troco das compras em moedas novinhas O que ningueacutem gosta mas tem que aceitar eacute aquele monte de moedas enferrujadas e com aparecircncia envelhecida Mas por que elas adquirem este aspecto Tudo comeccedila pela composiccedilatildeo das moedas que satildeo obtidas atraveacutes de ligas metaacutelicas soacute por este fato jaacute se nota porque as moedas satildeo mais resistentes do que notas As ceacutedulas de dinheiro satildeo feitas com papel especial (papel moeda) que eacute resistente mas com o passar de matildeo em matildeo ficam velhas e se rasgam A umidade presente em nossas matildeos eacute que realiza o estrago e as moedas natildeo escapam elas ficam escurecidas devido agrave oxidaccedilatildeo As moedas constituem um dinheiro muito manuseado sendo assim fica inevitaacutevel que entre em contato com a umidade e exposiccedilatildeo ao oxigecircnio fatores necessaacuterios para que ocorra a reaccedilatildeo de oxidaccedilatildeo Mas saiba agora que existe um truque para deixar suas moedinhas novinhas em folha
O que vamos demonstrar a seguir pode ser usado em sala de aula como um experimento de Quiacutemica
Reaccedilotildees de oxidaccedilatildeo em moedas
Vamos usar como exemplo a moeda de 5 centavos pois eacute uma das mais manuseadas Portanto peccedila a seus alunos que tragam moedas envelhecidas neste valor
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Vocecirc sabe de que esta moeda eacute feita Eacute composta de Accedilo e recoberta com Cobre e agrave medida que vai sendo usada vai se formando uma camada de oacutexido de cobre sobre ela Veja a equaccedilatildeo do processo 2 Cu + frac12 O2 rarr Cu2O
O metal Cobre presente na moeda eacute oxidado e forma o monoacutexido de Dicobre (Cu2O) o qual tem coloraccedilatildeo escura daiacute o porquecirc daquela cor horriacutevel O segredo para que as moedas tornem a ficar como eram antes (brilhantes e avermelhadas) eacute deixaacute-las de molho em aacutecido cloriacutedrico Equaccedilatildeo que representa a lavagem Cu2O + 2 HCl rarr Cu2Cl2 + H2O
Como se vecirc na equaccedilatildeo acima o oacutexido reage com aacutecido cloriacutedrico (HCl) e daacute origem a um sal de cobre (Cu2Cl2) esta reaccedilatildeo permite agrave moeda adquirir aparecircncia de nova Por Liacuteria Alves Graduada em Quiacutemica Equipe Brasil Escola
2ordf sugestatildeo de experimento
Pilha de Limatildeo
ou Pilha de Laranja ou ainda Pilha de Batata
Eacute possiacutevel obter eletricidade a partir de um limatildeo Sim natildeo soacute satildeo as pilhas comuns que podem gerar eletricidade E o mais legal eacute que na falta do limatildeo vocecirc pode usar uma laranja ou mesmo uma batata
Na verdade a corrente eleacutetrica surge a partir dos potenciais eleacutetricos de dois metais que satildeo cravados no limatildeo na laranja
e na batata O caraacuteter aacutecido do limatildeolaranja e o caraacuteter baacutesico da batata ajudam na conduccedilatildeo da eletricidade Mas o que eacute que causa esta corrente Pense um pouco antes de prosseguir a leitura
Bom depois de esperar vocecirc pensar um pouquinho vamos prosseguir dois pedaccedilos de metal satildeo usados O melhor resultado surge da combinaccedilatildeo de zinco e cobre mas tambeacutem pode ser usado zinco e alumiacutenio ou ainda latatildeo e alumiacutenio
Alguns tipos de pregos conteacutem zinco e o cobre pode ser encontrado na forma de fios e mesmo na composiccedilatildeo de algumas moedas Pode-se tambeacutem utilizar (na falta destes) uma taxinha destas de latatildeo e um clips
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Apoacutes fincaacute-los no limatildeo (ou laranja ou batata) e uniacute-los por fios pode-se ligaacute-los a um pequeno aparelho eleacutetrico O melhor resultado se daacute usando um destes reloacutegios eletrocircnicos - tira-se a pilha deste e faz-se a ligaccedilatildeo dos fios positivo e negativo nos pequenos terminais do reloacutegio A corrente produzida eacute suficiente para acendecirc-lo ainda que por alguns minutos Natildeo esqueccedila de antes limpar as peccedilas de metal e evitar que elas se toquem no interior do limatildeo (ou da laranja ou ainda da batata)
Cuidados no Experimento
A eletricidade produzida eacute na realidade muito pequena para acender uma lacircmpada comum mesmo as menores Mas eacute possiacutevel acender uma pequena lampadinha se vocecirc quiser substituindo o limatildeo por uma soluccedilatildeo de aacutegua + sal Assim como na soluccedilatildeo salina existem no limatildeo batata e laranja alguns sais que se dissociam em iacuteons positivos e negativos e cada um destes tipos de iacuteons migram para os terminais metaacutelicos O certo eacute dizer que houve uma conduccedilatildeo iocircnica no interior do limatildeo da laranja e da batata Jaacute nos terminais satildeo os eleacutetrons dos metais que migram alcanccedilando o reloacutegio e fazendo-o funcionar com a corrente de eleacutetrons Esta eacute a diferenccedila
Uma lampadinha (ou mesmo um LED - uma lacircmpada especial destas coloridas que existem nos aparelhos de TV e de som esteacutereo geralmente nas cores vermelha e verde) satildeo materiais muito baratos e facilmente encontraacuteveis nas lojas de produtos eleacutetricos Para se acender uma destas lampadinhas eacute necessaacuterio 15 volt e alguns miliamperes o que eacute difiacutecil de se conseguir com apenas 1 limatildeo laranja ou batatinha
A voltagem tambeacutem varia de limatildeo para limatildeo laranja para laranja e batata para batata dependendo de vaacuterios fatores incluindo a acidezbasicidade teor de sais aacutegua Por exemplo um limatildeo pode acender um pequeno circuito eleacutetrico por pouco tempo e soacute Procure testaacute-lo com um voltiacutemetro (um medidor de tensatildeo eleacutetrica) Se for muito difiacutecil mesmo trabalhar com apenas um tente experimentar uma ligaccedilatildeo em seacuterie lacircmpada-cobre-limatildeo-zinco-fio-cobre-limatildeo-zinco-lacircmpada O resultado eacute mais visiacutevel
cienciaemcasacienciavivaptpilha_limaohtml
3ordf sugestatildeo de experimento
Pilha de Batata
Objetivo
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Estudar o funcionamento das ceacutelulas voltaacuteicas e associaccedilotildees em seacuterie Uma batata cortada pela metade duas plaquinhas de cobre e duas plaquinhas de zinco permitem a confecccedilatildeo de uma batateria capaz de acionar um reloacutegio digital por pelo menos dois meses Com certos cuidados os quais comentaremos esse tempo de uso pode ser estendido para cerca de quatro meses
Apresentaccedilatildeo
Os modernos reloacutegios digitais a cristal de quartzo requerem uma baixiacutessima intensidade de corrente eleacutetrica para seu funcionamento Se vocecirc tiver um bom microamperocircmetro poderaacute constatar que ela seraacute algo como 15 x 10-6 A sob tensatildeo eleacutetrica (ddp) de 135 V Eacute devido a isso que tais reloacutegios podem funcionar com as minuacutesculas baterias bototildees que geram uma fem entre 12 a 14 volts notadamente as baterias com ceacutelulas de mercuacuterio Os experimentos a seguir aproveitam-se dessa propriedade inerente aos circuitos eletrocircnicos --- funcionarem com baixiacutessimas intensidades de corrente eleacutetrica
O que faremos essencialmente seraacute construir baterias a partir de duas ceacutelulas voltaacuteicas que produziratildeo cada uma 06 a 07 V Dois eletrodos distintos (plaquinhas de cobre e zinco) seratildeo introduzidos em meias-batata (ou quiabo ou limatildeo ou abacaxi etc) e associados em seacuterie de modo a constituiacuterem uma bateria [associaccedilatildeo de duas pilhas primaacuterias (ceacutelulas voltaicas)]
Fazendo uma pilha primaacuteria
Corte uma batata pela metade Corte duas chapinhas uma de cobre outra de zinco com cerca de (2 x 4) cm Qualquer espessura das chapinhas entre 1 e 2 mm serviraacute essas chapinhas seratildeo os eletrodos da pilha primaacuteria Solde em cada uma dessas plaquinhas um fio de cobre flexiacutevel (cabinho 22) com cerca de 20 cm de comprimento (descasque as extremidades e estanhe-as --- passe solda) Espete as plaquinhas na meia-batata (bem perpendicular agrave superfiacutecie cortada) deixando para fora apenas cerca de 1 cm e separada por cerca de 08 cm Natildeo deixe as plaquinhas se encontrarem dentro da meia-batata Veja a ilustraccedilatildeo
Fazendo a batateria
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Essa pilha de meia-batata apresentaraacute forccedila eletromotriz (fem) de cerca de 07 V o que pode ser constatado mediante um bom voltocircmetro (resistecircncia interna grande) conectado aos dois fios indicados acima Como iremos necessitar de cerca de 14 V para acionar o reloacutegio digital deveremos construir uma bateria a partir de duas dessas pilhas primaacuterias e associando-as em seacuterie como se ilustra
Preparando o reloacutegio
Qualquer reloacutegio digital que utilize uma bateria botatildeo poderaacute ser usado O que utilizei eacute um CITIZEN - CRYSTON LC A primeira coisa a fazer eacute remover a tampinha em forma de disco do alojamento da bateria botatildeo Retire a bateria pifada Olhe bem para essa bateria e repare que o corpo dela corresponde ao poacutelo positivo enquanto que o botatildeo superior corresponde ao poacutelo negativo Veja dentro do local de alojamento dessa bateria as duas lacircminas de contato uma que encosta no poacutelo positivo da bateria e outra que encosta no poacutelo negativo Solde nessa pequenas lacircminas dois pedaccedilos de cabinho 22 um vermelho ligado na lacircmina positiva e um preto ligado na lacircmina negativa
O fio que vem da plaquinha de cobre da batateria deve ser ligado ao fio vermelho do reloacutegio e o fio que vem da plaquinha de zinco da batateria deve ser ligado ao fio preto do reloacutegio
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Pronto O reloacutegio jaacute deve estar funcionando Eis as ilustraccedilotildees de minha montagem
Agrave esquerda a proteccedilatildeo de madeira para a montagem numa divisatildeo foi feito o orifiacutecio para inserir o reloacutegio na outra foi colocado um pires quadrado para conter as meias-batatas Agrave direita um destaque da montagem Abaixo detalhes da parte posterior da montagem
Anaacutelise do circuito
A tensatildeo eleacutetrica uacutetil (U) entre os terminais de cada pilha primaacuteria pode ser expressa em termos de sua fem (E) de sua resistecircncia interna (r) e da corrente de intensidade i que por ela circula assim U = E - ri mostrando claramente que a tensatildeo uacutetil depende da intensidade da corrente eleacutetrica solicitada (i)
Em circuito aberto um bom voltocircmetro (Rvint--gt conectado aos eletrodos fornece Uaberto= E pois iaberto = 0 Um bom amperocircmetro (Raint--gt0) conectado diretamente entre os eletrodos (curto-circuitando a pilha) fornece Icc = Er uma vez que Ucc = 0 Da leitura da fem E (via voltocircmetro) e da corrente de curto circuito icc
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(via amperocircmetro) obtemos r = Eicc Para nossa montagem esse valor resultou ao redor dos 3 000 ohms e E = 07 V
Para as duas pilhas em seacuterie formando nossa batateria teremos Ebat = 14 V
e rbat = 6 000
Sob ddp uacutetil de 12 V teremos i = (Ebat- U)r = (14 - 12)6000 = 3 x 10-5 A que satildeo suficientes para o funcionamento do reloacutegio digital
Como dissemos como eletroacutelito podemos usar limatildeo abacaxi pepino uvas cebolas etc e como eletrodos podemos usar os pares cobrezinco magneacutesioferro alumiacuteniocobre prego zincadocobre etc Para cada par deve-se testar antes de ligar no reloacutegio qual a polaridade obtida (sob risco que queimar o cristal de quartzo) para a bateria Por exemplo se for usado eletrodos de magneacutesio e de ferro o magneacutesio seraacute o terminal negativo e o ferro o terminal positivo Calculadoras e jogos eletrocircnicos tambeacutem funcionam com tais baterias culinaacuterias Eis abaixo uma tomateria uma bateria de tomates
Mais teoria As reaccedilotildees nas ceacutelulas voltaacuteicas satildeo
catodo Zn lt==gt Zn2 + 2e anodo 2H+ + 2e lt==gt H2
A FEM da reaccedilatildeo vem expressa por E(ZnZn22H+H2) = Eo +
(RTnF)ln([Zn2+][H+]2) O eletrodo de cobre opera apenas como coletor de eleacutetrons podendo ser substituiacutedo por platina ou outro metal inerte
httpwwwfeiradecienciascombrsala1212_21asp
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Aulas 2 e 3 Reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo e o uso da tabela de potenciais de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo
Com a utilizaccedilatildeo dos dados recolhidos pelos alunos sobre o experimento anterior pode-se introduzir o conteuacutedo sobre reaccedilotildees de oxirreduccedilatildeo e o uso da tabela de potenciais de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo
Para facilitar a inicializaccedilatildeo do conteuacutedo pode-se retomar algumas questotildees dos experimentos anteriores
1 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 2 Como a energia eleacutetrica foi obtida 3 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 4 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 5 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 6 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 7 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 8 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha Conteuacutedo sugerido para trabalhar o conceito de reaccedilatildeo de oxidorreduccedilatildeo
A eletroquiacutemica eacute o estudo sobre a transferecircncia de eleacutetrons entre diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-versa Pilhas e baterias satildeo reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo capazes de gerar corrente eleacutetrica Eletroacutelise satildeo reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo produzidas pela passagem da corrente eleacutetrica Numa eletrolise existe os seguintes termos CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e mergulhados num eletroacutelito ELETRODOS Satildeo as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica ELETROacuteLITOS Satildeo as soluccedilotildees que conduzem a corrente eleacutetrica AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula entra na soluccedilatildeo CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula deixa a soluccedilatildeo IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na soluccedilatildeo Resumo
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons aumenta o numero de oxidaccedilatildeo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons diminui o numero de oxidaccedilatildeo
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Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz o numero de oxidaccedilatildeo diminui
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida o numero de oxidaccedilatildeo aumenta
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em energia eleacutetrica
BIBLIOGRAFIA sobre o conceito de oxidorreduccedilatildeo Programa de ensino para jovens e adultosescola da juventude Ciecircncias da NaturezaMatemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemicaeditora iacutecone ltdaSatildeo Paulo
Figura retirada WWWgooglecombr
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
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A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu
++ Isso provocaraacute
diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo
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que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
AULA 4 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o experimento da pilha de Daniel
Confecccedilatildeo de relatoacuterio pode-se trabalhar produccedilatildeo de textos do gecircnero artigo de opiniatildeo (conclusatildeo) e resumos ( introduccedilatildeo) Com o relatoacuterio em matildeos o
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professor poderaacute avaliar se houve aprendizagem real ou natildeo Espera-se que os alunos possam descrever em seu relatoacuterio os seguintes toacutepicos
Na pilha de Daniel o eletrodo de cobre metaacutelico que recebe eleacutetrons eacute chamado de caacutetodo ou terminal positivo e a lacircmina de zinco que cede eleacutetrons eacute o acircnodo ou terminal negativo O conjunto montado no experimento eacute uma pilha de Daniell com ponte salina A placa de zinco fornece eleacutetrons oxidando-se atraveacutes do fio para a placa de cobre que reduziraacute iacuteons de cobre na soluccedilatildeo Os eleacutetrons passando atraveacutes do fio iratildeo alimentar o cartatildeo musical Invertendo-se os fios de ligaccedilatildeo da pilha o terminal negativo do cartatildeo musical estaraacute ligado ao caacutetodo da pilha e o terminal positivo ao acircnodo Esta inversatildeo do sentido da corrente natildeo permite que o cartatildeo musical funcione
Sugestatildeo de modelo de relatoacuterio
RELATOacuteRIO
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em sete itens principais
Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram utilizados no experimento
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32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o experimento
5 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2 ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
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baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Conteuacutedo e temas impactos ambientais relacionado ao uso de pilhas e baterias
Competecircncias e habilidades identificar os impactos ambientais causados pelo descarte inadequado de pilhas e baterias avaliar como a composiccedilatildeo das pilhas pode causar possiacuteveis impactos relacionar os impactos causados pelas induacutestrias nos processos de eletroacutelise refletir sobre a importacircncia da adoccedilatildeo de posturas conscientes com relaccedilatildeo ao consumo e descarte de pilhas e baterias
Estrateacutegias elaboraccedilatildeo de mural produccedilatildeo de folder
Recursos biombos para anexar material produzido cartolinas fitas adesivas
Avaliaccedilatildeo participaccedilatildeo e envolvimento
Nuacutemero de aulas 3
AULA 1 Elaboraccedilatildeo de mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias os alunos finalizaratildeo a segunda etapa desta unidade didaacutetica construindo seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo Nesse momento comeccedila-se a desenvolver a terceira etapa dessa unidade ( que eacute uma das mais importantes)pois os alunos iratildeo aplicar o que aprenderam preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo em um local estrateacutegico da escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas sobre o assunto estudado O nosso estudante nesta etapa final da unidade temaacutetica poderaacute desenvolver accedilotildees sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente e tambeacutem composiccedilatildeo de muacutesicas sobre os assuntos abordados
AULA 2 A escola como ponto de coleta de pilhas e baterias
Os alunos apoacutes terem finalizado o trabalho da aula anterior poderatildeo distribuir agrave comunidade o material confeccionado sensibilizando-a buscando parcerias para que a escola seja um ponto de coleta desses materiais pois somente com accedilotildees dessa natureza podemos acreditar que possam desenvolver a accedilatildeo social e ambiental desejada
AULA 3 Retomada das questotildees diagnoacutesticas poacutes desenvolvimento da unidade didaacutetica
Eacute importante retomar as questotildees aplicadas no iniacutecio dessa unidade pois somente assim teremos a certeza do quanto os alunos assimilaram de conhecimento cientiacutefico Muito importante nesse momento tambeacutem eacute poder avaliaacute-los como indiviacuteduos atuantes na sociedade
AULA 4 Avaliaccedilatildeo final
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Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos (sugere-se que contenha mapa conceitual dos conteuacutedos apreendidos) e devolutiva das questotildees comentadas
Consideraccedilotildees finais
A eletroquiacutemica trabalhada da forma que estaacute sendo apresentada nessa unidade didaacutetica leva o aluno a adquirir conhecimentos de maneira significativa O ensino atraveacutes da experimentaccedilatildeo o faraacute tirar suas proacuteprias conclusotildees e ter um aprendizado real produzindo nele mudanccedila de postura diante dos fatos observados refletindo e opinando criticamente frente a informaccedilotildees que poderaacute encontrar doravante sobre o assunto
A participaccedilatildeo e a integraccedilatildeo do aluno nas aulas tecircm que ser consideradas ponto de partida para que o mesmo possa compreender que as transformaccedilotildees quiacutemicas fazem parte do seu cotidiano Toda tecnologia existente eacute produto dessas transformaccedilotildees
Finalizando o estudo dessa unidade espera-se que o aluno natildeo soacute compreenda a importacircncia das transformaccedilotildees quiacutemicas mas que esteja envolvido a ponto de adotar uma postura responsaacutevel em relaccedilatildeo aos impactos ambientais causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e baterias e dentro dessa nova postura possa tomar decisotildees e atuar de forma eacutetica no meio em que vive
REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
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9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
14- Programa de ensino para jovens e adultos escola da juventude Ciecircncias da Natureza Matemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemica Editora Iacutecone Ltda Satildeo Paulo
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Imagem maisumtekofileswordpresscom
2009
Katia Regina Varela Roa-DE SUZANO
Gilson Silva ndashDE CAEIRAS
Leonardo Bassi Ubeda das Neves-DE SUZANO
Massuko Sawayama Warigoda-DE MOGI DAS
CRUZES
GEPEQ- USP CURSO DE FORMACcedilAtildeO
CONTINUADA DE PROFESSORES 2008 2009
28082009
PILHAS E BATERIAS USOS E DESCARTES X IMPACTOS AMBIENTAIS Caderno do aluno
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Situaccedilatildeo de aprendizagem 1- As pilhas e baterias que fazem parte do nosso lixo eletrocircnico podem ser prejudiciais ao ser humano
Por meio desta primeira situaccedilatildeo de aprendizagem vocecirc poderaacute reconhecer
que quando descartadas incorretamente pilhas e baterias podem prejudicar o meio
ambiente apesar de indispensaacutevel para o homem E tambeacutem pode comeccedilar a
refletir o porquecirc dessa questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil toneladas de lixo eletrocircnico
por hora dentro deste destacam-se pilhas e baterias Este lixo eacute jogado na
natureza provocando vaacuterios problemas ambientais Quais os problemas
ambientais que as pilhas e baterias provocam na natureza e como podemos
evitaacute-losrdquo
Atividade 1Refletindo sobre pilhas e baterias x impactos ambientais
1 O que vocecirc entende por pilhas E baterias
2 Elas satildeo imprescindiacuteveis na atualidade Onde
3 Existe alguma relaccedilatildeo entre pilha eletricidade e transformaccedilotildees quiacutemicas
4 Que tipo de material(is) vocecirc acha que eacute(satildeo) necessaacuterio(os) para se construir
uma pilha
5 Cite alguns problemas ambientais relacionados ao uso e descarte de pilhas e
baterias Qual deve ser sua postura em relaccedilatildeo a esses problemas
Atividade 2 Pilhas e Baterias x impactos ambientais
Leitura e Anaacutelise de textos
TEXTO 1 Descarte de pilhas e baterias eacute problema seacuterio para meio ambiente
O Brasil eacute o uacutenico paiacutes da Ameacuterica do Sul que regulamenta a fabricaccedilatildeo venda e destinaccedilatildeo final de pilhas e baterias Com a entrada da Resoluccedilatildeo 257 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama) que dispotildee sobre estes resiacuteduos em vigor desde junho de 2001 o Ibama passou a fiscalizar esses limites Ou pelo menos era o que deveria acontecer Em Cuiabaacute por exemplo o gerente do oacutergatildeo Hugo Scheuer declarou natildeo estar a par do assunto mas garantiu ser este seu proacuteximo objetivo por considerar o descarte destes resiacuteduos um problema de grande amplitude Mas enquanto isso o que fazer com pilhas e baterias principalmente as de celulares quando acabam Esta duacutevida eacute frequumlente em toda a populaccedilatildeo
Considerados toacutexicos o lanccedilamento desses resiacuteduos em lixotildees nas margens das estradas ou em terrenos baldios compromete a qualidade ambiental e de vida da populaccedilatildeo Os resiacuteduos pesados quando aterrados migram para partes mais profundas do solo Com isso podem atingir o lenccedilol freaacutetico contaminando a flora e a fauna das regiotildees proacuteximas e ainda causar doenccedilas que variam de lesotildees cerebrais a disfunccedilotildees renais e pulmonares passando por distuacuterbios visuais e
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anemia Segundo a Resoluccedilatildeo 257 os fabricantes e importadores satildeo os responsaacuteveis pelo recolhimento do material e sua destinaccedilatildeo final o que deve ser fiscalizado pelos oacutergatildeos puacuteblicos ambientais Mas em Cuiabaacute apesar do site do Ministeacuterio do Meio Ambiente indicar o endereccedilo de 28 postos nenhum deles efetua o recolhimento apenas duas empresas de celulares recolhem as baterias em seus postos de venda (Vivo e Americel) e a fiscalizaccedilatildeo do Ibama eacute inexistente A Resoluccedilatildeo estabelece que as pilhas e baterias apoacutes o seu esgotamento energeacutetico devem ser entregues pelos usuaacuterios aos estabelecimentos que as comercializam ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelas respectivas induacutestrias Estas por sua vez devem repassaacute-las aos fabricantes e importadores para que passem por procedimentos de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final ambientalmente adequada No artigo 13deg estaacute previsto que as pilhas e baterias que atenderem aos limites previstos no artigo 6deg podem ser dispostas juntamente com os resiacuteduos domiciliares em aterros sanitaacuterios licenciados Mas por falta de aterros licenciados a maior parte das baterias e pilhas usadas continuam tendo os lixotildees irregulares como destino significando um risco para o meio ambiente e para as pessoas Apenas 30 destes resiacuteduos satildeo reciclados No Brasil uma empresa chamada Suzaquim anuncia que deteacutem um processo de reciclagem de baterias
Dependendo do material de que satildeo constituiacutedas pilhas e baterias podem ser jogadas em lixo domeacutestico As pilhas secas composta por zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs as mais consumidas para uso domeacutestico tecircm em sua maioria operado nos limites estabelecidos pelo artigo 6deg da Resoluccedilatildeo 257 As baterias de telefone sem fio de filmadoras de celular ou outros tipos normalmente recarregaacuteveis devem ser devolvidas agraves lojas Os fabricantes estatildeo obrigados a informar nas embalagens a necessidade ou natildeo de devoluccedilatildeo
O Brasil produz cerca de 800 milhotildees de pilhas comuns por ano o que representa seis unidades por habitante Deve-se lembrar que uma uacutenica pilha contamina o solo durante 50 anos Circulam anualmente 10 milhotildees de baterias de celular 12 milhotildees de baterias automotivas e 200 mil baterias industriais Do total de pilhas e baterias consumidas no paiacutes quase 70 satildeo constituiacutedas principalmente por zinco e caacutedmio aproximadamente 30 por amocircnia e manganecircs Ao se desfazer de pilhas e baterias usadas em local inadequado pode-se contaminar o solo a aacutegua e o ar Atraveacutes da cadeia alimentar esse produto chega aos seres humanos causando doenccedilas que afetam o sistema nervoso central Todos satildeo considerados bioacumulativos - acumula-se no organismo ao longo do tempo
RECICLAVEISCOMBR
Texto 2 Metais pesados contaminam meio ambiente e oferecem riscos agrave
sauacutede puacuteblica
Estima-se que cada bateria ou pilha depositada de forma inadequada no meio
ambiente contamine uma aacuterea de um metro quadrado Entretanto o dano ambiental
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pode ser maior se a quantidade desses equipamentos jogados em lixotildees for muito
alta
A dissoluccedilatildeo de metais pesados depositados em aterros
sanitaacuterios improacuteprios pode contaminar lenccediloacuteis freaacuteticos e o
ambiente local Em aterros a dissoluccedilatildeo dos metais eacute mais faacutecil
devido agrave acidez da aacuterea Isso facilita a acumulaccedilatildeo de metais
pesados na cadeia alimentar atraveacutes da contaminaccedilatildeo de
animais e vegetais que podem causar a intoxicaccedilatildeo de seres humanos que venham
a consumir esses alimentos afetados Metais pesados como chumbo caacutedmio
mercuacuterio e seus compostos podem provocar graves doenccedilas neuroloacutegicas aleacutem de
afetar a condiccedilatildeo motora
Pilhas e baterias comuns (pequenas usadas em raacutedios por exemplo) podem
ser descartadas no lixo domeacutestico de acordo com a determinaccedilatildeo do Conama No
entanto a professora Andreacutea Bernardes do Departamento de Engenharia de
Materiais da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) avalia que esses
produtos que acabam sendo depositados em aterros sanitaacuterios soacute poderiam ser
descartados nestes locais se houvesse o tratamento adequado do chorume
(substacircncia liacutequida encontrada em lixotildees) O chorume contaminado com metais
pesados contaminaraacute tambeacutem a terra e os lenccediloacuteis freaacuteticos
Marcelo Furtado coordenador da aacuterea de substacircncias toacutexicas do
Greenpeace vecirc com bons olhos a determinaccedilatildeo do Conama A iniciativa serve
como incentivo para que as empresas passem a reduzir o uso de substacircncias
toacutexicas para evitar todo o processo de recolhimento de baterias e pilhas usadas
diz Ele lembra que a tendecircncia eacute que substacircncias reciclaacuteveis sejam usadas cada
vez mais para que a reutilizaccedilatildeo dos produtos seja constante
Danilo FantinelRedaccedilatildeo Terra
Questotildees para anaacutelise do texto
6 Cite algumas das questotildees ambientais relacionadas ao uso de pilhas e baterias Qual deve ser a postura da populaccedilatildeo em relaccedilatildeo a essas questotildees 7 Com base na legislaccedilatildeo apresentada explique como deve ser feito o descarte de pilhas e baterias Quais impecilhos poderatildeo dificultar o cumprimento da lei 8 Qual o destino que deve ser dado agraves pilhas que seratildeo descartadas Existem formas de reciclagem Quais 9 Considerando os impactos ambientais que podem ocorrer do descarte inadequado das pilhas e baterias qual a sua opiniatildeo sobre o uso delas Existe uma ideal Explique 10 Vocecirc acha que hoje eacute possiacutevel sobrevivermos sem o uso de pilhas e baterias
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Atividade 3 Trechos do filme WALL-E
Converse com o seu professor sobre o filme a ser assistido na escola caso natildeo seja possiacutevel assista o filme em casa para auxiliaacute-lo nessa atividade
Questotildees para sala de aula reflexatildeo dos assuntos abordados no filme
5 Sente-se um escravo da tecnologia atual ( especificamente aqueles que em curto espaccedilo de tempo geram lixo eletrocircnico tais como celular Ipod Iphone etc) 6 Ficou sensibilizado sobre a quantidade de lixo eletrocircnico que o homem produz 7 Haacute uma remota possibilidade de o Planeta ser recuperado 8 Qual a sua opiniatildeo sobre a mensagem que o filme Wall-E passa 9 Viacutedeo WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97
minutos) som e cor
Situaccedilatildeo de aprendizagem 2 - Que tipos de materiais existem em uma pilha que
a classifique como poluidora do meio ambiente
Apoacutes a visatildeo do que vocecirc teve do filme e discussatildeo de trechos que falam sobre
impactos ambientais provocados pelo mau descarte de pilhas e baterias vocecirc
imagina quais seriam os agentes contaminantes
Atividade 1 Experimento demonstrativo ndash Desmontagem de uma pilha
No inicio da aula entregue para o seu professor um desenho que demonstre os
componentes que estruturam uma pilha
Apoacutes o teacutermino da desmontagem faccedila um novo desenho colocando aquilo que vocecirc
observou Compare o primeiro com o segundo desenho e em poucas linhas
descreva o que mais lhe chamou a atenccedilatildeo
Atividade 2 Buscando orientaccedilotildees com o professor para trabalho de
pesquisa
Leve para sala de aula revistas jornaislivros e mateacuterias de internet trazendo
informaccedilotildees sobre pilha ecologicamente correta
Atividade 3 Reciclagem de pilhas
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Apoacutes a viacutedeoaula sobre a reciclagem de pilhas elabore um artigo de opiniatildeo sobre
a importacircncia da reciclagem de pilhas em favor do meio ambiente e a necessidade
de maiores investimentos nessa aacuterea Ao final entregue a seu professor
Atividade 4 Pesquisa em grupo Pilha ideal
A partir de uma preacutevia busca em revistas jornais livros e internet procure obter
informaccedilotildees sobre uma pilha ideal
Atividade 5 Escolha da Pilha ideal
Apresente o material para o professor e os seus colegas para que seja feita a
escolha da melhor ideia
Questotildees para anaacutelise das ideacuteias sobre pilha ideal
5 Eacute possiacutevel produzir energia eleacutetrica atraveacutes de uma transformaccedilatildeo quiacutemica
6 Explique o surgimento da energia eleacutetrica nas transformaccedilotildees quiacutemicas
7 Podemos montar uma pilha ecologicamente correta
8 O funcionamento de uma pilha soacute acontece atraveacutes de transformaccedilatildeo quiacutemica Explique
Situaccedilatildeo de aprendizagem 3- O lado cientiacutefico da Pilha
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem permitiraacute a vocecirc compreender melhor o
funcionamento de uma pilha( conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
) e a produccedilatildeo de novos materiais atraveacutes da eletrolise (conversatildeo natildeo espontacircnea
energia eleacutetrica em quiacutemica) com experimentos Para essa situaccedilatildeo eacute importante
que vocecirc observe e anote em seu caderno tudo que se alterou
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Atividade 1 O experimento da pilha do Daniel
Questotildees que podem auxiliaacute-lo durante a execuccedilatildeo do experimento
6 As placas mudaram de cor apoacutes serem mergulhadas na soluccedilatildeo Explique
7 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
8 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
9 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
7 Limpar as placas com palha de accedilo
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8 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 9 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 10 Interligar os dois potes com a ponte salina 11 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 12 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e
transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo
PauloEdusp 1998
Atividade 2 Anaacutelise sobre experimento
Questotildees sobre o experimento
9 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 10 Como a energia eleacutetrica foi obtida 11 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 12 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 13 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 14 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 15 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 16 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha
UM POUCO DE ELETROQUIMICA
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A eletroquiacutemica estuda o aproveitamento da transferecircncia de eleacutetrons entre
diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-
versa
Pilhas conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
Eletroacutelise conversatildeo natildeo espontacircnea de energia eleacutetrica em quiacutemica
A seguir estatildeo descritos alguns termos que apareceratildeo no estudo da eletroquiacutemica
ELETRODOS Satildeo assim chamadas as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com
a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica
AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
ENTRA na soluccedilatildeo
CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
DEIXA a soluccedilatildeo
d) ELETROacuteLITOS Satildeo assim chamadas todas as soluccedilotildees que CONDUZEM a
corrente eleacutetrica
e) IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na
soluccedilatildeo
AcircNODO Eletrodo do qual saem os eleacutetrons para o circuito externo da ceacutelula
CAacuteTODO Eletrodo no qual entram os eleacutetrons atraveacutes do circuito externo da ceacutelula
f) CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que
conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e
mergulhados num eletroacutelito
Resumindo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons ( diminuiccedilatildeo de Nox)
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons ( aumento de Nox)
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida (Nox aumenta)
Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz (Nox diminui)
O redutor reduz o oxidante
O oxidante oxida o redutor
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em
energia eleacutetrica
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Cada substacircncia possui uma maior ou menor tendecircncia de perder eleacutetrons
tendecircncia esta chamada de Potencial de Oxidaccedilatildeo Deste modo uma substacircncia X
que tenha um potencial de oxidaccedilatildeo maior que uma substacircncia Y iraacute perder seus
eleacutetrons gradativamente para esta substacircncia se as duas estiverem juntas
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do
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eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu++ Isso provocaraacute diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
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Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
Atividade 3 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o
experimento da pilha de Daniel
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas
dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os
relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em
eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e
conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em
sete itens principais
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Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve
comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos
resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo
do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos
objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser
esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram
utilizados no experimento
32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute
apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela
caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o
experimento
10 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a
profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno
Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos
pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
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Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento
e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na
redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os
objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem
de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed
Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo
de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO
BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro
ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2
ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte
das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos
ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos
Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o
aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Atividade 1 Montagem de um Mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias vocecirc poderaacute construir
o seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo em que vocecirc iraacute aplicar o que
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aprendeu preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo na entrada da
escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas
sobre o assunto estudado Orientado pelo seu professor vocecirc desenvolveraacute accedilotildees
sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre
o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente Poderaacute tambeacutem
compor muacutesicas sobre os assuntos abordados
Atividade 2 Montagem de um Portifolio
Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-
avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos
ao longo do bimestre de modo que venha justificar a questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil
toneladas de lixo eletrocircnico por hora dentro deste destacam-se pilhas e
baterias Este lixo eacute jogado na natureza provocando vaacuterios problemas
ambientais Quais os problemas ambientais que as pilhas e baterias provocam
na natureza e como podemos evitaacute-losrdquo citada no inicio do bimestre
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REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
12
como principal fonte de energia em veiacuteculos automotores de locomoccedilatildeo em meio terrestre aquaacutetico e aeacutereo inclusive de tratores equipamentos de construccedilatildeo cadeiras de roda e assemelhados VII - pilhas e baterias portaacuteteis satildeo consideradas pilhas e baterias portaacuteteis aquelas utilizadas em telefonia e equipamentos eletro-eletrocircnicos tais como jogos brinquedos ferramentas eleacutetricas portaacuteteis informaacutetica lanternas equipamentos fotograacuteficos raacutedios aparelhos de som reloacutegios agendas eletrocircnicas barbeadores instrumentos de mediccedilatildeo de afericcedilatildeo equipamentos meacutedicos e outros VIII - pilhas e baterias de aplicaccedilatildeo especial satildeo consideradas pilhas e baterias de aplicaccedilatildeo especial aquelas utilizadas em aplicaccedilotildees especiacuteficas de caraacuteter cientiacutefico meacutedico ou militar e aquelas que sejam parte integrante de circuitos eletro-eletrocircnicos para exercer funccedilotildees que requeiram energia eleacutetrica ininterrupta em caso de fonte de energia primaacuteria sofrer alguma falha ou flutuaccedilatildeo momentacircnea Art 3o Os estabelecimentos que comercializam os produtos descritos no art1o bem como a rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelos fabricantes e importadores desses produtos ficam obrigados a aceitar dos usuaacuterios a devoluccedilatildeo das unidades usadas cujas caracteriacutesticas sejam similares agravequelas comercializadas com vistas aos procedimentos referidos no art 1o Art 4o As pilhas e baterias recebidas na forma do artigo anterior seratildeo acondicionadas adequadamente e armazenadas de forma segregada obedecidas as normas ambientais e de sauacutede puacuteblica pertinentes bem como as recomendaccedilotildees definidas pelos fabricantes ou importadores ateacute o seu repasse a estes uacuteltimos Art 5o A partir de 1o de janeiro de 2000 a fabricaccedilatildeo importaccedilatildeo e comercializaccedilatildeo de pilhas e baterias deveratildeo atender aos limites estabelecidos a seguir I - com ateacute 0025 em peso de mercuacuterio quando forem do tipo zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs II - com ateacute 0025 em peso de caacutedmio quando forem do tipo zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs III - com ateacute 0400 em peso de chumbo quando forem do tipo zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs IV - com ateacute 25 mg de mercuacuterio por elemento quando forem do tipo pilhas miniaturas e botatildeo Art 6o A partir de 1o de janeiro de 2001 a fabricaccedilatildeo importaccedilatildeo e comercializaccedilatildeo de pilhas e baterias deveratildeo atender aos limites estabelecidos a seguir I - com ateacute 0010 em peso de mercuacuterio quando forem do tipo zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs II - com ateacute 0015 em peso de caacutedmio quando forem dos tipos alcalina-manganecircs e zinco-manganecircs III - com ateacute 0200 em peso de chumbo quando forem dos tipos alcalina-manganecircs e zinco-manganecircs Art 7o Os fabricantes dos produtos abrangidos por esta Resoluccedilatildeo deveratildeo conduzir estudos para substituir as substacircncias toacutexicas potencialmente perigosas neles contidas ou reduzir o teor das mesmas ateacute os valores mais baixos viaacuteveis tecnologicamente Art 8o Ficam proibidas as seguintes formas de destinaccedilatildeo final de pilhas e baterias usadas de quaisquer tipos ou caracteriacutesticas I - lanccedilamento in natura a ceacuteu aberto tanto em aacutereas urbanas como rurais II - queima a ceacuteu aberto ou em recipientes instalaccedilotildees ou equipamentos natildeo adequados conforme legislaccedilatildeo vigente III - lanccedilamento em corpos daacutegua praias manguezais terrenos baldios poccedilos ou cacimbas cavidades subterracircneas em redes de drenagem de aacuteguas pluviais esgotos eletricidade ou telefone mesmo que abandonadas ou em aacutereas sujeitas agrave inundaccedilatildeo Art 9o No prazo de um ano a partir da data de vigecircncia desta resoluccedilatildeo nas mateacuterias publicitaacuterias e nas embalagens ou produtos descritos no art 1o deveratildeo constar de forma visiacutevel as advertecircncias sobre os riscos agrave sauacutede humana e ao meio ambiente bem como a necessidade de apoacutes seu uso serem devolvidos aos revendedores ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada para
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repasse aos fabricantes ou importadores Art 10 Os fabricantes devem proceder gestotildees no sentido de que a incorporaccedilatildeo de pilhas e baterias em determinados aparelhos somente seja efetivada na condiccedilatildeo de poderem ser facilmente substituiacutedas pelos consumidores apoacutes sua utilizaccedilatildeo possibilitando o seu descarte independentemente dos aparelhos Art 11 Os fabricantes os importadores a rede autorizada de assistecircncia teacutecnica e os comerciantes de pilhas e baterias descritas no art 1o ficam obrigados a no prazo de doze meses contados a partir da vigecircncia desta resoluccedilatildeo implantar os mecanismos operacionais para a coleta transporte e armazenamento Art 12 Os fabricantes e os importadores de pilhas e baterias descritas no art 1o ficam obrigados a no prazo de vinte e quatro meses contados a partir da vigecircncia desta Resoluccedilatildeo implantar os sistemas de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final obedecida a legislaccedilatildeo em vigor Art 13 As pilhas e baterias que atenderem aos limites previstos no artigo 6o poderatildeo ser dispostas juntamente com os resiacuteduos domiciliares em aterros sanitaacuterios licenciados Paraacutegrafo Uacutenico Os fabricantes e importadores deveratildeo identificar os produtos descritos no caput deste artigo mediante a aposiccedilatildeo nas embalagens e quando couber nos produtos de siacutembolo que permita ao usuaacuterio distinguiacute-los dos demais tipos de pilhas e baterias comercializados Art 14 A reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou a disposiccedilatildeo final das pilhas e baterias abrangidas por esta resoluccedilatildeo realizadas diretamente pelo fabricante ou por terceiros deveratildeo ser processadas de forma tecnicamente segura e adequada com vistas a evitar riscos agrave sauacutede humana e ao meio ambiente principalmente no que tange ao manuseio dos resiacuteduos pelos seres humanos filtragem do ar tratamento de efluentes e cuidados com o solo observadas as normas ambientais especialmente no que se refere ao licenciamento da atividade Paraacutegrafo Uacutenico Na impossibilidade de reutilizaccedilatildeo ou reciclagem das pilhas e baterias descritas no art 1o a destinaccedilatildeo final por destruiccedilatildeo teacutermica deveraacute obedecer as condiccedilotildees teacutecnicas previstas na NBR - 11175 - Incineraccedilatildeo de Resiacuteduos Soacutelidos Perigosos - e os padrotildees de qualidade do ar estabelecidos pela Resoluccedilatildeo Conama no 03 de 28 de junho de l990 Art 15 Compete aos oacutergatildeos integrantes do SISNAMA dentro do limite de suas competecircncias a fiscalizaccedilatildeo relativa ao cumprimento das disposiccedilotildees desta resoluccedilatildeo Art 16 O natildeo cumprimento das obrigaccedilotildees previstas nesta Resoluccedilatildeo sujeitaraacute os infratores agraves penalidades previstas nas Leis no 6938 de 31 de agosto de 1981 e no 9605 de 12 de fevereiro de 1998 Art 17 Esta Resoluccedilatildeo entra em vigor na data de sua publicaccedilatildeo
Publicado em 18-09-2008
14
TEXTO 4 Pilhas e baterias podem ter primeiro avanccedilo significativo em 200 anos Redaccedilatildeo do Site Inovaccedilatildeo Tecnoloacutegica 15022006
Dois grupos de pesquisadores trabalhando isoladamente anunciaram quase ao mesmo tempo a descoberta do que poderaacute se tornar o mais importante avanccedilo nas baterias desde a sua invenccedilatildeo haacute mais de 200 anos Aleacutem dos aparelhos portaacuteteis uma infinidade de aplicaccedilotildees utiliza as baterias como fonte de energia de sistemas de no-breaks ateacute veiacuteculos hiacutebridos Mas sua tecnologia natildeo sofreu nenhum avanccedilo radical nos uacuteltimos anos
Cientistas dos Laboratoacuterios Bell e da empresa mPhase relataram a construccedilatildeo de um protoacutetipo de bateria inteligente a partir de materiais nanoscoacutepicos capaz de fornecer energia natildeo de forma contiacutenua como as pilhas e baterias tradicionais mas apenas quando essa energia for necessaacuteria
O protoacutetipo ainda eacute pequeno produzindo energia suficiente para alimentar um LED Mas os cientistas estatildeo entusiasmados com seu potencial
A nova bateria eacute a demonstraccedilatildeo praacutetica de uma descoberta feita pelos mesmos pesquisadores de que um eletroacutelito permanece sobre superfiacutecies nanoestruturadas ateacute ser estimulado a fluir Esse estiacutemulo eacute o gatilho para que a nova bateria comece a produzir eletricidade
Esse comportamento inteligente poderaacute permitir a ativaccedilatildeo das baterias quando necessaacuterio aumentando enormemente sua vida uacutetil
Ultracapacitores
Jaacute os pesquisadores Joel E Schindall John G Kassakian e Riccardo Signorelli do MIT Estados Unidos utilizaram membranas criadas com nanotubos de carbono para aprimorar um outro tipo de dispositivo de armazenagem de energia chamado ultracapacitor Com a melhoria o novo componente poderaacute vir a substituir as atuais pilhas e baterias
Os capacitores armazenam energia como um campo eleacutetrico o que os torna mais eficientes do que as baterias tradicionais que retiram sua energia de reaccedilotildees quiacutemicas Jaacute os ultracapacitores satildeo ceacutelulas de armazenamento funcionando no mesmo princiacutepio dos capacitores mas capazes de fornecer quantidades enormes de energia instantaneamente Eles jaacute satildeo utilizados em veiacuteculos experimentais principalmente aqueles movidos por ceacutelulas a combustiacutevel
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Ateacute agora poreacutem os ultracapacitores necessitavam ser muito maiores do que as baterias para fornecer a mesma quantidade de energia Os cientistas resolveram o problema lidando com os campos eleacutetricos em niacutevel atocircmico Eles utilizaram uma membrana construiacuteda com nanotubos de carbono alinhados verticalmente
A capacidade de armazenamento de um ultracapacitor depende da aacuterea superficial de seus eletrodos Atualmente esses eletrodos satildeo feitos de carbono ativado um material extremamente poroso o que se traduz em uma enorme aacuterea superficial Mas seus poros satildeo irregulares o que significa que essa aacuterea natildeo eacute tatildeo grande quanto poderia ser reduzindo a eficiecircncia do ultracapacitor
Jaacute os nanotubos de carbono tecircm um desenho perfeitamente regular aleacutem de possuir diacircmetros de apenas alguns poucos aacutetomos A membrana construiacuteda com eles apresenta uma aacuterea superficial muito maior o que se traduz em uma eficiecircncia incomparaacutevel no armazenamento de energia
Os cientistas afirmam jaacute deter a tecnologia para a fabricaccedilatildeo das membranas de nanotubos de carbono em qualquer formato o que poderaacute facilitar a fabricaccedilatildeo de ultracapacitores nos formatos das pilhas e baterias tradicionalmente utilizados em aparelhos eletrocircnicos
Questotildees desencadeadoras para discussatildeo dos textos
1 Cite algumas das questotildees ambientais relacionadas ao uso de pilhas e baterias Qual deve ser a postura da populaccedilatildeo em relaccedilatildeo a essas questotildees 2 Com base na legislaccedilatildeo apresentada explique como deve ser feito o descarte de pilhas e baterias Quais impecilhos poderatildeo dificultar o cumprimento da lei 3 Qual o destino que deve ser dado agraves pilhas que seratildeo descartadas Existem formas de reciclagem Quais 4 Considerando os impactos ambientais que podem ocorrer do descarte inadequado das pilhas e baterias qual a sua opiniatildeo sobre o uso delas Existe uma ideal Explique 5 Vocecirc acha que hoje eacute possiacutevel sobrevivermos sem o uso de pilhas e baterias
Aula 3 viacutedeo aulas de conscientizaccedilatildeo sobre descarte de pilhas
Nessa aula pode-se discutir com os alunos os problemas ambientais causados pelo descarte inadequado de pilhas e com isso incentivar o nosso aluno a uma nova mudanccedila de atitude em relaccedilatildeo ao meio ambiente e tomada de posiccedilatildeo ecologicamente correta Como sugestatildeo estatildeo um desenho animado e uma reportagem que podem ser abordadas com questotildees orais e escrita sobre a preocupaccedilatildeo com o descarte das pilhas e seus efeitos Pode-se pedir tambeacutem que elaborem textos do gecircnero artigo de opiniatildeo sobre o assunto em questatildeo (Sugere-se que os alunos assistam o filme WALL-E em casa e tragam seus pontos de vista para debate posterior em salaOutra maneira de trabalhar com esse tipo de recurso visual seria uma preacutevia ediccedilatildeo dos filmes indicados onde o professor selecionaria as cenas com a intenccedilatildeo de promover debates em sala )
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Questotildees para discussatildeo das miacutedias apresentadasque tambeacutem podem ser ferramentas para um debate
1 Sente-se um escravo da tecnologia atual ( especificamente aqueles que em curto espaccedilo de tempo geram lixo eletrocircnico tais como celular Ipod Iphone etc) 2 Ficou sensibilizado sobre a quantidade de lixo eletrocircnico que o homem produz 3 Haacute uma remota possibilidade de o Planeta ser recuperado 4 Qual a sua opiniatildeo sobre a mensagem que o filme Wall-E passa
Viacutedeo 1 IMPACTOS AMBIENTAIS Desenho animado sobre educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambiental retirado do site WWWyoutubecombr (1min e 45 segundos)
Viacutedeo 2 RECICLAGEM DE PILHAS Cidades e soluccedilotildees Globo News retirado do site WWWyoutubecombr (22 min e 35 segundos)
Viacutedeo 3WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
AVALIACcedilAtildeO DA UNIDADE
Ao final do estudo desta situaccedilatildeo de aprendizagem espera-se que o nosso educando tome uma posiccedilatildeo ecologicamente correta sabendo dos males que um descarte inadequado de pilhas e baterias possa causar ao meio ambiente
Situaccedilatildeo de aprendizagem 2 - Que tipos de materiais existem em uma pilha que a classifique como poluidora do meio ambiente
A partir de um experimento investigativo o nosso educando eacute instigado a pensar refletir sobre os componentes presentes em uma pilha e o principio de funcionamento desta Nesta situaccedilatildeo de aprendizagem os alunos seratildeo estimulados a dar explicaccedilotildees para as observaccedilotildees feitas e aplicaratildeo os conhecimentos que jaacute possuem sobre pilhas e baterias adquiridos na situaccedilatildeo anterior e atraveacutes de pesquisas posteriores ao experimento investigativo os alunos teratildeo contato com diversas fontes de pesquisa faratildeo anaacutelise das informaccedilotildees nelas contidas com o estabelecimento de relaccedilotildees entre elas para a elaboraccedilatildeo de conclusotildees Este processo estimula uma reflexatildeo efetiva dos alunos favorecendo uma aprendizagem mais significativa
Conteuacutedos e temas pilhas e aplicaccedilotildees das transformaccedilotildees que ocorrem com o envolvimento de eletricidade
Competecircncias e a habilidades avaliar a composiccedilatildeo das pilhas e o impacto que poderatildeo causar quando descartadas inadequadamente elencar impactos causados pelo uso industrial dos processos de eletroacutelise e discussotildees sobre a viabilidade do uso de diferentes fontes de energia
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Estrateacutegias leitura e discussotildees de textos debates realizaccedilatildeo de pesquisas e anaacutelise de resultados experimentais
Recursos livros didaacuteticos paradidaacuteticos perioacutedicos pesquisa na internet materiais para experimento
Nuacutemero de aulas 5
AULA 1 EXPERIMENTO INVESTIGATIVO Quais componentes estatildeo presentes em uma Pilha
Devido a toxidade presente nos componentes da pilha (chapa de accedilozincobastatildeo de carbonodioacutexido de manganecircs e cloretos de zinco e amocircnio) sugere-se um experimento de natureza demonstrativa tais como desmontar uma pilha passo a passo conforme figuras abaixo e tambeacutem pesquisar viacutedeos no youtube sobre desmontagem de pilhas ou pode produzir uma filmagem da desmontagem da pilha uma vez que a ideia eacute preservar o meio ambiente Entatildeo os viacutedeos satildeo uma ideia aceitaacutevel
A ideacuteia de trabalhar esse experimento eacute demonstrar para o aluno os componentes de uma pilha o aluno durante o experimento deve ser questionado a todo tempo sobre os materiais existentes em uma pilha e o que pode prejudicar o meio ambiente apoacutes o descarte
Sugestotildees de questotildees para os alunos
1 Quais os componentes presentes em uma pilha
2 Quantos materiais perigosos podem conter uma pilhaExplique por que esses materiais satildeo perigosos
3 Seraacute que os materiais de uma pilha podem ter alguma utilidade ao ser humano
Outra sugestatildeo eacute pedir para o aluno fazer um desenho da pilhas antes e depois do experimento
ROTEIRO EXPERIMENTAL DESMONTAGEM DE PILHA
OBJETIVO Mostrar a constituiccedilatildeo quiacutemica de uma pilha e obter a partir dela alguns reagentes aproveitaacuteveis em aulas praacuteticas de laboratoacuterio
MATERIAL
1 pilha comum
Canivete
Chave de fenda
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Alicate
Funil plaacutestico
Filtro de papel
Bico de bunsen ou lamparina com aacutelcool
Beacutequer (pyrex)
Tripeacute
Tela de amianto
Espaacutetula (ou palito de sorvete)
Baqueta de vidro
Erlenmeyer
REAGENTES
Aacutegua destilada
PROCEDIMENTO
1 Com auxilio de um canivete abrir a pilha ao longo da emendaretirando a proteccedilatildeo de accedilo
2 Desenrolar bem a chapa obtida
3 Retirar o papelatildeo ou plaacutestico que se encontra abaixo da chapa de accedilo
4 O zinco eacute a camada que vem logo a seguir devendo ser retirado lavado com aacutegua e detergente colocando-o para secar
5 Finalmente retirar o bastatildeo preto e central da pilha (bastatildeo de carbono)lavando-o igualmente com aacutegua e detergente e transferir o resto do conteuacutedo da pilha para um beacutequer ou um copo de vidro
6 Acrescentar agrave esta mistura aproximadamente 50 ml de aacutegua e agitar bem
7 Filtrar a misturarecolhendo o filtrado em um erlenmeyere em seguidaabrir o papel de filtro com resiacuteduo para deixaacute-lo secar
8 Depois de secoguarde o poacute preto obtido (dioacutexido de manganecircs)em um frasco rotulado
9 Aquecer o filtrado com o auxilio do bico de bunsen (ou lamparina )ateacute toda a aacutegua evaporar
10 Depois de filtrarguardar os cristais em um frasco devidamente rotulado
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O filtrado conteacutem a misturas de cloretos de zinco e amocircnio ambos soluacuteveis em aacutegua
Observaccedilatildeo O invoacutelucro de accedilo pode ser usado como cadinho para uma secagem raacutepida e de pequenas quantidades de dioacutexido de manganecircs obtido
BIBLIOGRAFIA BRAATHENPCet AL Curso de treinamento de professores de segundo grau- Moacutedulo de QuiacutemicaViccedilosaMGUniversidade Federal de Viccedilosa1989
A seguir sequumlecircncia de fotos da desmontagem de uma pilha
Figura 1-pilha antes da desmontagem
Figura 2-passo1 retirada do invoacutelucro
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Figura 3-passo 2 retirada da camada de papelatildeo
Figura 4-passo 3 retirada da parte superior
Figura 5-passo 4 retirada do bastatildeo de carbono
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Figura 6- passo 5 retirada do poacute preto de dioacutexido de manganecircs
Figura 7 passo 6 visualizaccedilatildeo do interior da pilha
22
Figura 8-passo 7 visualizaccedilatildeo de todos os componentes presentes em uma pilha
Para colaborar na avaliaccedilatildeo dessa aula investigativa e demonstrativa o ideal seria que o professor retomasse as questotildees que foram aplicadas no inicio da aula
AULA 2 Pilhas e baterias conceituaccedilatildeo a partir de pesquisas em livros didaacuteticos paradidaacuteticos internet e revistas especializadas
Com intuito de melhorar o conhecimento cientiacutefico dos alunos pode-se orientaacute-los para realizarem uma pesquisa literaacuteria sobre o que vem a ser pilha e bateria e os possiacuteveis problemas ambientais causados pelos usos e descarte inadequados destes Esta pesquisa pode ser realizada em grupo ou individualmente em sala ou extraclasse (a criteacuterio do professor) O objetivo da pesquisa eacute que os alunos com o auxilio do professor durante a aula aprenda transpor a linguagem da ciecircncia comum para a linguagem cientiacutefica compreendendo termos teacutecnicos especiacuteficos da Quiacutemica para opinar e atuar como cidadatildeo ou profissional num futuro proacuteximo de forma eacutetica
AULA 3 Visita virtual a uma induacutestria de reciclagem
Apoacutes discussotildees introdutoacuterias feitas na situaccedilatildeo de aprendizagem anterior pode-se fazer uma visita virtual no site do youtube onde poderatildeo assistir a um filme ( 5 minutos de duraccedilatildeo) da empresa de reciclagem de pilhas SUZAQUIM tem-se a possibilidade de se observar um processo quiacutemico de reciclagem de pilhas e baterias ( a visita fiacutesica eacute praticamente impossiacutevel de se realizar devido ao ambiente ser improacuteprio para essa finalidade) Finaliza-se essa primeira etapa do processo de aprendizagem pedindo aos alunos um relatoacuterio na forma de artigo de
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opiniatildeo sobre a importacircncia da reciclagem de pilhas em favor do meio ambiente e a necessidade de maiores investimentos nessa aacuterea
AULA 4 Modelo de pilha ideal
Considerando que agrave essa altura os nossos alunos jaacute tenham conhecimento sobre descarte de pilhas e baterias podemos inicializar a segunda etapa da unidade didaacutetica propondo que criem um modelo ideal de pilha (que impacte minimamente o meio ambiente) Essa atividade pode ser realizada em grupo os alunos teratildeo como material base informaccedilotildees jaacute trabalhadas anteriormente
Pode-se sugerir temas como
Pilhas recarregaacuteveis
Fontes de energias alternativas
Utilizaccedilatildeo de metais natildeo agressivos ao meio ambiente ou novos processos de eletroacutelise
Professor e alunos levaratildeo agrave sala de aula livros didaacuteticos paradidaacuteticos perioacutedicos e materiais da internet para consulta e realizaccedilatildeo da atividade propostaOs alunos seratildeo orientados pelo professor para em grupo montarem um modelo ideal de pilha que poderaacute ser apresentada na aula seguinte em forma de seminaacuterio experimento demonstrativo slides ou filmagens
Observaccedilatildeo para facilitar o trabalho o professor pode pedir aos alunos que usem os recursos mencionados acima para confecccedilatildeo do material a ser apresentado extraclasse
AULA 5 Modelos de pilhas produzidos apresentaccedilatildeo
Nesta aula o objetivo eacute que os alunos apresentem o seu modelo ideal de pilha escolhidos e idealizados na aula anterior e produzidos extraclasse Natildeo resta a menor duacutevida que seraacute um facilitador para o aprofundamento dos conteuacutedos gerais e especiacuteficos desta unidade didaacutetica Para que isso aconteccedila pode-se desencadear uma discussatildeo e um acordo coletivo para escolha da melhor pilha apresentada para que a haja compreensatildeo do processo de transformaccedilatildeo de energia quiacutemica em eleacutetrica
Para finalizar esta situaccedilatildeo de aprendizagem podemos avaliar os nossos alunos propondo as questotildees abaixo sugere-se que sejam realizadas individualmente pelos alunos pois somente desta maneira o professor poderaacute diagnosticar se houve o aprendizado real e significativo
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Questotildees sugeridas
1 Eacute possiacutevel produzir energia eleacutetrica atraveacutes de uma transformaccedilatildeo quiacutemica
2 Explique o surgimento da energia eleacutetrica nas transformaccedilotildees quiacutemicas
3 Podemos montar uma pilha ecologicamente correta
4 O funcionamento de uma pilha soacute acontece atraveacutes de transformaccedilatildeo quiacutemica Explique
Situaccedilatildeo de aprendizagem 3- O lado cientiacutefico da Pilha
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem permitiraacute aos alunos compreenderem o funcionamento de uma pilha( conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica ) e a produccedilatildeo de novos materiais atraveacutes da eletrolise (conversatildeo natildeo espontacircnea energia eleacutetrica em quiacutemica) com experimentos
Conteuacutedos e temas eletroacutelise reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo seacuterie de reatividade de metais
Competecircncias e habilidades compreender que existem transformaccedilotildees quiacutemicas que ocorrem com transferecircncia de eleacutetrons e podem gerar corrente eleacutetrica prever a ocorrecircncia de transformaccedilotildees quiacutemicas com a utilizaccedilatildeo da seacuterie de reatividade de metais
Estrateacutegias textos jornaliacutesticos experimentos abordagem investigativa com perguntas
Avaliaccedilatildeo anaacutelise dos resultados experimentais
Recursos materiais para o experimentolousa e giztabelas
Nuacutemero de aulas 4
AULA 1 O experimento da pilha do Daniel
Nessa aula propotildee ao professor a sugestatildeo de roteiro experimental da pilha de Daniel Esse experimento eacute bastante comum e o professor pode fazecirc-lo de maneira demonstrativa ou dividir a sala em grupos para sua realizaccedilatildeo Eacute importante orientar os alunos para que observem atentamente os estados iniciais e finais das placas metaacutelicas assim como da soluccedilatildeo em relaccedilatildeo agrave coloraccedilatildeo brilho e outros aspectos para que a aprendizagem ocorra de forma plena
Questotildees que poderatildeo auxiliar os alunos durante a execuccedilatildeo do experimento
1 As placas mudaram de cor apoacutes serem mergulhadas na soluccedilatildeo Explique
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2 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
3 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
4 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
1 Limpar as placas com palha de accedilo 2 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 3 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 4 Interligar os dois potes com a ponte salina
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5 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 6 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo PauloEdusp 1998
Caso o professor deseje trabalhar outros experimentos abaixo estatildeo descritos alguns (roteiros) para trabalhar o processo de eletroacutelise Dentre eles alguns satildeo bastante simples podem ser realizados de maneira demonstrativa pelo professor ou pelos alunos (divididos em grupo)
1ordf sugestatildeo de experimento
Quem natildeo gosta de receber o troco das compras em moedas novinhas O que ningueacutem gosta mas tem que aceitar eacute aquele monte de moedas enferrujadas e com aparecircncia envelhecida Mas por que elas adquirem este aspecto Tudo comeccedila pela composiccedilatildeo das moedas que satildeo obtidas atraveacutes de ligas metaacutelicas soacute por este fato jaacute se nota porque as moedas satildeo mais resistentes do que notas As ceacutedulas de dinheiro satildeo feitas com papel especial (papel moeda) que eacute resistente mas com o passar de matildeo em matildeo ficam velhas e se rasgam A umidade presente em nossas matildeos eacute que realiza o estrago e as moedas natildeo escapam elas ficam escurecidas devido agrave oxidaccedilatildeo As moedas constituem um dinheiro muito manuseado sendo assim fica inevitaacutevel que entre em contato com a umidade e exposiccedilatildeo ao oxigecircnio fatores necessaacuterios para que ocorra a reaccedilatildeo de oxidaccedilatildeo Mas saiba agora que existe um truque para deixar suas moedinhas novinhas em folha
O que vamos demonstrar a seguir pode ser usado em sala de aula como um experimento de Quiacutemica
Reaccedilotildees de oxidaccedilatildeo em moedas
Vamos usar como exemplo a moeda de 5 centavos pois eacute uma das mais manuseadas Portanto peccedila a seus alunos que tragam moedas envelhecidas neste valor
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Vocecirc sabe de que esta moeda eacute feita Eacute composta de Accedilo e recoberta com Cobre e agrave medida que vai sendo usada vai se formando uma camada de oacutexido de cobre sobre ela Veja a equaccedilatildeo do processo 2 Cu + frac12 O2 rarr Cu2O
O metal Cobre presente na moeda eacute oxidado e forma o monoacutexido de Dicobre (Cu2O) o qual tem coloraccedilatildeo escura daiacute o porquecirc daquela cor horriacutevel O segredo para que as moedas tornem a ficar como eram antes (brilhantes e avermelhadas) eacute deixaacute-las de molho em aacutecido cloriacutedrico Equaccedilatildeo que representa a lavagem Cu2O + 2 HCl rarr Cu2Cl2 + H2O
Como se vecirc na equaccedilatildeo acima o oacutexido reage com aacutecido cloriacutedrico (HCl) e daacute origem a um sal de cobre (Cu2Cl2) esta reaccedilatildeo permite agrave moeda adquirir aparecircncia de nova Por Liacuteria Alves Graduada em Quiacutemica Equipe Brasil Escola
2ordf sugestatildeo de experimento
Pilha de Limatildeo
ou Pilha de Laranja ou ainda Pilha de Batata
Eacute possiacutevel obter eletricidade a partir de um limatildeo Sim natildeo soacute satildeo as pilhas comuns que podem gerar eletricidade E o mais legal eacute que na falta do limatildeo vocecirc pode usar uma laranja ou mesmo uma batata
Na verdade a corrente eleacutetrica surge a partir dos potenciais eleacutetricos de dois metais que satildeo cravados no limatildeo na laranja
e na batata O caraacuteter aacutecido do limatildeolaranja e o caraacuteter baacutesico da batata ajudam na conduccedilatildeo da eletricidade Mas o que eacute que causa esta corrente Pense um pouco antes de prosseguir a leitura
Bom depois de esperar vocecirc pensar um pouquinho vamos prosseguir dois pedaccedilos de metal satildeo usados O melhor resultado surge da combinaccedilatildeo de zinco e cobre mas tambeacutem pode ser usado zinco e alumiacutenio ou ainda latatildeo e alumiacutenio
Alguns tipos de pregos conteacutem zinco e o cobre pode ser encontrado na forma de fios e mesmo na composiccedilatildeo de algumas moedas Pode-se tambeacutem utilizar (na falta destes) uma taxinha destas de latatildeo e um clips
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Apoacutes fincaacute-los no limatildeo (ou laranja ou batata) e uniacute-los por fios pode-se ligaacute-los a um pequeno aparelho eleacutetrico O melhor resultado se daacute usando um destes reloacutegios eletrocircnicos - tira-se a pilha deste e faz-se a ligaccedilatildeo dos fios positivo e negativo nos pequenos terminais do reloacutegio A corrente produzida eacute suficiente para acendecirc-lo ainda que por alguns minutos Natildeo esqueccedila de antes limpar as peccedilas de metal e evitar que elas se toquem no interior do limatildeo (ou da laranja ou ainda da batata)
Cuidados no Experimento
A eletricidade produzida eacute na realidade muito pequena para acender uma lacircmpada comum mesmo as menores Mas eacute possiacutevel acender uma pequena lampadinha se vocecirc quiser substituindo o limatildeo por uma soluccedilatildeo de aacutegua + sal Assim como na soluccedilatildeo salina existem no limatildeo batata e laranja alguns sais que se dissociam em iacuteons positivos e negativos e cada um destes tipos de iacuteons migram para os terminais metaacutelicos O certo eacute dizer que houve uma conduccedilatildeo iocircnica no interior do limatildeo da laranja e da batata Jaacute nos terminais satildeo os eleacutetrons dos metais que migram alcanccedilando o reloacutegio e fazendo-o funcionar com a corrente de eleacutetrons Esta eacute a diferenccedila
Uma lampadinha (ou mesmo um LED - uma lacircmpada especial destas coloridas que existem nos aparelhos de TV e de som esteacutereo geralmente nas cores vermelha e verde) satildeo materiais muito baratos e facilmente encontraacuteveis nas lojas de produtos eleacutetricos Para se acender uma destas lampadinhas eacute necessaacuterio 15 volt e alguns miliamperes o que eacute difiacutecil de se conseguir com apenas 1 limatildeo laranja ou batatinha
A voltagem tambeacutem varia de limatildeo para limatildeo laranja para laranja e batata para batata dependendo de vaacuterios fatores incluindo a acidezbasicidade teor de sais aacutegua Por exemplo um limatildeo pode acender um pequeno circuito eleacutetrico por pouco tempo e soacute Procure testaacute-lo com um voltiacutemetro (um medidor de tensatildeo eleacutetrica) Se for muito difiacutecil mesmo trabalhar com apenas um tente experimentar uma ligaccedilatildeo em seacuterie lacircmpada-cobre-limatildeo-zinco-fio-cobre-limatildeo-zinco-lacircmpada O resultado eacute mais visiacutevel
cienciaemcasacienciavivaptpilha_limaohtml
3ordf sugestatildeo de experimento
Pilha de Batata
Objetivo
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Estudar o funcionamento das ceacutelulas voltaacuteicas e associaccedilotildees em seacuterie Uma batata cortada pela metade duas plaquinhas de cobre e duas plaquinhas de zinco permitem a confecccedilatildeo de uma batateria capaz de acionar um reloacutegio digital por pelo menos dois meses Com certos cuidados os quais comentaremos esse tempo de uso pode ser estendido para cerca de quatro meses
Apresentaccedilatildeo
Os modernos reloacutegios digitais a cristal de quartzo requerem uma baixiacutessima intensidade de corrente eleacutetrica para seu funcionamento Se vocecirc tiver um bom microamperocircmetro poderaacute constatar que ela seraacute algo como 15 x 10-6 A sob tensatildeo eleacutetrica (ddp) de 135 V Eacute devido a isso que tais reloacutegios podem funcionar com as minuacutesculas baterias bototildees que geram uma fem entre 12 a 14 volts notadamente as baterias com ceacutelulas de mercuacuterio Os experimentos a seguir aproveitam-se dessa propriedade inerente aos circuitos eletrocircnicos --- funcionarem com baixiacutessimas intensidades de corrente eleacutetrica
O que faremos essencialmente seraacute construir baterias a partir de duas ceacutelulas voltaacuteicas que produziratildeo cada uma 06 a 07 V Dois eletrodos distintos (plaquinhas de cobre e zinco) seratildeo introduzidos em meias-batata (ou quiabo ou limatildeo ou abacaxi etc) e associados em seacuterie de modo a constituiacuterem uma bateria [associaccedilatildeo de duas pilhas primaacuterias (ceacutelulas voltaicas)]
Fazendo uma pilha primaacuteria
Corte uma batata pela metade Corte duas chapinhas uma de cobre outra de zinco com cerca de (2 x 4) cm Qualquer espessura das chapinhas entre 1 e 2 mm serviraacute essas chapinhas seratildeo os eletrodos da pilha primaacuteria Solde em cada uma dessas plaquinhas um fio de cobre flexiacutevel (cabinho 22) com cerca de 20 cm de comprimento (descasque as extremidades e estanhe-as --- passe solda) Espete as plaquinhas na meia-batata (bem perpendicular agrave superfiacutecie cortada) deixando para fora apenas cerca de 1 cm e separada por cerca de 08 cm Natildeo deixe as plaquinhas se encontrarem dentro da meia-batata Veja a ilustraccedilatildeo
Fazendo a batateria
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Essa pilha de meia-batata apresentaraacute forccedila eletromotriz (fem) de cerca de 07 V o que pode ser constatado mediante um bom voltocircmetro (resistecircncia interna grande) conectado aos dois fios indicados acima Como iremos necessitar de cerca de 14 V para acionar o reloacutegio digital deveremos construir uma bateria a partir de duas dessas pilhas primaacuterias e associando-as em seacuterie como se ilustra
Preparando o reloacutegio
Qualquer reloacutegio digital que utilize uma bateria botatildeo poderaacute ser usado O que utilizei eacute um CITIZEN - CRYSTON LC A primeira coisa a fazer eacute remover a tampinha em forma de disco do alojamento da bateria botatildeo Retire a bateria pifada Olhe bem para essa bateria e repare que o corpo dela corresponde ao poacutelo positivo enquanto que o botatildeo superior corresponde ao poacutelo negativo Veja dentro do local de alojamento dessa bateria as duas lacircminas de contato uma que encosta no poacutelo positivo da bateria e outra que encosta no poacutelo negativo Solde nessa pequenas lacircminas dois pedaccedilos de cabinho 22 um vermelho ligado na lacircmina positiva e um preto ligado na lacircmina negativa
O fio que vem da plaquinha de cobre da batateria deve ser ligado ao fio vermelho do reloacutegio e o fio que vem da plaquinha de zinco da batateria deve ser ligado ao fio preto do reloacutegio
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Pronto O reloacutegio jaacute deve estar funcionando Eis as ilustraccedilotildees de minha montagem
Agrave esquerda a proteccedilatildeo de madeira para a montagem numa divisatildeo foi feito o orifiacutecio para inserir o reloacutegio na outra foi colocado um pires quadrado para conter as meias-batatas Agrave direita um destaque da montagem Abaixo detalhes da parte posterior da montagem
Anaacutelise do circuito
A tensatildeo eleacutetrica uacutetil (U) entre os terminais de cada pilha primaacuteria pode ser expressa em termos de sua fem (E) de sua resistecircncia interna (r) e da corrente de intensidade i que por ela circula assim U = E - ri mostrando claramente que a tensatildeo uacutetil depende da intensidade da corrente eleacutetrica solicitada (i)
Em circuito aberto um bom voltocircmetro (Rvint--gt conectado aos eletrodos fornece Uaberto= E pois iaberto = 0 Um bom amperocircmetro (Raint--gt0) conectado diretamente entre os eletrodos (curto-circuitando a pilha) fornece Icc = Er uma vez que Ucc = 0 Da leitura da fem E (via voltocircmetro) e da corrente de curto circuito icc
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(via amperocircmetro) obtemos r = Eicc Para nossa montagem esse valor resultou ao redor dos 3 000 ohms e E = 07 V
Para as duas pilhas em seacuterie formando nossa batateria teremos Ebat = 14 V
e rbat = 6 000
Sob ddp uacutetil de 12 V teremos i = (Ebat- U)r = (14 - 12)6000 = 3 x 10-5 A que satildeo suficientes para o funcionamento do reloacutegio digital
Como dissemos como eletroacutelito podemos usar limatildeo abacaxi pepino uvas cebolas etc e como eletrodos podemos usar os pares cobrezinco magneacutesioferro alumiacuteniocobre prego zincadocobre etc Para cada par deve-se testar antes de ligar no reloacutegio qual a polaridade obtida (sob risco que queimar o cristal de quartzo) para a bateria Por exemplo se for usado eletrodos de magneacutesio e de ferro o magneacutesio seraacute o terminal negativo e o ferro o terminal positivo Calculadoras e jogos eletrocircnicos tambeacutem funcionam com tais baterias culinaacuterias Eis abaixo uma tomateria uma bateria de tomates
Mais teoria As reaccedilotildees nas ceacutelulas voltaacuteicas satildeo
catodo Zn lt==gt Zn2 + 2e anodo 2H+ + 2e lt==gt H2
A FEM da reaccedilatildeo vem expressa por E(ZnZn22H+H2) = Eo +
(RTnF)ln([Zn2+][H+]2) O eletrodo de cobre opera apenas como coletor de eleacutetrons podendo ser substituiacutedo por platina ou outro metal inerte
httpwwwfeiradecienciascombrsala1212_21asp
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Aulas 2 e 3 Reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo e o uso da tabela de potenciais de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo
Com a utilizaccedilatildeo dos dados recolhidos pelos alunos sobre o experimento anterior pode-se introduzir o conteuacutedo sobre reaccedilotildees de oxirreduccedilatildeo e o uso da tabela de potenciais de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo
Para facilitar a inicializaccedilatildeo do conteuacutedo pode-se retomar algumas questotildees dos experimentos anteriores
1 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 2 Como a energia eleacutetrica foi obtida 3 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 4 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 5 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 6 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 7 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 8 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha Conteuacutedo sugerido para trabalhar o conceito de reaccedilatildeo de oxidorreduccedilatildeo
A eletroquiacutemica eacute o estudo sobre a transferecircncia de eleacutetrons entre diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-versa Pilhas e baterias satildeo reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo capazes de gerar corrente eleacutetrica Eletroacutelise satildeo reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo produzidas pela passagem da corrente eleacutetrica Numa eletrolise existe os seguintes termos CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e mergulhados num eletroacutelito ELETRODOS Satildeo as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica ELETROacuteLITOS Satildeo as soluccedilotildees que conduzem a corrente eleacutetrica AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula entra na soluccedilatildeo CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula deixa a soluccedilatildeo IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na soluccedilatildeo Resumo
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons aumenta o numero de oxidaccedilatildeo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons diminui o numero de oxidaccedilatildeo
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Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz o numero de oxidaccedilatildeo diminui
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida o numero de oxidaccedilatildeo aumenta
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em energia eleacutetrica
BIBLIOGRAFIA sobre o conceito de oxidorreduccedilatildeo Programa de ensino para jovens e adultosescola da juventude Ciecircncias da NaturezaMatemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemicaeditora iacutecone ltdaSatildeo Paulo
Figura retirada WWWgooglecombr
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
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A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu
++ Isso provocaraacute
diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo
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que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
AULA 4 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o experimento da pilha de Daniel
Confecccedilatildeo de relatoacuterio pode-se trabalhar produccedilatildeo de textos do gecircnero artigo de opiniatildeo (conclusatildeo) e resumos ( introduccedilatildeo) Com o relatoacuterio em matildeos o
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professor poderaacute avaliar se houve aprendizagem real ou natildeo Espera-se que os alunos possam descrever em seu relatoacuterio os seguintes toacutepicos
Na pilha de Daniel o eletrodo de cobre metaacutelico que recebe eleacutetrons eacute chamado de caacutetodo ou terminal positivo e a lacircmina de zinco que cede eleacutetrons eacute o acircnodo ou terminal negativo O conjunto montado no experimento eacute uma pilha de Daniell com ponte salina A placa de zinco fornece eleacutetrons oxidando-se atraveacutes do fio para a placa de cobre que reduziraacute iacuteons de cobre na soluccedilatildeo Os eleacutetrons passando atraveacutes do fio iratildeo alimentar o cartatildeo musical Invertendo-se os fios de ligaccedilatildeo da pilha o terminal negativo do cartatildeo musical estaraacute ligado ao caacutetodo da pilha e o terminal positivo ao acircnodo Esta inversatildeo do sentido da corrente natildeo permite que o cartatildeo musical funcione
Sugestatildeo de modelo de relatoacuterio
RELATOacuteRIO
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em sete itens principais
Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram utilizados no experimento
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32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o experimento
5 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2 ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
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baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Conteuacutedo e temas impactos ambientais relacionado ao uso de pilhas e baterias
Competecircncias e habilidades identificar os impactos ambientais causados pelo descarte inadequado de pilhas e baterias avaliar como a composiccedilatildeo das pilhas pode causar possiacuteveis impactos relacionar os impactos causados pelas induacutestrias nos processos de eletroacutelise refletir sobre a importacircncia da adoccedilatildeo de posturas conscientes com relaccedilatildeo ao consumo e descarte de pilhas e baterias
Estrateacutegias elaboraccedilatildeo de mural produccedilatildeo de folder
Recursos biombos para anexar material produzido cartolinas fitas adesivas
Avaliaccedilatildeo participaccedilatildeo e envolvimento
Nuacutemero de aulas 3
AULA 1 Elaboraccedilatildeo de mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias os alunos finalizaratildeo a segunda etapa desta unidade didaacutetica construindo seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo Nesse momento comeccedila-se a desenvolver a terceira etapa dessa unidade ( que eacute uma das mais importantes)pois os alunos iratildeo aplicar o que aprenderam preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo em um local estrateacutegico da escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas sobre o assunto estudado O nosso estudante nesta etapa final da unidade temaacutetica poderaacute desenvolver accedilotildees sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente e tambeacutem composiccedilatildeo de muacutesicas sobre os assuntos abordados
AULA 2 A escola como ponto de coleta de pilhas e baterias
Os alunos apoacutes terem finalizado o trabalho da aula anterior poderatildeo distribuir agrave comunidade o material confeccionado sensibilizando-a buscando parcerias para que a escola seja um ponto de coleta desses materiais pois somente com accedilotildees dessa natureza podemos acreditar que possam desenvolver a accedilatildeo social e ambiental desejada
AULA 3 Retomada das questotildees diagnoacutesticas poacutes desenvolvimento da unidade didaacutetica
Eacute importante retomar as questotildees aplicadas no iniacutecio dessa unidade pois somente assim teremos a certeza do quanto os alunos assimilaram de conhecimento cientiacutefico Muito importante nesse momento tambeacutem eacute poder avaliaacute-los como indiviacuteduos atuantes na sociedade
AULA 4 Avaliaccedilatildeo final
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Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos (sugere-se que contenha mapa conceitual dos conteuacutedos apreendidos) e devolutiva das questotildees comentadas
Consideraccedilotildees finais
A eletroquiacutemica trabalhada da forma que estaacute sendo apresentada nessa unidade didaacutetica leva o aluno a adquirir conhecimentos de maneira significativa O ensino atraveacutes da experimentaccedilatildeo o faraacute tirar suas proacuteprias conclusotildees e ter um aprendizado real produzindo nele mudanccedila de postura diante dos fatos observados refletindo e opinando criticamente frente a informaccedilotildees que poderaacute encontrar doravante sobre o assunto
A participaccedilatildeo e a integraccedilatildeo do aluno nas aulas tecircm que ser consideradas ponto de partida para que o mesmo possa compreender que as transformaccedilotildees quiacutemicas fazem parte do seu cotidiano Toda tecnologia existente eacute produto dessas transformaccedilotildees
Finalizando o estudo dessa unidade espera-se que o aluno natildeo soacute compreenda a importacircncia das transformaccedilotildees quiacutemicas mas que esteja envolvido a ponto de adotar uma postura responsaacutevel em relaccedilatildeo aos impactos ambientais causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e baterias e dentro dessa nova postura possa tomar decisotildees e atuar de forma eacutetica no meio em que vive
REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
41
9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
14- Programa de ensino para jovens e adultos escola da juventude Ciecircncias da Natureza Matemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemica Editora Iacutecone Ltda Satildeo Paulo
42
Imagem maisumtekofileswordpresscom
2009
Katia Regina Varela Roa-DE SUZANO
Gilson Silva ndashDE CAEIRAS
Leonardo Bassi Ubeda das Neves-DE SUZANO
Massuko Sawayama Warigoda-DE MOGI DAS
CRUZES
GEPEQ- USP CURSO DE FORMACcedilAtildeO
CONTINUADA DE PROFESSORES 2008 2009
28082009
PILHAS E BATERIAS USOS E DESCARTES X IMPACTOS AMBIENTAIS Caderno do aluno
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Situaccedilatildeo de aprendizagem 1- As pilhas e baterias que fazem parte do nosso lixo eletrocircnico podem ser prejudiciais ao ser humano
Por meio desta primeira situaccedilatildeo de aprendizagem vocecirc poderaacute reconhecer
que quando descartadas incorretamente pilhas e baterias podem prejudicar o meio
ambiente apesar de indispensaacutevel para o homem E tambeacutem pode comeccedilar a
refletir o porquecirc dessa questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil toneladas de lixo eletrocircnico
por hora dentro deste destacam-se pilhas e baterias Este lixo eacute jogado na
natureza provocando vaacuterios problemas ambientais Quais os problemas
ambientais que as pilhas e baterias provocam na natureza e como podemos
evitaacute-losrdquo
Atividade 1Refletindo sobre pilhas e baterias x impactos ambientais
1 O que vocecirc entende por pilhas E baterias
2 Elas satildeo imprescindiacuteveis na atualidade Onde
3 Existe alguma relaccedilatildeo entre pilha eletricidade e transformaccedilotildees quiacutemicas
4 Que tipo de material(is) vocecirc acha que eacute(satildeo) necessaacuterio(os) para se construir
uma pilha
5 Cite alguns problemas ambientais relacionados ao uso e descarte de pilhas e
baterias Qual deve ser sua postura em relaccedilatildeo a esses problemas
Atividade 2 Pilhas e Baterias x impactos ambientais
Leitura e Anaacutelise de textos
TEXTO 1 Descarte de pilhas e baterias eacute problema seacuterio para meio ambiente
O Brasil eacute o uacutenico paiacutes da Ameacuterica do Sul que regulamenta a fabricaccedilatildeo venda e destinaccedilatildeo final de pilhas e baterias Com a entrada da Resoluccedilatildeo 257 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama) que dispotildee sobre estes resiacuteduos em vigor desde junho de 2001 o Ibama passou a fiscalizar esses limites Ou pelo menos era o que deveria acontecer Em Cuiabaacute por exemplo o gerente do oacutergatildeo Hugo Scheuer declarou natildeo estar a par do assunto mas garantiu ser este seu proacuteximo objetivo por considerar o descarte destes resiacuteduos um problema de grande amplitude Mas enquanto isso o que fazer com pilhas e baterias principalmente as de celulares quando acabam Esta duacutevida eacute frequumlente em toda a populaccedilatildeo
Considerados toacutexicos o lanccedilamento desses resiacuteduos em lixotildees nas margens das estradas ou em terrenos baldios compromete a qualidade ambiental e de vida da populaccedilatildeo Os resiacuteduos pesados quando aterrados migram para partes mais profundas do solo Com isso podem atingir o lenccedilol freaacutetico contaminando a flora e a fauna das regiotildees proacuteximas e ainda causar doenccedilas que variam de lesotildees cerebrais a disfunccedilotildees renais e pulmonares passando por distuacuterbios visuais e
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anemia Segundo a Resoluccedilatildeo 257 os fabricantes e importadores satildeo os responsaacuteveis pelo recolhimento do material e sua destinaccedilatildeo final o que deve ser fiscalizado pelos oacutergatildeos puacuteblicos ambientais Mas em Cuiabaacute apesar do site do Ministeacuterio do Meio Ambiente indicar o endereccedilo de 28 postos nenhum deles efetua o recolhimento apenas duas empresas de celulares recolhem as baterias em seus postos de venda (Vivo e Americel) e a fiscalizaccedilatildeo do Ibama eacute inexistente A Resoluccedilatildeo estabelece que as pilhas e baterias apoacutes o seu esgotamento energeacutetico devem ser entregues pelos usuaacuterios aos estabelecimentos que as comercializam ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelas respectivas induacutestrias Estas por sua vez devem repassaacute-las aos fabricantes e importadores para que passem por procedimentos de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final ambientalmente adequada No artigo 13deg estaacute previsto que as pilhas e baterias que atenderem aos limites previstos no artigo 6deg podem ser dispostas juntamente com os resiacuteduos domiciliares em aterros sanitaacuterios licenciados Mas por falta de aterros licenciados a maior parte das baterias e pilhas usadas continuam tendo os lixotildees irregulares como destino significando um risco para o meio ambiente e para as pessoas Apenas 30 destes resiacuteduos satildeo reciclados No Brasil uma empresa chamada Suzaquim anuncia que deteacutem um processo de reciclagem de baterias
Dependendo do material de que satildeo constituiacutedas pilhas e baterias podem ser jogadas em lixo domeacutestico As pilhas secas composta por zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs as mais consumidas para uso domeacutestico tecircm em sua maioria operado nos limites estabelecidos pelo artigo 6deg da Resoluccedilatildeo 257 As baterias de telefone sem fio de filmadoras de celular ou outros tipos normalmente recarregaacuteveis devem ser devolvidas agraves lojas Os fabricantes estatildeo obrigados a informar nas embalagens a necessidade ou natildeo de devoluccedilatildeo
O Brasil produz cerca de 800 milhotildees de pilhas comuns por ano o que representa seis unidades por habitante Deve-se lembrar que uma uacutenica pilha contamina o solo durante 50 anos Circulam anualmente 10 milhotildees de baterias de celular 12 milhotildees de baterias automotivas e 200 mil baterias industriais Do total de pilhas e baterias consumidas no paiacutes quase 70 satildeo constituiacutedas principalmente por zinco e caacutedmio aproximadamente 30 por amocircnia e manganecircs Ao se desfazer de pilhas e baterias usadas em local inadequado pode-se contaminar o solo a aacutegua e o ar Atraveacutes da cadeia alimentar esse produto chega aos seres humanos causando doenccedilas que afetam o sistema nervoso central Todos satildeo considerados bioacumulativos - acumula-se no organismo ao longo do tempo
RECICLAVEISCOMBR
Texto 2 Metais pesados contaminam meio ambiente e oferecem riscos agrave
sauacutede puacuteblica
Estima-se que cada bateria ou pilha depositada de forma inadequada no meio
ambiente contamine uma aacuterea de um metro quadrado Entretanto o dano ambiental
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pode ser maior se a quantidade desses equipamentos jogados em lixotildees for muito
alta
A dissoluccedilatildeo de metais pesados depositados em aterros
sanitaacuterios improacuteprios pode contaminar lenccediloacuteis freaacuteticos e o
ambiente local Em aterros a dissoluccedilatildeo dos metais eacute mais faacutecil
devido agrave acidez da aacuterea Isso facilita a acumulaccedilatildeo de metais
pesados na cadeia alimentar atraveacutes da contaminaccedilatildeo de
animais e vegetais que podem causar a intoxicaccedilatildeo de seres humanos que venham
a consumir esses alimentos afetados Metais pesados como chumbo caacutedmio
mercuacuterio e seus compostos podem provocar graves doenccedilas neuroloacutegicas aleacutem de
afetar a condiccedilatildeo motora
Pilhas e baterias comuns (pequenas usadas em raacutedios por exemplo) podem
ser descartadas no lixo domeacutestico de acordo com a determinaccedilatildeo do Conama No
entanto a professora Andreacutea Bernardes do Departamento de Engenharia de
Materiais da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) avalia que esses
produtos que acabam sendo depositados em aterros sanitaacuterios soacute poderiam ser
descartados nestes locais se houvesse o tratamento adequado do chorume
(substacircncia liacutequida encontrada em lixotildees) O chorume contaminado com metais
pesados contaminaraacute tambeacutem a terra e os lenccediloacuteis freaacuteticos
Marcelo Furtado coordenador da aacuterea de substacircncias toacutexicas do
Greenpeace vecirc com bons olhos a determinaccedilatildeo do Conama A iniciativa serve
como incentivo para que as empresas passem a reduzir o uso de substacircncias
toacutexicas para evitar todo o processo de recolhimento de baterias e pilhas usadas
diz Ele lembra que a tendecircncia eacute que substacircncias reciclaacuteveis sejam usadas cada
vez mais para que a reutilizaccedilatildeo dos produtos seja constante
Danilo FantinelRedaccedilatildeo Terra
Questotildees para anaacutelise do texto
6 Cite algumas das questotildees ambientais relacionadas ao uso de pilhas e baterias Qual deve ser a postura da populaccedilatildeo em relaccedilatildeo a essas questotildees 7 Com base na legislaccedilatildeo apresentada explique como deve ser feito o descarte de pilhas e baterias Quais impecilhos poderatildeo dificultar o cumprimento da lei 8 Qual o destino que deve ser dado agraves pilhas que seratildeo descartadas Existem formas de reciclagem Quais 9 Considerando os impactos ambientais que podem ocorrer do descarte inadequado das pilhas e baterias qual a sua opiniatildeo sobre o uso delas Existe uma ideal Explique 10 Vocecirc acha que hoje eacute possiacutevel sobrevivermos sem o uso de pilhas e baterias
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Atividade 3 Trechos do filme WALL-E
Converse com o seu professor sobre o filme a ser assistido na escola caso natildeo seja possiacutevel assista o filme em casa para auxiliaacute-lo nessa atividade
Questotildees para sala de aula reflexatildeo dos assuntos abordados no filme
5 Sente-se um escravo da tecnologia atual ( especificamente aqueles que em curto espaccedilo de tempo geram lixo eletrocircnico tais como celular Ipod Iphone etc) 6 Ficou sensibilizado sobre a quantidade de lixo eletrocircnico que o homem produz 7 Haacute uma remota possibilidade de o Planeta ser recuperado 8 Qual a sua opiniatildeo sobre a mensagem que o filme Wall-E passa 9 Viacutedeo WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97
minutos) som e cor
Situaccedilatildeo de aprendizagem 2 - Que tipos de materiais existem em uma pilha que
a classifique como poluidora do meio ambiente
Apoacutes a visatildeo do que vocecirc teve do filme e discussatildeo de trechos que falam sobre
impactos ambientais provocados pelo mau descarte de pilhas e baterias vocecirc
imagina quais seriam os agentes contaminantes
Atividade 1 Experimento demonstrativo ndash Desmontagem de uma pilha
No inicio da aula entregue para o seu professor um desenho que demonstre os
componentes que estruturam uma pilha
Apoacutes o teacutermino da desmontagem faccedila um novo desenho colocando aquilo que vocecirc
observou Compare o primeiro com o segundo desenho e em poucas linhas
descreva o que mais lhe chamou a atenccedilatildeo
Atividade 2 Buscando orientaccedilotildees com o professor para trabalho de
pesquisa
Leve para sala de aula revistas jornaislivros e mateacuterias de internet trazendo
informaccedilotildees sobre pilha ecologicamente correta
Atividade 3 Reciclagem de pilhas
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Apoacutes a viacutedeoaula sobre a reciclagem de pilhas elabore um artigo de opiniatildeo sobre
a importacircncia da reciclagem de pilhas em favor do meio ambiente e a necessidade
de maiores investimentos nessa aacuterea Ao final entregue a seu professor
Atividade 4 Pesquisa em grupo Pilha ideal
A partir de uma preacutevia busca em revistas jornais livros e internet procure obter
informaccedilotildees sobre uma pilha ideal
Atividade 5 Escolha da Pilha ideal
Apresente o material para o professor e os seus colegas para que seja feita a
escolha da melhor ideia
Questotildees para anaacutelise das ideacuteias sobre pilha ideal
5 Eacute possiacutevel produzir energia eleacutetrica atraveacutes de uma transformaccedilatildeo quiacutemica
6 Explique o surgimento da energia eleacutetrica nas transformaccedilotildees quiacutemicas
7 Podemos montar uma pilha ecologicamente correta
8 O funcionamento de uma pilha soacute acontece atraveacutes de transformaccedilatildeo quiacutemica Explique
Situaccedilatildeo de aprendizagem 3- O lado cientiacutefico da Pilha
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem permitiraacute a vocecirc compreender melhor o
funcionamento de uma pilha( conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
) e a produccedilatildeo de novos materiais atraveacutes da eletrolise (conversatildeo natildeo espontacircnea
energia eleacutetrica em quiacutemica) com experimentos Para essa situaccedilatildeo eacute importante
que vocecirc observe e anote em seu caderno tudo que se alterou
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Atividade 1 O experimento da pilha do Daniel
Questotildees que podem auxiliaacute-lo durante a execuccedilatildeo do experimento
6 As placas mudaram de cor apoacutes serem mergulhadas na soluccedilatildeo Explique
7 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
8 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
9 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
7 Limpar as placas com palha de accedilo
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8 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 9 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 10 Interligar os dois potes com a ponte salina 11 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 12 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e
transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo
PauloEdusp 1998
Atividade 2 Anaacutelise sobre experimento
Questotildees sobre o experimento
9 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 10 Como a energia eleacutetrica foi obtida 11 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 12 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 13 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 14 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 15 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 16 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha
UM POUCO DE ELETROQUIMICA
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A eletroquiacutemica estuda o aproveitamento da transferecircncia de eleacutetrons entre
diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-
versa
Pilhas conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
Eletroacutelise conversatildeo natildeo espontacircnea de energia eleacutetrica em quiacutemica
A seguir estatildeo descritos alguns termos que apareceratildeo no estudo da eletroquiacutemica
ELETRODOS Satildeo assim chamadas as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com
a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica
AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
ENTRA na soluccedilatildeo
CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
DEIXA a soluccedilatildeo
d) ELETROacuteLITOS Satildeo assim chamadas todas as soluccedilotildees que CONDUZEM a
corrente eleacutetrica
e) IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na
soluccedilatildeo
AcircNODO Eletrodo do qual saem os eleacutetrons para o circuito externo da ceacutelula
CAacuteTODO Eletrodo no qual entram os eleacutetrons atraveacutes do circuito externo da ceacutelula
f) CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que
conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e
mergulhados num eletroacutelito
Resumindo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons ( diminuiccedilatildeo de Nox)
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons ( aumento de Nox)
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida (Nox aumenta)
Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz (Nox diminui)
O redutor reduz o oxidante
O oxidante oxida o redutor
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em
energia eleacutetrica
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Cada substacircncia possui uma maior ou menor tendecircncia de perder eleacutetrons
tendecircncia esta chamada de Potencial de Oxidaccedilatildeo Deste modo uma substacircncia X
que tenha um potencial de oxidaccedilatildeo maior que uma substacircncia Y iraacute perder seus
eleacutetrons gradativamente para esta substacircncia se as duas estiverem juntas
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do
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eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu++ Isso provocaraacute diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
53
Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
Atividade 3 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o
experimento da pilha de Daniel
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas
dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os
relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em
eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e
conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em
sete itens principais
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Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve
comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos
resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo
do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos
objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser
esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram
utilizados no experimento
32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute
apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela
caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o
experimento
10 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a
profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno
Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos
pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
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Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento
e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na
redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os
objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem
de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed
Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo
de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO
BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro
ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2
ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte
das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos
ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos
Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o
aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Atividade 1 Montagem de um Mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias vocecirc poderaacute construir
o seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo em que vocecirc iraacute aplicar o que
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aprendeu preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo na entrada da
escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas
sobre o assunto estudado Orientado pelo seu professor vocecirc desenvolveraacute accedilotildees
sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre
o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente Poderaacute tambeacutem
compor muacutesicas sobre os assuntos abordados
Atividade 2 Montagem de um Portifolio
Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-
avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos
ao longo do bimestre de modo que venha justificar a questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil
toneladas de lixo eletrocircnico por hora dentro deste destacam-se pilhas e
baterias Este lixo eacute jogado na natureza provocando vaacuterios problemas
ambientais Quais os problemas ambientais que as pilhas e baterias provocam
na natureza e como podemos evitaacute-losrdquo citada no inicio do bimestre
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REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
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repasse aos fabricantes ou importadores Art 10 Os fabricantes devem proceder gestotildees no sentido de que a incorporaccedilatildeo de pilhas e baterias em determinados aparelhos somente seja efetivada na condiccedilatildeo de poderem ser facilmente substituiacutedas pelos consumidores apoacutes sua utilizaccedilatildeo possibilitando o seu descarte independentemente dos aparelhos Art 11 Os fabricantes os importadores a rede autorizada de assistecircncia teacutecnica e os comerciantes de pilhas e baterias descritas no art 1o ficam obrigados a no prazo de doze meses contados a partir da vigecircncia desta resoluccedilatildeo implantar os mecanismos operacionais para a coleta transporte e armazenamento Art 12 Os fabricantes e os importadores de pilhas e baterias descritas no art 1o ficam obrigados a no prazo de vinte e quatro meses contados a partir da vigecircncia desta Resoluccedilatildeo implantar os sistemas de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final obedecida a legislaccedilatildeo em vigor Art 13 As pilhas e baterias que atenderem aos limites previstos no artigo 6o poderatildeo ser dispostas juntamente com os resiacuteduos domiciliares em aterros sanitaacuterios licenciados Paraacutegrafo Uacutenico Os fabricantes e importadores deveratildeo identificar os produtos descritos no caput deste artigo mediante a aposiccedilatildeo nas embalagens e quando couber nos produtos de siacutembolo que permita ao usuaacuterio distinguiacute-los dos demais tipos de pilhas e baterias comercializados Art 14 A reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou a disposiccedilatildeo final das pilhas e baterias abrangidas por esta resoluccedilatildeo realizadas diretamente pelo fabricante ou por terceiros deveratildeo ser processadas de forma tecnicamente segura e adequada com vistas a evitar riscos agrave sauacutede humana e ao meio ambiente principalmente no que tange ao manuseio dos resiacuteduos pelos seres humanos filtragem do ar tratamento de efluentes e cuidados com o solo observadas as normas ambientais especialmente no que se refere ao licenciamento da atividade Paraacutegrafo Uacutenico Na impossibilidade de reutilizaccedilatildeo ou reciclagem das pilhas e baterias descritas no art 1o a destinaccedilatildeo final por destruiccedilatildeo teacutermica deveraacute obedecer as condiccedilotildees teacutecnicas previstas na NBR - 11175 - Incineraccedilatildeo de Resiacuteduos Soacutelidos Perigosos - e os padrotildees de qualidade do ar estabelecidos pela Resoluccedilatildeo Conama no 03 de 28 de junho de l990 Art 15 Compete aos oacutergatildeos integrantes do SISNAMA dentro do limite de suas competecircncias a fiscalizaccedilatildeo relativa ao cumprimento das disposiccedilotildees desta resoluccedilatildeo Art 16 O natildeo cumprimento das obrigaccedilotildees previstas nesta Resoluccedilatildeo sujeitaraacute os infratores agraves penalidades previstas nas Leis no 6938 de 31 de agosto de 1981 e no 9605 de 12 de fevereiro de 1998 Art 17 Esta Resoluccedilatildeo entra em vigor na data de sua publicaccedilatildeo
Publicado em 18-09-2008
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TEXTO 4 Pilhas e baterias podem ter primeiro avanccedilo significativo em 200 anos Redaccedilatildeo do Site Inovaccedilatildeo Tecnoloacutegica 15022006
Dois grupos de pesquisadores trabalhando isoladamente anunciaram quase ao mesmo tempo a descoberta do que poderaacute se tornar o mais importante avanccedilo nas baterias desde a sua invenccedilatildeo haacute mais de 200 anos Aleacutem dos aparelhos portaacuteteis uma infinidade de aplicaccedilotildees utiliza as baterias como fonte de energia de sistemas de no-breaks ateacute veiacuteculos hiacutebridos Mas sua tecnologia natildeo sofreu nenhum avanccedilo radical nos uacuteltimos anos
Cientistas dos Laboratoacuterios Bell e da empresa mPhase relataram a construccedilatildeo de um protoacutetipo de bateria inteligente a partir de materiais nanoscoacutepicos capaz de fornecer energia natildeo de forma contiacutenua como as pilhas e baterias tradicionais mas apenas quando essa energia for necessaacuteria
O protoacutetipo ainda eacute pequeno produzindo energia suficiente para alimentar um LED Mas os cientistas estatildeo entusiasmados com seu potencial
A nova bateria eacute a demonstraccedilatildeo praacutetica de uma descoberta feita pelos mesmos pesquisadores de que um eletroacutelito permanece sobre superfiacutecies nanoestruturadas ateacute ser estimulado a fluir Esse estiacutemulo eacute o gatilho para que a nova bateria comece a produzir eletricidade
Esse comportamento inteligente poderaacute permitir a ativaccedilatildeo das baterias quando necessaacuterio aumentando enormemente sua vida uacutetil
Ultracapacitores
Jaacute os pesquisadores Joel E Schindall John G Kassakian e Riccardo Signorelli do MIT Estados Unidos utilizaram membranas criadas com nanotubos de carbono para aprimorar um outro tipo de dispositivo de armazenagem de energia chamado ultracapacitor Com a melhoria o novo componente poderaacute vir a substituir as atuais pilhas e baterias
Os capacitores armazenam energia como um campo eleacutetrico o que os torna mais eficientes do que as baterias tradicionais que retiram sua energia de reaccedilotildees quiacutemicas Jaacute os ultracapacitores satildeo ceacutelulas de armazenamento funcionando no mesmo princiacutepio dos capacitores mas capazes de fornecer quantidades enormes de energia instantaneamente Eles jaacute satildeo utilizados em veiacuteculos experimentais principalmente aqueles movidos por ceacutelulas a combustiacutevel
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Ateacute agora poreacutem os ultracapacitores necessitavam ser muito maiores do que as baterias para fornecer a mesma quantidade de energia Os cientistas resolveram o problema lidando com os campos eleacutetricos em niacutevel atocircmico Eles utilizaram uma membrana construiacuteda com nanotubos de carbono alinhados verticalmente
A capacidade de armazenamento de um ultracapacitor depende da aacuterea superficial de seus eletrodos Atualmente esses eletrodos satildeo feitos de carbono ativado um material extremamente poroso o que se traduz em uma enorme aacuterea superficial Mas seus poros satildeo irregulares o que significa que essa aacuterea natildeo eacute tatildeo grande quanto poderia ser reduzindo a eficiecircncia do ultracapacitor
Jaacute os nanotubos de carbono tecircm um desenho perfeitamente regular aleacutem de possuir diacircmetros de apenas alguns poucos aacutetomos A membrana construiacuteda com eles apresenta uma aacuterea superficial muito maior o que se traduz em uma eficiecircncia incomparaacutevel no armazenamento de energia
Os cientistas afirmam jaacute deter a tecnologia para a fabricaccedilatildeo das membranas de nanotubos de carbono em qualquer formato o que poderaacute facilitar a fabricaccedilatildeo de ultracapacitores nos formatos das pilhas e baterias tradicionalmente utilizados em aparelhos eletrocircnicos
Questotildees desencadeadoras para discussatildeo dos textos
1 Cite algumas das questotildees ambientais relacionadas ao uso de pilhas e baterias Qual deve ser a postura da populaccedilatildeo em relaccedilatildeo a essas questotildees 2 Com base na legislaccedilatildeo apresentada explique como deve ser feito o descarte de pilhas e baterias Quais impecilhos poderatildeo dificultar o cumprimento da lei 3 Qual o destino que deve ser dado agraves pilhas que seratildeo descartadas Existem formas de reciclagem Quais 4 Considerando os impactos ambientais que podem ocorrer do descarte inadequado das pilhas e baterias qual a sua opiniatildeo sobre o uso delas Existe uma ideal Explique 5 Vocecirc acha que hoje eacute possiacutevel sobrevivermos sem o uso de pilhas e baterias
Aula 3 viacutedeo aulas de conscientizaccedilatildeo sobre descarte de pilhas
Nessa aula pode-se discutir com os alunos os problemas ambientais causados pelo descarte inadequado de pilhas e com isso incentivar o nosso aluno a uma nova mudanccedila de atitude em relaccedilatildeo ao meio ambiente e tomada de posiccedilatildeo ecologicamente correta Como sugestatildeo estatildeo um desenho animado e uma reportagem que podem ser abordadas com questotildees orais e escrita sobre a preocupaccedilatildeo com o descarte das pilhas e seus efeitos Pode-se pedir tambeacutem que elaborem textos do gecircnero artigo de opiniatildeo sobre o assunto em questatildeo (Sugere-se que os alunos assistam o filme WALL-E em casa e tragam seus pontos de vista para debate posterior em salaOutra maneira de trabalhar com esse tipo de recurso visual seria uma preacutevia ediccedilatildeo dos filmes indicados onde o professor selecionaria as cenas com a intenccedilatildeo de promover debates em sala )
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Questotildees para discussatildeo das miacutedias apresentadasque tambeacutem podem ser ferramentas para um debate
1 Sente-se um escravo da tecnologia atual ( especificamente aqueles que em curto espaccedilo de tempo geram lixo eletrocircnico tais como celular Ipod Iphone etc) 2 Ficou sensibilizado sobre a quantidade de lixo eletrocircnico que o homem produz 3 Haacute uma remota possibilidade de o Planeta ser recuperado 4 Qual a sua opiniatildeo sobre a mensagem que o filme Wall-E passa
Viacutedeo 1 IMPACTOS AMBIENTAIS Desenho animado sobre educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambiental retirado do site WWWyoutubecombr (1min e 45 segundos)
Viacutedeo 2 RECICLAGEM DE PILHAS Cidades e soluccedilotildees Globo News retirado do site WWWyoutubecombr (22 min e 35 segundos)
Viacutedeo 3WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
AVALIACcedilAtildeO DA UNIDADE
Ao final do estudo desta situaccedilatildeo de aprendizagem espera-se que o nosso educando tome uma posiccedilatildeo ecologicamente correta sabendo dos males que um descarte inadequado de pilhas e baterias possa causar ao meio ambiente
Situaccedilatildeo de aprendizagem 2 - Que tipos de materiais existem em uma pilha que a classifique como poluidora do meio ambiente
A partir de um experimento investigativo o nosso educando eacute instigado a pensar refletir sobre os componentes presentes em uma pilha e o principio de funcionamento desta Nesta situaccedilatildeo de aprendizagem os alunos seratildeo estimulados a dar explicaccedilotildees para as observaccedilotildees feitas e aplicaratildeo os conhecimentos que jaacute possuem sobre pilhas e baterias adquiridos na situaccedilatildeo anterior e atraveacutes de pesquisas posteriores ao experimento investigativo os alunos teratildeo contato com diversas fontes de pesquisa faratildeo anaacutelise das informaccedilotildees nelas contidas com o estabelecimento de relaccedilotildees entre elas para a elaboraccedilatildeo de conclusotildees Este processo estimula uma reflexatildeo efetiva dos alunos favorecendo uma aprendizagem mais significativa
Conteuacutedos e temas pilhas e aplicaccedilotildees das transformaccedilotildees que ocorrem com o envolvimento de eletricidade
Competecircncias e a habilidades avaliar a composiccedilatildeo das pilhas e o impacto que poderatildeo causar quando descartadas inadequadamente elencar impactos causados pelo uso industrial dos processos de eletroacutelise e discussotildees sobre a viabilidade do uso de diferentes fontes de energia
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Estrateacutegias leitura e discussotildees de textos debates realizaccedilatildeo de pesquisas e anaacutelise de resultados experimentais
Recursos livros didaacuteticos paradidaacuteticos perioacutedicos pesquisa na internet materiais para experimento
Nuacutemero de aulas 5
AULA 1 EXPERIMENTO INVESTIGATIVO Quais componentes estatildeo presentes em uma Pilha
Devido a toxidade presente nos componentes da pilha (chapa de accedilozincobastatildeo de carbonodioacutexido de manganecircs e cloretos de zinco e amocircnio) sugere-se um experimento de natureza demonstrativa tais como desmontar uma pilha passo a passo conforme figuras abaixo e tambeacutem pesquisar viacutedeos no youtube sobre desmontagem de pilhas ou pode produzir uma filmagem da desmontagem da pilha uma vez que a ideia eacute preservar o meio ambiente Entatildeo os viacutedeos satildeo uma ideia aceitaacutevel
A ideacuteia de trabalhar esse experimento eacute demonstrar para o aluno os componentes de uma pilha o aluno durante o experimento deve ser questionado a todo tempo sobre os materiais existentes em uma pilha e o que pode prejudicar o meio ambiente apoacutes o descarte
Sugestotildees de questotildees para os alunos
1 Quais os componentes presentes em uma pilha
2 Quantos materiais perigosos podem conter uma pilhaExplique por que esses materiais satildeo perigosos
3 Seraacute que os materiais de uma pilha podem ter alguma utilidade ao ser humano
Outra sugestatildeo eacute pedir para o aluno fazer um desenho da pilhas antes e depois do experimento
ROTEIRO EXPERIMENTAL DESMONTAGEM DE PILHA
OBJETIVO Mostrar a constituiccedilatildeo quiacutemica de uma pilha e obter a partir dela alguns reagentes aproveitaacuteveis em aulas praacuteticas de laboratoacuterio
MATERIAL
1 pilha comum
Canivete
Chave de fenda
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Alicate
Funil plaacutestico
Filtro de papel
Bico de bunsen ou lamparina com aacutelcool
Beacutequer (pyrex)
Tripeacute
Tela de amianto
Espaacutetula (ou palito de sorvete)
Baqueta de vidro
Erlenmeyer
REAGENTES
Aacutegua destilada
PROCEDIMENTO
1 Com auxilio de um canivete abrir a pilha ao longo da emendaretirando a proteccedilatildeo de accedilo
2 Desenrolar bem a chapa obtida
3 Retirar o papelatildeo ou plaacutestico que se encontra abaixo da chapa de accedilo
4 O zinco eacute a camada que vem logo a seguir devendo ser retirado lavado com aacutegua e detergente colocando-o para secar
5 Finalmente retirar o bastatildeo preto e central da pilha (bastatildeo de carbono)lavando-o igualmente com aacutegua e detergente e transferir o resto do conteuacutedo da pilha para um beacutequer ou um copo de vidro
6 Acrescentar agrave esta mistura aproximadamente 50 ml de aacutegua e agitar bem
7 Filtrar a misturarecolhendo o filtrado em um erlenmeyere em seguidaabrir o papel de filtro com resiacuteduo para deixaacute-lo secar
8 Depois de secoguarde o poacute preto obtido (dioacutexido de manganecircs)em um frasco rotulado
9 Aquecer o filtrado com o auxilio do bico de bunsen (ou lamparina )ateacute toda a aacutegua evaporar
10 Depois de filtrarguardar os cristais em um frasco devidamente rotulado
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O filtrado conteacutem a misturas de cloretos de zinco e amocircnio ambos soluacuteveis em aacutegua
Observaccedilatildeo O invoacutelucro de accedilo pode ser usado como cadinho para uma secagem raacutepida e de pequenas quantidades de dioacutexido de manganecircs obtido
BIBLIOGRAFIA BRAATHENPCet AL Curso de treinamento de professores de segundo grau- Moacutedulo de QuiacutemicaViccedilosaMGUniversidade Federal de Viccedilosa1989
A seguir sequumlecircncia de fotos da desmontagem de uma pilha
Figura 1-pilha antes da desmontagem
Figura 2-passo1 retirada do invoacutelucro
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Figura 3-passo 2 retirada da camada de papelatildeo
Figura 4-passo 3 retirada da parte superior
Figura 5-passo 4 retirada do bastatildeo de carbono
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Figura 6- passo 5 retirada do poacute preto de dioacutexido de manganecircs
Figura 7 passo 6 visualizaccedilatildeo do interior da pilha
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Figura 8-passo 7 visualizaccedilatildeo de todos os componentes presentes em uma pilha
Para colaborar na avaliaccedilatildeo dessa aula investigativa e demonstrativa o ideal seria que o professor retomasse as questotildees que foram aplicadas no inicio da aula
AULA 2 Pilhas e baterias conceituaccedilatildeo a partir de pesquisas em livros didaacuteticos paradidaacuteticos internet e revistas especializadas
Com intuito de melhorar o conhecimento cientiacutefico dos alunos pode-se orientaacute-los para realizarem uma pesquisa literaacuteria sobre o que vem a ser pilha e bateria e os possiacuteveis problemas ambientais causados pelos usos e descarte inadequados destes Esta pesquisa pode ser realizada em grupo ou individualmente em sala ou extraclasse (a criteacuterio do professor) O objetivo da pesquisa eacute que os alunos com o auxilio do professor durante a aula aprenda transpor a linguagem da ciecircncia comum para a linguagem cientiacutefica compreendendo termos teacutecnicos especiacuteficos da Quiacutemica para opinar e atuar como cidadatildeo ou profissional num futuro proacuteximo de forma eacutetica
AULA 3 Visita virtual a uma induacutestria de reciclagem
Apoacutes discussotildees introdutoacuterias feitas na situaccedilatildeo de aprendizagem anterior pode-se fazer uma visita virtual no site do youtube onde poderatildeo assistir a um filme ( 5 minutos de duraccedilatildeo) da empresa de reciclagem de pilhas SUZAQUIM tem-se a possibilidade de se observar um processo quiacutemico de reciclagem de pilhas e baterias ( a visita fiacutesica eacute praticamente impossiacutevel de se realizar devido ao ambiente ser improacuteprio para essa finalidade) Finaliza-se essa primeira etapa do processo de aprendizagem pedindo aos alunos um relatoacuterio na forma de artigo de
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opiniatildeo sobre a importacircncia da reciclagem de pilhas em favor do meio ambiente e a necessidade de maiores investimentos nessa aacuterea
AULA 4 Modelo de pilha ideal
Considerando que agrave essa altura os nossos alunos jaacute tenham conhecimento sobre descarte de pilhas e baterias podemos inicializar a segunda etapa da unidade didaacutetica propondo que criem um modelo ideal de pilha (que impacte minimamente o meio ambiente) Essa atividade pode ser realizada em grupo os alunos teratildeo como material base informaccedilotildees jaacute trabalhadas anteriormente
Pode-se sugerir temas como
Pilhas recarregaacuteveis
Fontes de energias alternativas
Utilizaccedilatildeo de metais natildeo agressivos ao meio ambiente ou novos processos de eletroacutelise
Professor e alunos levaratildeo agrave sala de aula livros didaacuteticos paradidaacuteticos perioacutedicos e materiais da internet para consulta e realizaccedilatildeo da atividade propostaOs alunos seratildeo orientados pelo professor para em grupo montarem um modelo ideal de pilha que poderaacute ser apresentada na aula seguinte em forma de seminaacuterio experimento demonstrativo slides ou filmagens
Observaccedilatildeo para facilitar o trabalho o professor pode pedir aos alunos que usem os recursos mencionados acima para confecccedilatildeo do material a ser apresentado extraclasse
AULA 5 Modelos de pilhas produzidos apresentaccedilatildeo
Nesta aula o objetivo eacute que os alunos apresentem o seu modelo ideal de pilha escolhidos e idealizados na aula anterior e produzidos extraclasse Natildeo resta a menor duacutevida que seraacute um facilitador para o aprofundamento dos conteuacutedos gerais e especiacuteficos desta unidade didaacutetica Para que isso aconteccedila pode-se desencadear uma discussatildeo e um acordo coletivo para escolha da melhor pilha apresentada para que a haja compreensatildeo do processo de transformaccedilatildeo de energia quiacutemica em eleacutetrica
Para finalizar esta situaccedilatildeo de aprendizagem podemos avaliar os nossos alunos propondo as questotildees abaixo sugere-se que sejam realizadas individualmente pelos alunos pois somente desta maneira o professor poderaacute diagnosticar se houve o aprendizado real e significativo
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Questotildees sugeridas
1 Eacute possiacutevel produzir energia eleacutetrica atraveacutes de uma transformaccedilatildeo quiacutemica
2 Explique o surgimento da energia eleacutetrica nas transformaccedilotildees quiacutemicas
3 Podemos montar uma pilha ecologicamente correta
4 O funcionamento de uma pilha soacute acontece atraveacutes de transformaccedilatildeo quiacutemica Explique
Situaccedilatildeo de aprendizagem 3- O lado cientiacutefico da Pilha
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem permitiraacute aos alunos compreenderem o funcionamento de uma pilha( conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica ) e a produccedilatildeo de novos materiais atraveacutes da eletrolise (conversatildeo natildeo espontacircnea energia eleacutetrica em quiacutemica) com experimentos
Conteuacutedos e temas eletroacutelise reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo seacuterie de reatividade de metais
Competecircncias e habilidades compreender que existem transformaccedilotildees quiacutemicas que ocorrem com transferecircncia de eleacutetrons e podem gerar corrente eleacutetrica prever a ocorrecircncia de transformaccedilotildees quiacutemicas com a utilizaccedilatildeo da seacuterie de reatividade de metais
Estrateacutegias textos jornaliacutesticos experimentos abordagem investigativa com perguntas
Avaliaccedilatildeo anaacutelise dos resultados experimentais
Recursos materiais para o experimentolousa e giztabelas
Nuacutemero de aulas 4
AULA 1 O experimento da pilha do Daniel
Nessa aula propotildee ao professor a sugestatildeo de roteiro experimental da pilha de Daniel Esse experimento eacute bastante comum e o professor pode fazecirc-lo de maneira demonstrativa ou dividir a sala em grupos para sua realizaccedilatildeo Eacute importante orientar os alunos para que observem atentamente os estados iniciais e finais das placas metaacutelicas assim como da soluccedilatildeo em relaccedilatildeo agrave coloraccedilatildeo brilho e outros aspectos para que a aprendizagem ocorra de forma plena
Questotildees que poderatildeo auxiliar os alunos durante a execuccedilatildeo do experimento
1 As placas mudaram de cor apoacutes serem mergulhadas na soluccedilatildeo Explique
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2 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
3 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
4 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
1 Limpar as placas com palha de accedilo 2 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 3 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 4 Interligar os dois potes com a ponte salina
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5 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 6 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo PauloEdusp 1998
Caso o professor deseje trabalhar outros experimentos abaixo estatildeo descritos alguns (roteiros) para trabalhar o processo de eletroacutelise Dentre eles alguns satildeo bastante simples podem ser realizados de maneira demonstrativa pelo professor ou pelos alunos (divididos em grupo)
1ordf sugestatildeo de experimento
Quem natildeo gosta de receber o troco das compras em moedas novinhas O que ningueacutem gosta mas tem que aceitar eacute aquele monte de moedas enferrujadas e com aparecircncia envelhecida Mas por que elas adquirem este aspecto Tudo comeccedila pela composiccedilatildeo das moedas que satildeo obtidas atraveacutes de ligas metaacutelicas soacute por este fato jaacute se nota porque as moedas satildeo mais resistentes do que notas As ceacutedulas de dinheiro satildeo feitas com papel especial (papel moeda) que eacute resistente mas com o passar de matildeo em matildeo ficam velhas e se rasgam A umidade presente em nossas matildeos eacute que realiza o estrago e as moedas natildeo escapam elas ficam escurecidas devido agrave oxidaccedilatildeo As moedas constituem um dinheiro muito manuseado sendo assim fica inevitaacutevel que entre em contato com a umidade e exposiccedilatildeo ao oxigecircnio fatores necessaacuterios para que ocorra a reaccedilatildeo de oxidaccedilatildeo Mas saiba agora que existe um truque para deixar suas moedinhas novinhas em folha
O que vamos demonstrar a seguir pode ser usado em sala de aula como um experimento de Quiacutemica
Reaccedilotildees de oxidaccedilatildeo em moedas
Vamos usar como exemplo a moeda de 5 centavos pois eacute uma das mais manuseadas Portanto peccedila a seus alunos que tragam moedas envelhecidas neste valor
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Vocecirc sabe de que esta moeda eacute feita Eacute composta de Accedilo e recoberta com Cobre e agrave medida que vai sendo usada vai se formando uma camada de oacutexido de cobre sobre ela Veja a equaccedilatildeo do processo 2 Cu + frac12 O2 rarr Cu2O
O metal Cobre presente na moeda eacute oxidado e forma o monoacutexido de Dicobre (Cu2O) o qual tem coloraccedilatildeo escura daiacute o porquecirc daquela cor horriacutevel O segredo para que as moedas tornem a ficar como eram antes (brilhantes e avermelhadas) eacute deixaacute-las de molho em aacutecido cloriacutedrico Equaccedilatildeo que representa a lavagem Cu2O + 2 HCl rarr Cu2Cl2 + H2O
Como se vecirc na equaccedilatildeo acima o oacutexido reage com aacutecido cloriacutedrico (HCl) e daacute origem a um sal de cobre (Cu2Cl2) esta reaccedilatildeo permite agrave moeda adquirir aparecircncia de nova Por Liacuteria Alves Graduada em Quiacutemica Equipe Brasil Escola
2ordf sugestatildeo de experimento
Pilha de Limatildeo
ou Pilha de Laranja ou ainda Pilha de Batata
Eacute possiacutevel obter eletricidade a partir de um limatildeo Sim natildeo soacute satildeo as pilhas comuns que podem gerar eletricidade E o mais legal eacute que na falta do limatildeo vocecirc pode usar uma laranja ou mesmo uma batata
Na verdade a corrente eleacutetrica surge a partir dos potenciais eleacutetricos de dois metais que satildeo cravados no limatildeo na laranja
e na batata O caraacuteter aacutecido do limatildeolaranja e o caraacuteter baacutesico da batata ajudam na conduccedilatildeo da eletricidade Mas o que eacute que causa esta corrente Pense um pouco antes de prosseguir a leitura
Bom depois de esperar vocecirc pensar um pouquinho vamos prosseguir dois pedaccedilos de metal satildeo usados O melhor resultado surge da combinaccedilatildeo de zinco e cobre mas tambeacutem pode ser usado zinco e alumiacutenio ou ainda latatildeo e alumiacutenio
Alguns tipos de pregos conteacutem zinco e o cobre pode ser encontrado na forma de fios e mesmo na composiccedilatildeo de algumas moedas Pode-se tambeacutem utilizar (na falta destes) uma taxinha destas de latatildeo e um clips
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Apoacutes fincaacute-los no limatildeo (ou laranja ou batata) e uniacute-los por fios pode-se ligaacute-los a um pequeno aparelho eleacutetrico O melhor resultado se daacute usando um destes reloacutegios eletrocircnicos - tira-se a pilha deste e faz-se a ligaccedilatildeo dos fios positivo e negativo nos pequenos terminais do reloacutegio A corrente produzida eacute suficiente para acendecirc-lo ainda que por alguns minutos Natildeo esqueccedila de antes limpar as peccedilas de metal e evitar que elas se toquem no interior do limatildeo (ou da laranja ou ainda da batata)
Cuidados no Experimento
A eletricidade produzida eacute na realidade muito pequena para acender uma lacircmpada comum mesmo as menores Mas eacute possiacutevel acender uma pequena lampadinha se vocecirc quiser substituindo o limatildeo por uma soluccedilatildeo de aacutegua + sal Assim como na soluccedilatildeo salina existem no limatildeo batata e laranja alguns sais que se dissociam em iacuteons positivos e negativos e cada um destes tipos de iacuteons migram para os terminais metaacutelicos O certo eacute dizer que houve uma conduccedilatildeo iocircnica no interior do limatildeo da laranja e da batata Jaacute nos terminais satildeo os eleacutetrons dos metais que migram alcanccedilando o reloacutegio e fazendo-o funcionar com a corrente de eleacutetrons Esta eacute a diferenccedila
Uma lampadinha (ou mesmo um LED - uma lacircmpada especial destas coloridas que existem nos aparelhos de TV e de som esteacutereo geralmente nas cores vermelha e verde) satildeo materiais muito baratos e facilmente encontraacuteveis nas lojas de produtos eleacutetricos Para se acender uma destas lampadinhas eacute necessaacuterio 15 volt e alguns miliamperes o que eacute difiacutecil de se conseguir com apenas 1 limatildeo laranja ou batatinha
A voltagem tambeacutem varia de limatildeo para limatildeo laranja para laranja e batata para batata dependendo de vaacuterios fatores incluindo a acidezbasicidade teor de sais aacutegua Por exemplo um limatildeo pode acender um pequeno circuito eleacutetrico por pouco tempo e soacute Procure testaacute-lo com um voltiacutemetro (um medidor de tensatildeo eleacutetrica) Se for muito difiacutecil mesmo trabalhar com apenas um tente experimentar uma ligaccedilatildeo em seacuterie lacircmpada-cobre-limatildeo-zinco-fio-cobre-limatildeo-zinco-lacircmpada O resultado eacute mais visiacutevel
cienciaemcasacienciavivaptpilha_limaohtml
3ordf sugestatildeo de experimento
Pilha de Batata
Objetivo
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Estudar o funcionamento das ceacutelulas voltaacuteicas e associaccedilotildees em seacuterie Uma batata cortada pela metade duas plaquinhas de cobre e duas plaquinhas de zinco permitem a confecccedilatildeo de uma batateria capaz de acionar um reloacutegio digital por pelo menos dois meses Com certos cuidados os quais comentaremos esse tempo de uso pode ser estendido para cerca de quatro meses
Apresentaccedilatildeo
Os modernos reloacutegios digitais a cristal de quartzo requerem uma baixiacutessima intensidade de corrente eleacutetrica para seu funcionamento Se vocecirc tiver um bom microamperocircmetro poderaacute constatar que ela seraacute algo como 15 x 10-6 A sob tensatildeo eleacutetrica (ddp) de 135 V Eacute devido a isso que tais reloacutegios podem funcionar com as minuacutesculas baterias bototildees que geram uma fem entre 12 a 14 volts notadamente as baterias com ceacutelulas de mercuacuterio Os experimentos a seguir aproveitam-se dessa propriedade inerente aos circuitos eletrocircnicos --- funcionarem com baixiacutessimas intensidades de corrente eleacutetrica
O que faremos essencialmente seraacute construir baterias a partir de duas ceacutelulas voltaacuteicas que produziratildeo cada uma 06 a 07 V Dois eletrodos distintos (plaquinhas de cobre e zinco) seratildeo introduzidos em meias-batata (ou quiabo ou limatildeo ou abacaxi etc) e associados em seacuterie de modo a constituiacuterem uma bateria [associaccedilatildeo de duas pilhas primaacuterias (ceacutelulas voltaicas)]
Fazendo uma pilha primaacuteria
Corte uma batata pela metade Corte duas chapinhas uma de cobre outra de zinco com cerca de (2 x 4) cm Qualquer espessura das chapinhas entre 1 e 2 mm serviraacute essas chapinhas seratildeo os eletrodos da pilha primaacuteria Solde em cada uma dessas plaquinhas um fio de cobre flexiacutevel (cabinho 22) com cerca de 20 cm de comprimento (descasque as extremidades e estanhe-as --- passe solda) Espete as plaquinhas na meia-batata (bem perpendicular agrave superfiacutecie cortada) deixando para fora apenas cerca de 1 cm e separada por cerca de 08 cm Natildeo deixe as plaquinhas se encontrarem dentro da meia-batata Veja a ilustraccedilatildeo
Fazendo a batateria
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Essa pilha de meia-batata apresentaraacute forccedila eletromotriz (fem) de cerca de 07 V o que pode ser constatado mediante um bom voltocircmetro (resistecircncia interna grande) conectado aos dois fios indicados acima Como iremos necessitar de cerca de 14 V para acionar o reloacutegio digital deveremos construir uma bateria a partir de duas dessas pilhas primaacuterias e associando-as em seacuterie como se ilustra
Preparando o reloacutegio
Qualquer reloacutegio digital que utilize uma bateria botatildeo poderaacute ser usado O que utilizei eacute um CITIZEN - CRYSTON LC A primeira coisa a fazer eacute remover a tampinha em forma de disco do alojamento da bateria botatildeo Retire a bateria pifada Olhe bem para essa bateria e repare que o corpo dela corresponde ao poacutelo positivo enquanto que o botatildeo superior corresponde ao poacutelo negativo Veja dentro do local de alojamento dessa bateria as duas lacircminas de contato uma que encosta no poacutelo positivo da bateria e outra que encosta no poacutelo negativo Solde nessa pequenas lacircminas dois pedaccedilos de cabinho 22 um vermelho ligado na lacircmina positiva e um preto ligado na lacircmina negativa
O fio que vem da plaquinha de cobre da batateria deve ser ligado ao fio vermelho do reloacutegio e o fio que vem da plaquinha de zinco da batateria deve ser ligado ao fio preto do reloacutegio
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Pronto O reloacutegio jaacute deve estar funcionando Eis as ilustraccedilotildees de minha montagem
Agrave esquerda a proteccedilatildeo de madeira para a montagem numa divisatildeo foi feito o orifiacutecio para inserir o reloacutegio na outra foi colocado um pires quadrado para conter as meias-batatas Agrave direita um destaque da montagem Abaixo detalhes da parte posterior da montagem
Anaacutelise do circuito
A tensatildeo eleacutetrica uacutetil (U) entre os terminais de cada pilha primaacuteria pode ser expressa em termos de sua fem (E) de sua resistecircncia interna (r) e da corrente de intensidade i que por ela circula assim U = E - ri mostrando claramente que a tensatildeo uacutetil depende da intensidade da corrente eleacutetrica solicitada (i)
Em circuito aberto um bom voltocircmetro (Rvint--gt conectado aos eletrodos fornece Uaberto= E pois iaberto = 0 Um bom amperocircmetro (Raint--gt0) conectado diretamente entre os eletrodos (curto-circuitando a pilha) fornece Icc = Er uma vez que Ucc = 0 Da leitura da fem E (via voltocircmetro) e da corrente de curto circuito icc
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(via amperocircmetro) obtemos r = Eicc Para nossa montagem esse valor resultou ao redor dos 3 000 ohms e E = 07 V
Para as duas pilhas em seacuterie formando nossa batateria teremos Ebat = 14 V
e rbat = 6 000
Sob ddp uacutetil de 12 V teremos i = (Ebat- U)r = (14 - 12)6000 = 3 x 10-5 A que satildeo suficientes para o funcionamento do reloacutegio digital
Como dissemos como eletroacutelito podemos usar limatildeo abacaxi pepino uvas cebolas etc e como eletrodos podemos usar os pares cobrezinco magneacutesioferro alumiacuteniocobre prego zincadocobre etc Para cada par deve-se testar antes de ligar no reloacutegio qual a polaridade obtida (sob risco que queimar o cristal de quartzo) para a bateria Por exemplo se for usado eletrodos de magneacutesio e de ferro o magneacutesio seraacute o terminal negativo e o ferro o terminal positivo Calculadoras e jogos eletrocircnicos tambeacutem funcionam com tais baterias culinaacuterias Eis abaixo uma tomateria uma bateria de tomates
Mais teoria As reaccedilotildees nas ceacutelulas voltaacuteicas satildeo
catodo Zn lt==gt Zn2 + 2e anodo 2H+ + 2e lt==gt H2
A FEM da reaccedilatildeo vem expressa por E(ZnZn22H+H2) = Eo +
(RTnF)ln([Zn2+][H+]2) O eletrodo de cobre opera apenas como coletor de eleacutetrons podendo ser substituiacutedo por platina ou outro metal inerte
httpwwwfeiradecienciascombrsala1212_21asp
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Aulas 2 e 3 Reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo e o uso da tabela de potenciais de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo
Com a utilizaccedilatildeo dos dados recolhidos pelos alunos sobre o experimento anterior pode-se introduzir o conteuacutedo sobre reaccedilotildees de oxirreduccedilatildeo e o uso da tabela de potenciais de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo
Para facilitar a inicializaccedilatildeo do conteuacutedo pode-se retomar algumas questotildees dos experimentos anteriores
1 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 2 Como a energia eleacutetrica foi obtida 3 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 4 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 5 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 6 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 7 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 8 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha Conteuacutedo sugerido para trabalhar o conceito de reaccedilatildeo de oxidorreduccedilatildeo
A eletroquiacutemica eacute o estudo sobre a transferecircncia de eleacutetrons entre diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-versa Pilhas e baterias satildeo reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo capazes de gerar corrente eleacutetrica Eletroacutelise satildeo reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo produzidas pela passagem da corrente eleacutetrica Numa eletrolise existe os seguintes termos CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e mergulhados num eletroacutelito ELETRODOS Satildeo as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica ELETROacuteLITOS Satildeo as soluccedilotildees que conduzem a corrente eleacutetrica AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula entra na soluccedilatildeo CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula deixa a soluccedilatildeo IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na soluccedilatildeo Resumo
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons aumenta o numero de oxidaccedilatildeo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons diminui o numero de oxidaccedilatildeo
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Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz o numero de oxidaccedilatildeo diminui
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida o numero de oxidaccedilatildeo aumenta
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em energia eleacutetrica
BIBLIOGRAFIA sobre o conceito de oxidorreduccedilatildeo Programa de ensino para jovens e adultosescola da juventude Ciecircncias da NaturezaMatemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemicaeditora iacutecone ltdaSatildeo Paulo
Figura retirada WWWgooglecombr
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
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A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu
++ Isso provocaraacute
diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo
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que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
AULA 4 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o experimento da pilha de Daniel
Confecccedilatildeo de relatoacuterio pode-se trabalhar produccedilatildeo de textos do gecircnero artigo de opiniatildeo (conclusatildeo) e resumos ( introduccedilatildeo) Com o relatoacuterio em matildeos o
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professor poderaacute avaliar se houve aprendizagem real ou natildeo Espera-se que os alunos possam descrever em seu relatoacuterio os seguintes toacutepicos
Na pilha de Daniel o eletrodo de cobre metaacutelico que recebe eleacutetrons eacute chamado de caacutetodo ou terminal positivo e a lacircmina de zinco que cede eleacutetrons eacute o acircnodo ou terminal negativo O conjunto montado no experimento eacute uma pilha de Daniell com ponte salina A placa de zinco fornece eleacutetrons oxidando-se atraveacutes do fio para a placa de cobre que reduziraacute iacuteons de cobre na soluccedilatildeo Os eleacutetrons passando atraveacutes do fio iratildeo alimentar o cartatildeo musical Invertendo-se os fios de ligaccedilatildeo da pilha o terminal negativo do cartatildeo musical estaraacute ligado ao caacutetodo da pilha e o terminal positivo ao acircnodo Esta inversatildeo do sentido da corrente natildeo permite que o cartatildeo musical funcione
Sugestatildeo de modelo de relatoacuterio
RELATOacuteRIO
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em sete itens principais
Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram utilizados no experimento
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32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o experimento
5 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2 ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
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baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Conteuacutedo e temas impactos ambientais relacionado ao uso de pilhas e baterias
Competecircncias e habilidades identificar os impactos ambientais causados pelo descarte inadequado de pilhas e baterias avaliar como a composiccedilatildeo das pilhas pode causar possiacuteveis impactos relacionar os impactos causados pelas induacutestrias nos processos de eletroacutelise refletir sobre a importacircncia da adoccedilatildeo de posturas conscientes com relaccedilatildeo ao consumo e descarte de pilhas e baterias
Estrateacutegias elaboraccedilatildeo de mural produccedilatildeo de folder
Recursos biombos para anexar material produzido cartolinas fitas adesivas
Avaliaccedilatildeo participaccedilatildeo e envolvimento
Nuacutemero de aulas 3
AULA 1 Elaboraccedilatildeo de mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias os alunos finalizaratildeo a segunda etapa desta unidade didaacutetica construindo seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo Nesse momento comeccedila-se a desenvolver a terceira etapa dessa unidade ( que eacute uma das mais importantes)pois os alunos iratildeo aplicar o que aprenderam preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo em um local estrateacutegico da escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas sobre o assunto estudado O nosso estudante nesta etapa final da unidade temaacutetica poderaacute desenvolver accedilotildees sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente e tambeacutem composiccedilatildeo de muacutesicas sobre os assuntos abordados
AULA 2 A escola como ponto de coleta de pilhas e baterias
Os alunos apoacutes terem finalizado o trabalho da aula anterior poderatildeo distribuir agrave comunidade o material confeccionado sensibilizando-a buscando parcerias para que a escola seja um ponto de coleta desses materiais pois somente com accedilotildees dessa natureza podemos acreditar que possam desenvolver a accedilatildeo social e ambiental desejada
AULA 3 Retomada das questotildees diagnoacutesticas poacutes desenvolvimento da unidade didaacutetica
Eacute importante retomar as questotildees aplicadas no iniacutecio dessa unidade pois somente assim teremos a certeza do quanto os alunos assimilaram de conhecimento cientiacutefico Muito importante nesse momento tambeacutem eacute poder avaliaacute-los como indiviacuteduos atuantes na sociedade
AULA 4 Avaliaccedilatildeo final
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Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos (sugere-se que contenha mapa conceitual dos conteuacutedos apreendidos) e devolutiva das questotildees comentadas
Consideraccedilotildees finais
A eletroquiacutemica trabalhada da forma que estaacute sendo apresentada nessa unidade didaacutetica leva o aluno a adquirir conhecimentos de maneira significativa O ensino atraveacutes da experimentaccedilatildeo o faraacute tirar suas proacuteprias conclusotildees e ter um aprendizado real produzindo nele mudanccedila de postura diante dos fatos observados refletindo e opinando criticamente frente a informaccedilotildees que poderaacute encontrar doravante sobre o assunto
A participaccedilatildeo e a integraccedilatildeo do aluno nas aulas tecircm que ser consideradas ponto de partida para que o mesmo possa compreender que as transformaccedilotildees quiacutemicas fazem parte do seu cotidiano Toda tecnologia existente eacute produto dessas transformaccedilotildees
Finalizando o estudo dessa unidade espera-se que o aluno natildeo soacute compreenda a importacircncia das transformaccedilotildees quiacutemicas mas que esteja envolvido a ponto de adotar uma postura responsaacutevel em relaccedilatildeo aos impactos ambientais causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e baterias e dentro dessa nova postura possa tomar decisotildees e atuar de forma eacutetica no meio em que vive
REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
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9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
14- Programa de ensino para jovens e adultos escola da juventude Ciecircncias da Natureza Matemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemica Editora Iacutecone Ltda Satildeo Paulo
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Imagem maisumtekofileswordpresscom
2009
Katia Regina Varela Roa-DE SUZANO
Gilson Silva ndashDE CAEIRAS
Leonardo Bassi Ubeda das Neves-DE SUZANO
Massuko Sawayama Warigoda-DE MOGI DAS
CRUZES
GEPEQ- USP CURSO DE FORMACcedilAtildeO
CONTINUADA DE PROFESSORES 2008 2009
28082009
PILHAS E BATERIAS USOS E DESCARTES X IMPACTOS AMBIENTAIS Caderno do aluno
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Situaccedilatildeo de aprendizagem 1- As pilhas e baterias que fazem parte do nosso lixo eletrocircnico podem ser prejudiciais ao ser humano
Por meio desta primeira situaccedilatildeo de aprendizagem vocecirc poderaacute reconhecer
que quando descartadas incorretamente pilhas e baterias podem prejudicar o meio
ambiente apesar de indispensaacutevel para o homem E tambeacutem pode comeccedilar a
refletir o porquecirc dessa questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil toneladas de lixo eletrocircnico
por hora dentro deste destacam-se pilhas e baterias Este lixo eacute jogado na
natureza provocando vaacuterios problemas ambientais Quais os problemas
ambientais que as pilhas e baterias provocam na natureza e como podemos
evitaacute-losrdquo
Atividade 1Refletindo sobre pilhas e baterias x impactos ambientais
1 O que vocecirc entende por pilhas E baterias
2 Elas satildeo imprescindiacuteveis na atualidade Onde
3 Existe alguma relaccedilatildeo entre pilha eletricidade e transformaccedilotildees quiacutemicas
4 Que tipo de material(is) vocecirc acha que eacute(satildeo) necessaacuterio(os) para se construir
uma pilha
5 Cite alguns problemas ambientais relacionados ao uso e descarte de pilhas e
baterias Qual deve ser sua postura em relaccedilatildeo a esses problemas
Atividade 2 Pilhas e Baterias x impactos ambientais
Leitura e Anaacutelise de textos
TEXTO 1 Descarte de pilhas e baterias eacute problema seacuterio para meio ambiente
O Brasil eacute o uacutenico paiacutes da Ameacuterica do Sul que regulamenta a fabricaccedilatildeo venda e destinaccedilatildeo final de pilhas e baterias Com a entrada da Resoluccedilatildeo 257 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama) que dispotildee sobre estes resiacuteduos em vigor desde junho de 2001 o Ibama passou a fiscalizar esses limites Ou pelo menos era o que deveria acontecer Em Cuiabaacute por exemplo o gerente do oacutergatildeo Hugo Scheuer declarou natildeo estar a par do assunto mas garantiu ser este seu proacuteximo objetivo por considerar o descarte destes resiacuteduos um problema de grande amplitude Mas enquanto isso o que fazer com pilhas e baterias principalmente as de celulares quando acabam Esta duacutevida eacute frequumlente em toda a populaccedilatildeo
Considerados toacutexicos o lanccedilamento desses resiacuteduos em lixotildees nas margens das estradas ou em terrenos baldios compromete a qualidade ambiental e de vida da populaccedilatildeo Os resiacuteduos pesados quando aterrados migram para partes mais profundas do solo Com isso podem atingir o lenccedilol freaacutetico contaminando a flora e a fauna das regiotildees proacuteximas e ainda causar doenccedilas que variam de lesotildees cerebrais a disfunccedilotildees renais e pulmonares passando por distuacuterbios visuais e
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anemia Segundo a Resoluccedilatildeo 257 os fabricantes e importadores satildeo os responsaacuteveis pelo recolhimento do material e sua destinaccedilatildeo final o que deve ser fiscalizado pelos oacutergatildeos puacuteblicos ambientais Mas em Cuiabaacute apesar do site do Ministeacuterio do Meio Ambiente indicar o endereccedilo de 28 postos nenhum deles efetua o recolhimento apenas duas empresas de celulares recolhem as baterias em seus postos de venda (Vivo e Americel) e a fiscalizaccedilatildeo do Ibama eacute inexistente A Resoluccedilatildeo estabelece que as pilhas e baterias apoacutes o seu esgotamento energeacutetico devem ser entregues pelos usuaacuterios aos estabelecimentos que as comercializam ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelas respectivas induacutestrias Estas por sua vez devem repassaacute-las aos fabricantes e importadores para que passem por procedimentos de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final ambientalmente adequada No artigo 13deg estaacute previsto que as pilhas e baterias que atenderem aos limites previstos no artigo 6deg podem ser dispostas juntamente com os resiacuteduos domiciliares em aterros sanitaacuterios licenciados Mas por falta de aterros licenciados a maior parte das baterias e pilhas usadas continuam tendo os lixotildees irregulares como destino significando um risco para o meio ambiente e para as pessoas Apenas 30 destes resiacuteduos satildeo reciclados No Brasil uma empresa chamada Suzaquim anuncia que deteacutem um processo de reciclagem de baterias
Dependendo do material de que satildeo constituiacutedas pilhas e baterias podem ser jogadas em lixo domeacutestico As pilhas secas composta por zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs as mais consumidas para uso domeacutestico tecircm em sua maioria operado nos limites estabelecidos pelo artigo 6deg da Resoluccedilatildeo 257 As baterias de telefone sem fio de filmadoras de celular ou outros tipos normalmente recarregaacuteveis devem ser devolvidas agraves lojas Os fabricantes estatildeo obrigados a informar nas embalagens a necessidade ou natildeo de devoluccedilatildeo
O Brasil produz cerca de 800 milhotildees de pilhas comuns por ano o que representa seis unidades por habitante Deve-se lembrar que uma uacutenica pilha contamina o solo durante 50 anos Circulam anualmente 10 milhotildees de baterias de celular 12 milhotildees de baterias automotivas e 200 mil baterias industriais Do total de pilhas e baterias consumidas no paiacutes quase 70 satildeo constituiacutedas principalmente por zinco e caacutedmio aproximadamente 30 por amocircnia e manganecircs Ao se desfazer de pilhas e baterias usadas em local inadequado pode-se contaminar o solo a aacutegua e o ar Atraveacutes da cadeia alimentar esse produto chega aos seres humanos causando doenccedilas que afetam o sistema nervoso central Todos satildeo considerados bioacumulativos - acumula-se no organismo ao longo do tempo
RECICLAVEISCOMBR
Texto 2 Metais pesados contaminam meio ambiente e oferecem riscos agrave
sauacutede puacuteblica
Estima-se que cada bateria ou pilha depositada de forma inadequada no meio
ambiente contamine uma aacuterea de um metro quadrado Entretanto o dano ambiental
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pode ser maior se a quantidade desses equipamentos jogados em lixotildees for muito
alta
A dissoluccedilatildeo de metais pesados depositados em aterros
sanitaacuterios improacuteprios pode contaminar lenccediloacuteis freaacuteticos e o
ambiente local Em aterros a dissoluccedilatildeo dos metais eacute mais faacutecil
devido agrave acidez da aacuterea Isso facilita a acumulaccedilatildeo de metais
pesados na cadeia alimentar atraveacutes da contaminaccedilatildeo de
animais e vegetais que podem causar a intoxicaccedilatildeo de seres humanos que venham
a consumir esses alimentos afetados Metais pesados como chumbo caacutedmio
mercuacuterio e seus compostos podem provocar graves doenccedilas neuroloacutegicas aleacutem de
afetar a condiccedilatildeo motora
Pilhas e baterias comuns (pequenas usadas em raacutedios por exemplo) podem
ser descartadas no lixo domeacutestico de acordo com a determinaccedilatildeo do Conama No
entanto a professora Andreacutea Bernardes do Departamento de Engenharia de
Materiais da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) avalia que esses
produtos que acabam sendo depositados em aterros sanitaacuterios soacute poderiam ser
descartados nestes locais se houvesse o tratamento adequado do chorume
(substacircncia liacutequida encontrada em lixotildees) O chorume contaminado com metais
pesados contaminaraacute tambeacutem a terra e os lenccediloacuteis freaacuteticos
Marcelo Furtado coordenador da aacuterea de substacircncias toacutexicas do
Greenpeace vecirc com bons olhos a determinaccedilatildeo do Conama A iniciativa serve
como incentivo para que as empresas passem a reduzir o uso de substacircncias
toacutexicas para evitar todo o processo de recolhimento de baterias e pilhas usadas
diz Ele lembra que a tendecircncia eacute que substacircncias reciclaacuteveis sejam usadas cada
vez mais para que a reutilizaccedilatildeo dos produtos seja constante
Danilo FantinelRedaccedilatildeo Terra
Questotildees para anaacutelise do texto
6 Cite algumas das questotildees ambientais relacionadas ao uso de pilhas e baterias Qual deve ser a postura da populaccedilatildeo em relaccedilatildeo a essas questotildees 7 Com base na legislaccedilatildeo apresentada explique como deve ser feito o descarte de pilhas e baterias Quais impecilhos poderatildeo dificultar o cumprimento da lei 8 Qual o destino que deve ser dado agraves pilhas que seratildeo descartadas Existem formas de reciclagem Quais 9 Considerando os impactos ambientais que podem ocorrer do descarte inadequado das pilhas e baterias qual a sua opiniatildeo sobre o uso delas Existe uma ideal Explique 10 Vocecirc acha que hoje eacute possiacutevel sobrevivermos sem o uso de pilhas e baterias
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Atividade 3 Trechos do filme WALL-E
Converse com o seu professor sobre o filme a ser assistido na escola caso natildeo seja possiacutevel assista o filme em casa para auxiliaacute-lo nessa atividade
Questotildees para sala de aula reflexatildeo dos assuntos abordados no filme
5 Sente-se um escravo da tecnologia atual ( especificamente aqueles que em curto espaccedilo de tempo geram lixo eletrocircnico tais como celular Ipod Iphone etc) 6 Ficou sensibilizado sobre a quantidade de lixo eletrocircnico que o homem produz 7 Haacute uma remota possibilidade de o Planeta ser recuperado 8 Qual a sua opiniatildeo sobre a mensagem que o filme Wall-E passa 9 Viacutedeo WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97
minutos) som e cor
Situaccedilatildeo de aprendizagem 2 - Que tipos de materiais existem em uma pilha que
a classifique como poluidora do meio ambiente
Apoacutes a visatildeo do que vocecirc teve do filme e discussatildeo de trechos que falam sobre
impactos ambientais provocados pelo mau descarte de pilhas e baterias vocecirc
imagina quais seriam os agentes contaminantes
Atividade 1 Experimento demonstrativo ndash Desmontagem de uma pilha
No inicio da aula entregue para o seu professor um desenho que demonstre os
componentes que estruturam uma pilha
Apoacutes o teacutermino da desmontagem faccedila um novo desenho colocando aquilo que vocecirc
observou Compare o primeiro com o segundo desenho e em poucas linhas
descreva o que mais lhe chamou a atenccedilatildeo
Atividade 2 Buscando orientaccedilotildees com o professor para trabalho de
pesquisa
Leve para sala de aula revistas jornaislivros e mateacuterias de internet trazendo
informaccedilotildees sobre pilha ecologicamente correta
Atividade 3 Reciclagem de pilhas
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Apoacutes a viacutedeoaula sobre a reciclagem de pilhas elabore um artigo de opiniatildeo sobre
a importacircncia da reciclagem de pilhas em favor do meio ambiente e a necessidade
de maiores investimentos nessa aacuterea Ao final entregue a seu professor
Atividade 4 Pesquisa em grupo Pilha ideal
A partir de uma preacutevia busca em revistas jornais livros e internet procure obter
informaccedilotildees sobre uma pilha ideal
Atividade 5 Escolha da Pilha ideal
Apresente o material para o professor e os seus colegas para que seja feita a
escolha da melhor ideia
Questotildees para anaacutelise das ideacuteias sobre pilha ideal
5 Eacute possiacutevel produzir energia eleacutetrica atraveacutes de uma transformaccedilatildeo quiacutemica
6 Explique o surgimento da energia eleacutetrica nas transformaccedilotildees quiacutemicas
7 Podemos montar uma pilha ecologicamente correta
8 O funcionamento de uma pilha soacute acontece atraveacutes de transformaccedilatildeo quiacutemica Explique
Situaccedilatildeo de aprendizagem 3- O lado cientiacutefico da Pilha
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem permitiraacute a vocecirc compreender melhor o
funcionamento de uma pilha( conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
) e a produccedilatildeo de novos materiais atraveacutes da eletrolise (conversatildeo natildeo espontacircnea
energia eleacutetrica em quiacutemica) com experimentos Para essa situaccedilatildeo eacute importante
que vocecirc observe e anote em seu caderno tudo que se alterou
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Atividade 1 O experimento da pilha do Daniel
Questotildees que podem auxiliaacute-lo durante a execuccedilatildeo do experimento
6 As placas mudaram de cor apoacutes serem mergulhadas na soluccedilatildeo Explique
7 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
8 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
9 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
7 Limpar as placas com palha de accedilo
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8 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 9 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 10 Interligar os dois potes com a ponte salina 11 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 12 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e
transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo
PauloEdusp 1998
Atividade 2 Anaacutelise sobre experimento
Questotildees sobre o experimento
9 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 10 Como a energia eleacutetrica foi obtida 11 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 12 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 13 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 14 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 15 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 16 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha
UM POUCO DE ELETROQUIMICA
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A eletroquiacutemica estuda o aproveitamento da transferecircncia de eleacutetrons entre
diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-
versa
Pilhas conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
Eletroacutelise conversatildeo natildeo espontacircnea de energia eleacutetrica em quiacutemica
A seguir estatildeo descritos alguns termos que apareceratildeo no estudo da eletroquiacutemica
ELETRODOS Satildeo assim chamadas as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com
a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica
AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
ENTRA na soluccedilatildeo
CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
DEIXA a soluccedilatildeo
d) ELETROacuteLITOS Satildeo assim chamadas todas as soluccedilotildees que CONDUZEM a
corrente eleacutetrica
e) IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na
soluccedilatildeo
AcircNODO Eletrodo do qual saem os eleacutetrons para o circuito externo da ceacutelula
CAacuteTODO Eletrodo no qual entram os eleacutetrons atraveacutes do circuito externo da ceacutelula
f) CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que
conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e
mergulhados num eletroacutelito
Resumindo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons ( diminuiccedilatildeo de Nox)
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons ( aumento de Nox)
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida (Nox aumenta)
Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz (Nox diminui)
O redutor reduz o oxidante
O oxidante oxida o redutor
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em
energia eleacutetrica
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Cada substacircncia possui uma maior ou menor tendecircncia de perder eleacutetrons
tendecircncia esta chamada de Potencial de Oxidaccedilatildeo Deste modo uma substacircncia X
que tenha um potencial de oxidaccedilatildeo maior que uma substacircncia Y iraacute perder seus
eleacutetrons gradativamente para esta substacircncia se as duas estiverem juntas
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do
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eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu++ Isso provocaraacute diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
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Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
Atividade 3 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o
experimento da pilha de Daniel
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas
dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os
relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em
eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e
conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em
sete itens principais
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Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve
comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos
resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo
do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos
objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser
esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram
utilizados no experimento
32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute
apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela
caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o
experimento
10 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a
profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno
Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos
pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
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Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento
e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na
redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os
objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem
de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed
Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo
de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO
BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro
ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2
ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte
das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos
ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos
Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o
aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Atividade 1 Montagem de um Mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias vocecirc poderaacute construir
o seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo em que vocecirc iraacute aplicar o que
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aprendeu preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo na entrada da
escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas
sobre o assunto estudado Orientado pelo seu professor vocecirc desenvolveraacute accedilotildees
sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre
o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente Poderaacute tambeacutem
compor muacutesicas sobre os assuntos abordados
Atividade 2 Montagem de um Portifolio
Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-
avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos
ao longo do bimestre de modo que venha justificar a questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil
toneladas de lixo eletrocircnico por hora dentro deste destacam-se pilhas e
baterias Este lixo eacute jogado na natureza provocando vaacuterios problemas
ambientais Quais os problemas ambientais que as pilhas e baterias provocam
na natureza e como podemos evitaacute-losrdquo citada no inicio do bimestre
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REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
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TEXTO 4 Pilhas e baterias podem ter primeiro avanccedilo significativo em 200 anos Redaccedilatildeo do Site Inovaccedilatildeo Tecnoloacutegica 15022006
Dois grupos de pesquisadores trabalhando isoladamente anunciaram quase ao mesmo tempo a descoberta do que poderaacute se tornar o mais importante avanccedilo nas baterias desde a sua invenccedilatildeo haacute mais de 200 anos Aleacutem dos aparelhos portaacuteteis uma infinidade de aplicaccedilotildees utiliza as baterias como fonte de energia de sistemas de no-breaks ateacute veiacuteculos hiacutebridos Mas sua tecnologia natildeo sofreu nenhum avanccedilo radical nos uacuteltimos anos
Cientistas dos Laboratoacuterios Bell e da empresa mPhase relataram a construccedilatildeo de um protoacutetipo de bateria inteligente a partir de materiais nanoscoacutepicos capaz de fornecer energia natildeo de forma contiacutenua como as pilhas e baterias tradicionais mas apenas quando essa energia for necessaacuteria
O protoacutetipo ainda eacute pequeno produzindo energia suficiente para alimentar um LED Mas os cientistas estatildeo entusiasmados com seu potencial
A nova bateria eacute a demonstraccedilatildeo praacutetica de uma descoberta feita pelos mesmos pesquisadores de que um eletroacutelito permanece sobre superfiacutecies nanoestruturadas ateacute ser estimulado a fluir Esse estiacutemulo eacute o gatilho para que a nova bateria comece a produzir eletricidade
Esse comportamento inteligente poderaacute permitir a ativaccedilatildeo das baterias quando necessaacuterio aumentando enormemente sua vida uacutetil
Ultracapacitores
Jaacute os pesquisadores Joel E Schindall John G Kassakian e Riccardo Signorelli do MIT Estados Unidos utilizaram membranas criadas com nanotubos de carbono para aprimorar um outro tipo de dispositivo de armazenagem de energia chamado ultracapacitor Com a melhoria o novo componente poderaacute vir a substituir as atuais pilhas e baterias
Os capacitores armazenam energia como um campo eleacutetrico o que os torna mais eficientes do que as baterias tradicionais que retiram sua energia de reaccedilotildees quiacutemicas Jaacute os ultracapacitores satildeo ceacutelulas de armazenamento funcionando no mesmo princiacutepio dos capacitores mas capazes de fornecer quantidades enormes de energia instantaneamente Eles jaacute satildeo utilizados em veiacuteculos experimentais principalmente aqueles movidos por ceacutelulas a combustiacutevel
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Ateacute agora poreacutem os ultracapacitores necessitavam ser muito maiores do que as baterias para fornecer a mesma quantidade de energia Os cientistas resolveram o problema lidando com os campos eleacutetricos em niacutevel atocircmico Eles utilizaram uma membrana construiacuteda com nanotubos de carbono alinhados verticalmente
A capacidade de armazenamento de um ultracapacitor depende da aacuterea superficial de seus eletrodos Atualmente esses eletrodos satildeo feitos de carbono ativado um material extremamente poroso o que se traduz em uma enorme aacuterea superficial Mas seus poros satildeo irregulares o que significa que essa aacuterea natildeo eacute tatildeo grande quanto poderia ser reduzindo a eficiecircncia do ultracapacitor
Jaacute os nanotubos de carbono tecircm um desenho perfeitamente regular aleacutem de possuir diacircmetros de apenas alguns poucos aacutetomos A membrana construiacuteda com eles apresenta uma aacuterea superficial muito maior o que se traduz em uma eficiecircncia incomparaacutevel no armazenamento de energia
Os cientistas afirmam jaacute deter a tecnologia para a fabricaccedilatildeo das membranas de nanotubos de carbono em qualquer formato o que poderaacute facilitar a fabricaccedilatildeo de ultracapacitores nos formatos das pilhas e baterias tradicionalmente utilizados em aparelhos eletrocircnicos
Questotildees desencadeadoras para discussatildeo dos textos
1 Cite algumas das questotildees ambientais relacionadas ao uso de pilhas e baterias Qual deve ser a postura da populaccedilatildeo em relaccedilatildeo a essas questotildees 2 Com base na legislaccedilatildeo apresentada explique como deve ser feito o descarte de pilhas e baterias Quais impecilhos poderatildeo dificultar o cumprimento da lei 3 Qual o destino que deve ser dado agraves pilhas que seratildeo descartadas Existem formas de reciclagem Quais 4 Considerando os impactos ambientais que podem ocorrer do descarte inadequado das pilhas e baterias qual a sua opiniatildeo sobre o uso delas Existe uma ideal Explique 5 Vocecirc acha que hoje eacute possiacutevel sobrevivermos sem o uso de pilhas e baterias
Aula 3 viacutedeo aulas de conscientizaccedilatildeo sobre descarte de pilhas
Nessa aula pode-se discutir com os alunos os problemas ambientais causados pelo descarte inadequado de pilhas e com isso incentivar o nosso aluno a uma nova mudanccedila de atitude em relaccedilatildeo ao meio ambiente e tomada de posiccedilatildeo ecologicamente correta Como sugestatildeo estatildeo um desenho animado e uma reportagem que podem ser abordadas com questotildees orais e escrita sobre a preocupaccedilatildeo com o descarte das pilhas e seus efeitos Pode-se pedir tambeacutem que elaborem textos do gecircnero artigo de opiniatildeo sobre o assunto em questatildeo (Sugere-se que os alunos assistam o filme WALL-E em casa e tragam seus pontos de vista para debate posterior em salaOutra maneira de trabalhar com esse tipo de recurso visual seria uma preacutevia ediccedilatildeo dos filmes indicados onde o professor selecionaria as cenas com a intenccedilatildeo de promover debates em sala )
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Questotildees para discussatildeo das miacutedias apresentadasque tambeacutem podem ser ferramentas para um debate
1 Sente-se um escravo da tecnologia atual ( especificamente aqueles que em curto espaccedilo de tempo geram lixo eletrocircnico tais como celular Ipod Iphone etc) 2 Ficou sensibilizado sobre a quantidade de lixo eletrocircnico que o homem produz 3 Haacute uma remota possibilidade de o Planeta ser recuperado 4 Qual a sua opiniatildeo sobre a mensagem que o filme Wall-E passa
Viacutedeo 1 IMPACTOS AMBIENTAIS Desenho animado sobre educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambiental retirado do site WWWyoutubecombr (1min e 45 segundos)
Viacutedeo 2 RECICLAGEM DE PILHAS Cidades e soluccedilotildees Globo News retirado do site WWWyoutubecombr (22 min e 35 segundos)
Viacutedeo 3WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
AVALIACcedilAtildeO DA UNIDADE
Ao final do estudo desta situaccedilatildeo de aprendizagem espera-se que o nosso educando tome uma posiccedilatildeo ecologicamente correta sabendo dos males que um descarte inadequado de pilhas e baterias possa causar ao meio ambiente
Situaccedilatildeo de aprendizagem 2 - Que tipos de materiais existem em uma pilha que a classifique como poluidora do meio ambiente
A partir de um experimento investigativo o nosso educando eacute instigado a pensar refletir sobre os componentes presentes em uma pilha e o principio de funcionamento desta Nesta situaccedilatildeo de aprendizagem os alunos seratildeo estimulados a dar explicaccedilotildees para as observaccedilotildees feitas e aplicaratildeo os conhecimentos que jaacute possuem sobre pilhas e baterias adquiridos na situaccedilatildeo anterior e atraveacutes de pesquisas posteriores ao experimento investigativo os alunos teratildeo contato com diversas fontes de pesquisa faratildeo anaacutelise das informaccedilotildees nelas contidas com o estabelecimento de relaccedilotildees entre elas para a elaboraccedilatildeo de conclusotildees Este processo estimula uma reflexatildeo efetiva dos alunos favorecendo uma aprendizagem mais significativa
Conteuacutedos e temas pilhas e aplicaccedilotildees das transformaccedilotildees que ocorrem com o envolvimento de eletricidade
Competecircncias e a habilidades avaliar a composiccedilatildeo das pilhas e o impacto que poderatildeo causar quando descartadas inadequadamente elencar impactos causados pelo uso industrial dos processos de eletroacutelise e discussotildees sobre a viabilidade do uso de diferentes fontes de energia
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Estrateacutegias leitura e discussotildees de textos debates realizaccedilatildeo de pesquisas e anaacutelise de resultados experimentais
Recursos livros didaacuteticos paradidaacuteticos perioacutedicos pesquisa na internet materiais para experimento
Nuacutemero de aulas 5
AULA 1 EXPERIMENTO INVESTIGATIVO Quais componentes estatildeo presentes em uma Pilha
Devido a toxidade presente nos componentes da pilha (chapa de accedilozincobastatildeo de carbonodioacutexido de manganecircs e cloretos de zinco e amocircnio) sugere-se um experimento de natureza demonstrativa tais como desmontar uma pilha passo a passo conforme figuras abaixo e tambeacutem pesquisar viacutedeos no youtube sobre desmontagem de pilhas ou pode produzir uma filmagem da desmontagem da pilha uma vez que a ideia eacute preservar o meio ambiente Entatildeo os viacutedeos satildeo uma ideia aceitaacutevel
A ideacuteia de trabalhar esse experimento eacute demonstrar para o aluno os componentes de uma pilha o aluno durante o experimento deve ser questionado a todo tempo sobre os materiais existentes em uma pilha e o que pode prejudicar o meio ambiente apoacutes o descarte
Sugestotildees de questotildees para os alunos
1 Quais os componentes presentes em uma pilha
2 Quantos materiais perigosos podem conter uma pilhaExplique por que esses materiais satildeo perigosos
3 Seraacute que os materiais de uma pilha podem ter alguma utilidade ao ser humano
Outra sugestatildeo eacute pedir para o aluno fazer um desenho da pilhas antes e depois do experimento
ROTEIRO EXPERIMENTAL DESMONTAGEM DE PILHA
OBJETIVO Mostrar a constituiccedilatildeo quiacutemica de uma pilha e obter a partir dela alguns reagentes aproveitaacuteveis em aulas praacuteticas de laboratoacuterio
MATERIAL
1 pilha comum
Canivete
Chave de fenda
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Alicate
Funil plaacutestico
Filtro de papel
Bico de bunsen ou lamparina com aacutelcool
Beacutequer (pyrex)
Tripeacute
Tela de amianto
Espaacutetula (ou palito de sorvete)
Baqueta de vidro
Erlenmeyer
REAGENTES
Aacutegua destilada
PROCEDIMENTO
1 Com auxilio de um canivete abrir a pilha ao longo da emendaretirando a proteccedilatildeo de accedilo
2 Desenrolar bem a chapa obtida
3 Retirar o papelatildeo ou plaacutestico que se encontra abaixo da chapa de accedilo
4 O zinco eacute a camada que vem logo a seguir devendo ser retirado lavado com aacutegua e detergente colocando-o para secar
5 Finalmente retirar o bastatildeo preto e central da pilha (bastatildeo de carbono)lavando-o igualmente com aacutegua e detergente e transferir o resto do conteuacutedo da pilha para um beacutequer ou um copo de vidro
6 Acrescentar agrave esta mistura aproximadamente 50 ml de aacutegua e agitar bem
7 Filtrar a misturarecolhendo o filtrado em um erlenmeyere em seguidaabrir o papel de filtro com resiacuteduo para deixaacute-lo secar
8 Depois de secoguarde o poacute preto obtido (dioacutexido de manganecircs)em um frasco rotulado
9 Aquecer o filtrado com o auxilio do bico de bunsen (ou lamparina )ateacute toda a aacutegua evaporar
10 Depois de filtrarguardar os cristais em um frasco devidamente rotulado
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O filtrado conteacutem a misturas de cloretos de zinco e amocircnio ambos soluacuteveis em aacutegua
Observaccedilatildeo O invoacutelucro de accedilo pode ser usado como cadinho para uma secagem raacutepida e de pequenas quantidades de dioacutexido de manganecircs obtido
BIBLIOGRAFIA BRAATHENPCet AL Curso de treinamento de professores de segundo grau- Moacutedulo de QuiacutemicaViccedilosaMGUniversidade Federal de Viccedilosa1989
A seguir sequumlecircncia de fotos da desmontagem de uma pilha
Figura 1-pilha antes da desmontagem
Figura 2-passo1 retirada do invoacutelucro
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Figura 3-passo 2 retirada da camada de papelatildeo
Figura 4-passo 3 retirada da parte superior
Figura 5-passo 4 retirada do bastatildeo de carbono
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Figura 6- passo 5 retirada do poacute preto de dioacutexido de manganecircs
Figura 7 passo 6 visualizaccedilatildeo do interior da pilha
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Figura 8-passo 7 visualizaccedilatildeo de todos os componentes presentes em uma pilha
Para colaborar na avaliaccedilatildeo dessa aula investigativa e demonstrativa o ideal seria que o professor retomasse as questotildees que foram aplicadas no inicio da aula
AULA 2 Pilhas e baterias conceituaccedilatildeo a partir de pesquisas em livros didaacuteticos paradidaacuteticos internet e revistas especializadas
Com intuito de melhorar o conhecimento cientiacutefico dos alunos pode-se orientaacute-los para realizarem uma pesquisa literaacuteria sobre o que vem a ser pilha e bateria e os possiacuteveis problemas ambientais causados pelos usos e descarte inadequados destes Esta pesquisa pode ser realizada em grupo ou individualmente em sala ou extraclasse (a criteacuterio do professor) O objetivo da pesquisa eacute que os alunos com o auxilio do professor durante a aula aprenda transpor a linguagem da ciecircncia comum para a linguagem cientiacutefica compreendendo termos teacutecnicos especiacuteficos da Quiacutemica para opinar e atuar como cidadatildeo ou profissional num futuro proacuteximo de forma eacutetica
AULA 3 Visita virtual a uma induacutestria de reciclagem
Apoacutes discussotildees introdutoacuterias feitas na situaccedilatildeo de aprendizagem anterior pode-se fazer uma visita virtual no site do youtube onde poderatildeo assistir a um filme ( 5 minutos de duraccedilatildeo) da empresa de reciclagem de pilhas SUZAQUIM tem-se a possibilidade de se observar um processo quiacutemico de reciclagem de pilhas e baterias ( a visita fiacutesica eacute praticamente impossiacutevel de se realizar devido ao ambiente ser improacuteprio para essa finalidade) Finaliza-se essa primeira etapa do processo de aprendizagem pedindo aos alunos um relatoacuterio na forma de artigo de
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opiniatildeo sobre a importacircncia da reciclagem de pilhas em favor do meio ambiente e a necessidade de maiores investimentos nessa aacuterea
AULA 4 Modelo de pilha ideal
Considerando que agrave essa altura os nossos alunos jaacute tenham conhecimento sobre descarte de pilhas e baterias podemos inicializar a segunda etapa da unidade didaacutetica propondo que criem um modelo ideal de pilha (que impacte minimamente o meio ambiente) Essa atividade pode ser realizada em grupo os alunos teratildeo como material base informaccedilotildees jaacute trabalhadas anteriormente
Pode-se sugerir temas como
Pilhas recarregaacuteveis
Fontes de energias alternativas
Utilizaccedilatildeo de metais natildeo agressivos ao meio ambiente ou novos processos de eletroacutelise
Professor e alunos levaratildeo agrave sala de aula livros didaacuteticos paradidaacuteticos perioacutedicos e materiais da internet para consulta e realizaccedilatildeo da atividade propostaOs alunos seratildeo orientados pelo professor para em grupo montarem um modelo ideal de pilha que poderaacute ser apresentada na aula seguinte em forma de seminaacuterio experimento demonstrativo slides ou filmagens
Observaccedilatildeo para facilitar o trabalho o professor pode pedir aos alunos que usem os recursos mencionados acima para confecccedilatildeo do material a ser apresentado extraclasse
AULA 5 Modelos de pilhas produzidos apresentaccedilatildeo
Nesta aula o objetivo eacute que os alunos apresentem o seu modelo ideal de pilha escolhidos e idealizados na aula anterior e produzidos extraclasse Natildeo resta a menor duacutevida que seraacute um facilitador para o aprofundamento dos conteuacutedos gerais e especiacuteficos desta unidade didaacutetica Para que isso aconteccedila pode-se desencadear uma discussatildeo e um acordo coletivo para escolha da melhor pilha apresentada para que a haja compreensatildeo do processo de transformaccedilatildeo de energia quiacutemica em eleacutetrica
Para finalizar esta situaccedilatildeo de aprendizagem podemos avaliar os nossos alunos propondo as questotildees abaixo sugere-se que sejam realizadas individualmente pelos alunos pois somente desta maneira o professor poderaacute diagnosticar se houve o aprendizado real e significativo
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Questotildees sugeridas
1 Eacute possiacutevel produzir energia eleacutetrica atraveacutes de uma transformaccedilatildeo quiacutemica
2 Explique o surgimento da energia eleacutetrica nas transformaccedilotildees quiacutemicas
3 Podemos montar uma pilha ecologicamente correta
4 O funcionamento de uma pilha soacute acontece atraveacutes de transformaccedilatildeo quiacutemica Explique
Situaccedilatildeo de aprendizagem 3- O lado cientiacutefico da Pilha
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem permitiraacute aos alunos compreenderem o funcionamento de uma pilha( conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica ) e a produccedilatildeo de novos materiais atraveacutes da eletrolise (conversatildeo natildeo espontacircnea energia eleacutetrica em quiacutemica) com experimentos
Conteuacutedos e temas eletroacutelise reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo seacuterie de reatividade de metais
Competecircncias e habilidades compreender que existem transformaccedilotildees quiacutemicas que ocorrem com transferecircncia de eleacutetrons e podem gerar corrente eleacutetrica prever a ocorrecircncia de transformaccedilotildees quiacutemicas com a utilizaccedilatildeo da seacuterie de reatividade de metais
Estrateacutegias textos jornaliacutesticos experimentos abordagem investigativa com perguntas
Avaliaccedilatildeo anaacutelise dos resultados experimentais
Recursos materiais para o experimentolousa e giztabelas
Nuacutemero de aulas 4
AULA 1 O experimento da pilha do Daniel
Nessa aula propotildee ao professor a sugestatildeo de roteiro experimental da pilha de Daniel Esse experimento eacute bastante comum e o professor pode fazecirc-lo de maneira demonstrativa ou dividir a sala em grupos para sua realizaccedilatildeo Eacute importante orientar os alunos para que observem atentamente os estados iniciais e finais das placas metaacutelicas assim como da soluccedilatildeo em relaccedilatildeo agrave coloraccedilatildeo brilho e outros aspectos para que a aprendizagem ocorra de forma plena
Questotildees que poderatildeo auxiliar os alunos durante a execuccedilatildeo do experimento
1 As placas mudaram de cor apoacutes serem mergulhadas na soluccedilatildeo Explique
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2 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
3 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
4 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
1 Limpar as placas com palha de accedilo 2 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 3 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 4 Interligar os dois potes com a ponte salina
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5 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 6 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo PauloEdusp 1998
Caso o professor deseje trabalhar outros experimentos abaixo estatildeo descritos alguns (roteiros) para trabalhar o processo de eletroacutelise Dentre eles alguns satildeo bastante simples podem ser realizados de maneira demonstrativa pelo professor ou pelos alunos (divididos em grupo)
1ordf sugestatildeo de experimento
Quem natildeo gosta de receber o troco das compras em moedas novinhas O que ningueacutem gosta mas tem que aceitar eacute aquele monte de moedas enferrujadas e com aparecircncia envelhecida Mas por que elas adquirem este aspecto Tudo comeccedila pela composiccedilatildeo das moedas que satildeo obtidas atraveacutes de ligas metaacutelicas soacute por este fato jaacute se nota porque as moedas satildeo mais resistentes do que notas As ceacutedulas de dinheiro satildeo feitas com papel especial (papel moeda) que eacute resistente mas com o passar de matildeo em matildeo ficam velhas e se rasgam A umidade presente em nossas matildeos eacute que realiza o estrago e as moedas natildeo escapam elas ficam escurecidas devido agrave oxidaccedilatildeo As moedas constituem um dinheiro muito manuseado sendo assim fica inevitaacutevel que entre em contato com a umidade e exposiccedilatildeo ao oxigecircnio fatores necessaacuterios para que ocorra a reaccedilatildeo de oxidaccedilatildeo Mas saiba agora que existe um truque para deixar suas moedinhas novinhas em folha
O que vamos demonstrar a seguir pode ser usado em sala de aula como um experimento de Quiacutemica
Reaccedilotildees de oxidaccedilatildeo em moedas
Vamos usar como exemplo a moeda de 5 centavos pois eacute uma das mais manuseadas Portanto peccedila a seus alunos que tragam moedas envelhecidas neste valor
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Vocecirc sabe de que esta moeda eacute feita Eacute composta de Accedilo e recoberta com Cobre e agrave medida que vai sendo usada vai se formando uma camada de oacutexido de cobre sobre ela Veja a equaccedilatildeo do processo 2 Cu + frac12 O2 rarr Cu2O
O metal Cobre presente na moeda eacute oxidado e forma o monoacutexido de Dicobre (Cu2O) o qual tem coloraccedilatildeo escura daiacute o porquecirc daquela cor horriacutevel O segredo para que as moedas tornem a ficar como eram antes (brilhantes e avermelhadas) eacute deixaacute-las de molho em aacutecido cloriacutedrico Equaccedilatildeo que representa a lavagem Cu2O + 2 HCl rarr Cu2Cl2 + H2O
Como se vecirc na equaccedilatildeo acima o oacutexido reage com aacutecido cloriacutedrico (HCl) e daacute origem a um sal de cobre (Cu2Cl2) esta reaccedilatildeo permite agrave moeda adquirir aparecircncia de nova Por Liacuteria Alves Graduada em Quiacutemica Equipe Brasil Escola
2ordf sugestatildeo de experimento
Pilha de Limatildeo
ou Pilha de Laranja ou ainda Pilha de Batata
Eacute possiacutevel obter eletricidade a partir de um limatildeo Sim natildeo soacute satildeo as pilhas comuns que podem gerar eletricidade E o mais legal eacute que na falta do limatildeo vocecirc pode usar uma laranja ou mesmo uma batata
Na verdade a corrente eleacutetrica surge a partir dos potenciais eleacutetricos de dois metais que satildeo cravados no limatildeo na laranja
e na batata O caraacuteter aacutecido do limatildeolaranja e o caraacuteter baacutesico da batata ajudam na conduccedilatildeo da eletricidade Mas o que eacute que causa esta corrente Pense um pouco antes de prosseguir a leitura
Bom depois de esperar vocecirc pensar um pouquinho vamos prosseguir dois pedaccedilos de metal satildeo usados O melhor resultado surge da combinaccedilatildeo de zinco e cobre mas tambeacutem pode ser usado zinco e alumiacutenio ou ainda latatildeo e alumiacutenio
Alguns tipos de pregos conteacutem zinco e o cobre pode ser encontrado na forma de fios e mesmo na composiccedilatildeo de algumas moedas Pode-se tambeacutem utilizar (na falta destes) uma taxinha destas de latatildeo e um clips
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Apoacutes fincaacute-los no limatildeo (ou laranja ou batata) e uniacute-los por fios pode-se ligaacute-los a um pequeno aparelho eleacutetrico O melhor resultado se daacute usando um destes reloacutegios eletrocircnicos - tira-se a pilha deste e faz-se a ligaccedilatildeo dos fios positivo e negativo nos pequenos terminais do reloacutegio A corrente produzida eacute suficiente para acendecirc-lo ainda que por alguns minutos Natildeo esqueccedila de antes limpar as peccedilas de metal e evitar que elas se toquem no interior do limatildeo (ou da laranja ou ainda da batata)
Cuidados no Experimento
A eletricidade produzida eacute na realidade muito pequena para acender uma lacircmpada comum mesmo as menores Mas eacute possiacutevel acender uma pequena lampadinha se vocecirc quiser substituindo o limatildeo por uma soluccedilatildeo de aacutegua + sal Assim como na soluccedilatildeo salina existem no limatildeo batata e laranja alguns sais que se dissociam em iacuteons positivos e negativos e cada um destes tipos de iacuteons migram para os terminais metaacutelicos O certo eacute dizer que houve uma conduccedilatildeo iocircnica no interior do limatildeo da laranja e da batata Jaacute nos terminais satildeo os eleacutetrons dos metais que migram alcanccedilando o reloacutegio e fazendo-o funcionar com a corrente de eleacutetrons Esta eacute a diferenccedila
Uma lampadinha (ou mesmo um LED - uma lacircmpada especial destas coloridas que existem nos aparelhos de TV e de som esteacutereo geralmente nas cores vermelha e verde) satildeo materiais muito baratos e facilmente encontraacuteveis nas lojas de produtos eleacutetricos Para se acender uma destas lampadinhas eacute necessaacuterio 15 volt e alguns miliamperes o que eacute difiacutecil de se conseguir com apenas 1 limatildeo laranja ou batatinha
A voltagem tambeacutem varia de limatildeo para limatildeo laranja para laranja e batata para batata dependendo de vaacuterios fatores incluindo a acidezbasicidade teor de sais aacutegua Por exemplo um limatildeo pode acender um pequeno circuito eleacutetrico por pouco tempo e soacute Procure testaacute-lo com um voltiacutemetro (um medidor de tensatildeo eleacutetrica) Se for muito difiacutecil mesmo trabalhar com apenas um tente experimentar uma ligaccedilatildeo em seacuterie lacircmpada-cobre-limatildeo-zinco-fio-cobre-limatildeo-zinco-lacircmpada O resultado eacute mais visiacutevel
cienciaemcasacienciavivaptpilha_limaohtml
3ordf sugestatildeo de experimento
Pilha de Batata
Objetivo
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Estudar o funcionamento das ceacutelulas voltaacuteicas e associaccedilotildees em seacuterie Uma batata cortada pela metade duas plaquinhas de cobre e duas plaquinhas de zinco permitem a confecccedilatildeo de uma batateria capaz de acionar um reloacutegio digital por pelo menos dois meses Com certos cuidados os quais comentaremos esse tempo de uso pode ser estendido para cerca de quatro meses
Apresentaccedilatildeo
Os modernos reloacutegios digitais a cristal de quartzo requerem uma baixiacutessima intensidade de corrente eleacutetrica para seu funcionamento Se vocecirc tiver um bom microamperocircmetro poderaacute constatar que ela seraacute algo como 15 x 10-6 A sob tensatildeo eleacutetrica (ddp) de 135 V Eacute devido a isso que tais reloacutegios podem funcionar com as minuacutesculas baterias bototildees que geram uma fem entre 12 a 14 volts notadamente as baterias com ceacutelulas de mercuacuterio Os experimentos a seguir aproveitam-se dessa propriedade inerente aos circuitos eletrocircnicos --- funcionarem com baixiacutessimas intensidades de corrente eleacutetrica
O que faremos essencialmente seraacute construir baterias a partir de duas ceacutelulas voltaacuteicas que produziratildeo cada uma 06 a 07 V Dois eletrodos distintos (plaquinhas de cobre e zinco) seratildeo introduzidos em meias-batata (ou quiabo ou limatildeo ou abacaxi etc) e associados em seacuterie de modo a constituiacuterem uma bateria [associaccedilatildeo de duas pilhas primaacuterias (ceacutelulas voltaicas)]
Fazendo uma pilha primaacuteria
Corte uma batata pela metade Corte duas chapinhas uma de cobre outra de zinco com cerca de (2 x 4) cm Qualquer espessura das chapinhas entre 1 e 2 mm serviraacute essas chapinhas seratildeo os eletrodos da pilha primaacuteria Solde em cada uma dessas plaquinhas um fio de cobre flexiacutevel (cabinho 22) com cerca de 20 cm de comprimento (descasque as extremidades e estanhe-as --- passe solda) Espete as plaquinhas na meia-batata (bem perpendicular agrave superfiacutecie cortada) deixando para fora apenas cerca de 1 cm e separada por cerca de 08 cm Natildeo deixe as plaquinhas se encontrarem dentro da meia-batata Veja a ilustraccedilatildeo
Fazendo a batateria
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Essa pilha de meia-batata apresentaraacute forccedila eletromotriz (fem) de cerca de 07 V o que pode ser constatado mediante um bom voltocircmetro (resistecircncia interna grande) conectado aos dois fios indicados acima Como iremos necessitar de cerca de 14 V para acionar o reloacutegio digital deveremos construir uma bateria a partir de duas dessas pilhas primaacuterias e associando-as em seacuterie como se ilustra
Preparando o reloacutegio
Qualquer reloacutegio digital que utilize uma bateria botatildeo poderaacute ser usado O que utilizei eacute um CITIZEN - CRYSTON LC A primeira coisa a fazer eacute remover a tampinha em forma de disco do alojamento da bateria botatildeo Retire a bateria pifada Olhe bem para essa bateria e repare que o corpo dela corresponde ao poacutelo positivo enquanto que o botatildeo superior corresponde ao poacutelo negativo Veja dentro do local de alojamento dessa bateria as duas lacircminas de contato uma que encosta no poacutelo positivo da bateria e outra que encosta no poacutelo negativo Solde nessa pequenas lacircminas dois pedaccedilos de cabinho 22 um vermelho ligado na lacircmina positiva e um preto ligado na lacircmina negativa
O fio que vem da plaquinha de cobre da batateria deve ser ligado ao fio vermelho do reloacutegio e o fio que vem da plaquinha de zinco da batateria deve ser ligado ao fio preto do reloacutegio
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Pronto O reloacutegio jaacute deve estar funcionando Eis as ilustraccedilotildees de minha montagem
Agrave esquerda a proteccedilatildeo de madeira para a montagem numa divisatildeo foi feito o orifiacutecio para inserir o reloacutegio na outra foi colocado um pires quadrado para conter as meias-batatas Agrave direita um destaque da montagem Abaixo detalhes da parte posterior da montagem
Anaacutelise do circuito
A tensatildeo eleacutetrica uacutetil (U) entre os terminais de cada pilha primaacuteria pode ser expressa em termos de sua fem (E) de sua resistecircncia interna (r) e da corrente de intensidade i que por ela circula assim U = E - ri mostrando claramente que a tensatildeo uacutetil depende da intensidade da corrente eleacutetrica solicitada (i)
Em circuito aberto um bom voltocircmetro (Rvint--gt conectado aos eletrodos fornece Uaberto= E pois iaberto = 0 Um bom amperocircmetro (Raint--gt0) conectado diretamente entre os eletrodos (curto-circuitando a pilha) fornece Icc = Er uma vez que Ucc = 0 Da leitura da fem E (via voltocircmetro) e da corrente de curto circuito icc
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(via amperocircmetro) obtemos r = Eicc Para nossa montagem esse valor resultou ao redor dos 3 000 ohms e E = 07 V
Para as duas pilhas em seacuterie formando nossa batateria teremos Ebat = 14 V
e rbat = 6 000
Sob ddp uacutetil de 12 V teremos i = (Ebat- U)r = (14 - 12)6000 = 3 x 10-5 A que satildeo suficientes para o funcionamento do reloacutegio digital
Como dissemos como eletroacutelito podemos usar limatildeo abacaxi pepino uvas cebolas etc e como eletrodos podemos usar os pares cobrezinco magneacutesioferro alumiacuteniocobre prego zincadocobre etc Para cada par deve-se testar antes de ligar no reloacutegio qual a polaridade obtida (sob risco que queimar o cristal de quartzo) para a bateria Por exemplo se for usado eletrodos de magneacutesio e de ferro o magneacutesio seraacute o terminal negativo e o ferro o terminal positivo Calculadoras e jogos eletrocircnicos tambeacutem funcionam com tais baterias culinaacuterias Eis abaixo uma tomateria uma bateria de tomates
Mais teoria As reaccedilotildees nas ceacutelulas voltaacuteicas satildeo
catodo Zn lt==gt Zn2 + 2e anodo 2H+ + 2e lt==gt H2
A FEM da reaccedilatildeo vem expressa por E(ZnZn22H+H2) = Eo +
(RTnF)ln([Zn2+][H+]2) O eletrodo de cobre opera apenas como coletor de eleacutetrons podendo ser substituiacutedo por platina ou outro metal inerte
httpwwwfeiradecienciascombrsala1212_21asp
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Aulas 2 e 3 Reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo e o uso da tabela de potenciais de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo
Com a utilizaccedilatildeo dos dados recolhidos pelos alunos sobre o experimento anterior pode-se introduzir o conteuacutedo sobre reaccedilotildees de oxirreduccedilatildeo e o uso da tabela de potenciais de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo
Para facilitar a inicializaccedilatildeo do conteuacutedo pode-se retomar algumas questotildees dos experimentos anteriores
1 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 2 Como a energia eleacutetrica foi obtida 3 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 4 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 5 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 6 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 7 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 8 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha Conteuacutedo sugerido para trabalhar o conceito de reaccedilatildeo de oxidorreduccedilatildeo
A eletroquiacutemica eacute o estudo sobre a transferecircncia de eleacutetrons entre diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-versa Pilhas e baterias satildeo reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo capazes de gerar corrente eleacutetrica Eletroacutelise satildeo reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo produzidas pela passagem da corrente eleacutetrica Numa eletrolise existe os seguintes termos CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e mergulhados num eletroacutelito ELETRODOS Satildeo as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica ELETROacuteLITOS Satildeo as soluccedilotildees que conduzem a corrente eleacutetrica AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula entra na soluccedilatildeo CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula deixa a soluccedilatildeo IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na soluccedilatildeo Resumo
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons aumenta o numero de oxidaccedilatildeo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons diminui o numero de oxidaccedilatildeo
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Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz o numero de oxidaccedilatildeo diminui
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida o numero de oxidaccedilatildeo aumenta
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em energia eleacutetrica
BIBLIOGRAFIA sobre o conceito de oxidorreduccedilatildeo Programa de ensino para jovens e adultosescola da juventude Ciecircncias da NaturezaMatemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemicaeditora iacutecone ltdaSatildeo Paulo
Figura retirada WWWgooglecombr
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
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A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu
++ Isso provocaraacute
diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo
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que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
AULA 4 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o experimento da pilha de Daniel
Confecccedilatildeo de relatoacuterio pode-se trabalhar produccedilatildeo de textos do gecircnero artigo de opiniatildeo (conclusatildeo) e resumos ( introduccedilatildeo) Com o relatoacuterio em matildeos o
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professor poderaacute avaliar se houve aprendizagem real ou natildeo Espera-se que os alunos possam descrever em seu relatoacuterio os seguintes toacutepicos
Na pilha de Daniel o eletrodo de cobre metaacutelico que recebe eleacutetrons eacute chamado de caacutetodo ou terminal positivo e a lacircmina de zinco que cede eleacutetrons eacute o acircnodo ou terminal negativo O conjunto montado no experimento eacute uma pilha de Daniell com ponte salina A placa de zinco fornece eleacutetrons oxidando-se atraveacutes do fio para a placa de cobre que reduziraacute iacuteons de cobre na soluccedilatildeo Os eleacutetrons passando atraveacutes do fio iratildeo alimentar o cartatildeo musical Invertendo-se os fios de ligaccedilatildeo da pilha o terminal negativo do cartatildeo musical estaraacute ligado ao caacutetodo da pilha e o terminal positivo ao acircnodo Esta inversatildeo do sentido da corrente natildeo permite que o cartatildeo musical funcione
Sugestatildeo de modelo de relatoacuterio
RELATOacuteRIO
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em sete itens principais
Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram utilizados no experimento
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32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o experimento
5 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2 ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
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baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Conteuacutedo e temas impactos ambientais relacionado ao uso de pilhas e baterias
Competecircncias e habilidades identificar os impactos ambientais causados pelo descarte inadequado de pilhas e baterias avaliar como a composiccedilatildeo das pilhas pode causar possiacuteveis impactos relacionar os impactos causados pelas induacutestrias nos processos de eletroacutelise refletir sobre a importacircncia da adoccedilatildeo de posturas conscientes com relaccedilatildeo ao consumo e descarte de pilhas e baterias
Estrateacutegias elaboraccedilatildeo de mural produccedilatildeo de folder
Recursos biombos para anexar material produzido cartolinas fitas adesivas
Avaliaccedilatildeo participaccedilatildeo e envolvimento
Nuacutemero de aulas 3
AULA 1 Elaboraccedilatildeo de mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias os alunos finalizaratildeo a segunda etapa desta unidade didaacutetica construindo seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo Nesse momento comeccedila-se a desenvolver a terceira etapa dessa unidade ( que eacute uma das mais importantes)pois os alunos iratildeo aplicar o que aprenderam preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo em um local estrateacutegico da escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas sobre o assunto estudado O nosso estudante nesta etapa final da unidade temaacutetica poderaacute desenvolver accedilotildees sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente e tambeacutem composiccedilatildeo de muacutesicas sobre os assuntos abordados
AULA 2 A escola como ponto de coleta de pilhas e baterias
Os alunos apoacutes terem finalizado o trabalho da aula anterior poderatildeo distribuir agrave comunidade o material confeccionado sensibilizando-a buscando parcerias para que a escola seja um ponto de coleta desses materiais pois somente com accedilotildees dessa natureza podemos acreditar que possam desenvolver a accedilatildeo social e ambiental desejada
AULA 3 Retomada das questotildees diagnoacutesticas poacutes desenvolvimento da unidade didaacutetica
Eacute importante retomar as questotildees aplicadas no iniacutecio dessa unidade pois somente assim teremos a certeza do quanto os alunos assimilaram de conhecimento cientiacutefico Muito importante nesse momento tambeacutem eacute poder avaliaacute-los como indiviacuteduos atuantes na sociedade
AULA 4 Avaliaccedilatildeo final
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Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos (sugere-se que contenha mapa conceitual dos conteuacutedos apreendidos) e devolutiva das questotildees comentadas
Consideraccedilotildees finais
A eletroquiacutemica trabalhada da forma que estaacute sendo apresentada nessa unidade didaacutetica leva o aluno a adquirir conhecimentos de maneira significativa O ensino atraveacutes da experimentaccedilatildeo o faraacute tirar suas proacuteprias conclusotildees e ter um aprendizado real produzindo nele mudanccedila de postura diante dos fatos observados refletindo e opinando criticamente frente a informaccedilotildees que poderaacute encontrar doravante sobre o assunto
A participaccedilatildeo e a integraccedilatildeo do aluno nas aulas tecircm que ser consideradas ponto de partida para que o mesmo possa compreender que as transformaccedilotildees quiacutemicas fazem parte do seu cotidiano Toda tecnologia existente eacute produto dessas transformaccedilotildees
Finalizando o estudo dessa unidade espera-se que o aluno natildeo soacute compreenda a importacircncia das transformaccedilotildees quiacutemicas mas que esteja envolvido a ponto de adotar uma postura responsaacutevel em relaccedilatildeo aos impactos ambientais causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e baterias e dentro dessa nova postura possa tomar decisotildees e atuar de forma eacutetica no meio em que vive
REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
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9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
14- Programa de ensino para jovens e adultos escola da juventude Ciecircncias da Natureza Matemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemica Editora Iacutecone Ltda Satildeo Paulo
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Imagem maisumtekofileswordpresscom
2009
Katia Regina Varela Roa-DE SUZANO
Gilson Silva ndashDE CAEIRAS
Leonardo Bassi Ubeda das Neves-DE SUZANO
Massuko Sawayama Warigoda-DE MOGI DAS
CRUZES
GEPEQ- USP CURSO DE FORMACcedilAtildeO
CONTINUADA DE PROFESSORES 2008 2009
28082009
PILHAS E BATERIAS USOS E DESCARTES X IMPACTOS AMBIENTAIS Caderno do aluno
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Situaccedilatildeo de aprendizagem 1- As pilhas e baterias que fazem parte do nosso lixo eletrocircnico podem ser prejudiciais ao ser humano
Por meio desta primeira situaccedilatildeo de aprendizagem vocecirc poderaacute reconhecer
que quando descartadas incorretamente pilhas e baterias podem prejudicar o meio
ambiente apesar de indispensaacutevel para o homem E tambeacutem pode comeccedilar a
refletir o porquecirc dessa questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil toneladas de lixo eletrocircnico
por hora dentro deste destacam-se pilhas e baterias Este lixo eacute jogado na
natureza provocando vaacuterios problemas ambientais Quais os problemas
ambientais que as pilhas e baterias provocam na natureza e como podemos
evitaacute-losrdquo
Atividade 1Refletindo sobre pilhas e baterias x impactos ambientais
1 O que vocecirc entende por pilhas E baterias
2 Elas satildeo imprescindiacuteveis na atualidade Onde
3 Existe alguma relaccedilatildeo entre pilha eletricidade e transformaccedilotildees quiacutemicas
4 Que tipo de material(is) vocecirc acha que eacute(satildeo) necessaacuterio(os) para se construir
uma pilha
5 Cite alguns problemas ambientais relacionados ao uso e descarte de pilhas e
baterias Qual deve ser sua postura em relaccedilatildeo a esses problemas
Atividade 2 Pilhas e Baterias x impactos ambientais
Leitura e Anaacutelise de textos
TEXTO 1 Descarte de pilhas e baterias eacute problema seacuterio para meio ambiente
O Brasil eacute o uacutenico paiacutes da Ameacuterica do Sul que regulamenta a fabricaccedilatildeo venda e destinaccedilatildeo final de pilhas e baterias Com a entrada da Resoluccedilatildeo 257 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama) que dispotildee sobre estes resiacuteduos em vigor desde junho de 2001 o Ibama passou a fiscalizar esses limites Ou pelo menos era o que deveria acontecer Em Cuiabaacute por exemplo o gerente do oacutergatildeo Hugo Scheuer declarou natildeo estar a par do assunto mas garantiu ser este seu proacuteximo objetivo por considerar o descarte destes resiacuteduos um problema de grande amplitude Mas enquanto isso o que fazer com pilhas e baterias principalmente as de celulares quando acabam Esta duacutevida eacute frequumlente em toda a populaccedilatildeo
Considerados toacutexicos o lanccedilamento desses resiacuteduos em lixotildees nas margens das estradas ou em terrenos baldios compromete a qualidade ambiental e de vida da populaccedilatildeo Os resiacuteduos pesados quando aterrados migram para partes mais profundas do solo Com isso podem atingir o lenccedilol freaacutetico contaminando a flora e a fauna das regiotildees proacuteximas e ainda causar doenccedilas que variam de lesotildees cerebrais a disfunccedilotildees renais e pulmonares passando por distuacuterbios visuais e
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anemia Segundo a Resoluccedilatildeo 257 os fabricantes e importadores satildeo os responsaacuteveis pelo recolhimento do material e sua destinaccedilatildeo final o que deve ser fiscalizado pelos oacutergatildeos puacuteblicos ambientais Mas em Cuiabaacute apesar do site do Ministeacuterio do Meio Ambiente indicar o endereccedilo de 28 postos nenhum deles efetua o recolhimento apenas duas empresas de celulares recolhem as baterias em seus postos de venda (Vivo e Americel) e a fiscalizaccedilatildeo do Ibama eacute inexistente A Resoluccedilatildeo estabelece que as pilhas e baterias apoacutes o seu esgotamento energeacutetico devem ser entregues pelos usuaacuterios aos estabelecimentos que as comercializam ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelas respectivas induacutestrias Estas por sua vez devem repassaacute-las aos fabricantes e importadores para que passem por procedimentos de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final ambientalmente adequada No artigo 13deg estaacute previsto que as pilhas e baterias que atenderem aos limites previstos no artigo 6deg podem ser dispostas juntamente com os resiacuteduos domiciliares em aterros sanitaacuterios licenciados Mas por falta de aterros licenciados a maior parte das baterias e pilhas usadas continuam tendo os lixotildees irregulares como destino significando um risco para o meio ambiente e para as pessoas Apenas 30 destes resiacuteduos satildeo reciclados No Brasil uma empresa chamada Suzaquim anuncia que deteacutem um processo de reciclagem de baterias
Dependendo do material de que satildeo constituiacutedas pilhas e baterias podem ser jogadas em lixo domeacutestico As pilhas secas composta por zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs as mais consumidas para uso domeacutestico tecircm em sua maioria operado nos limites estabelecidos pelo artigo 6deg da Resoluccedilatildeo 257 As baterias de telefone sem fio de filmadoras de celular ou outros tipos normalmente recarregaacuteveis devem ser devolvidas agraves lojas Os fabricantes estatildeo obrigados a informar nas embalagens a necessidade ou natildeo de devoluccedilatildeo
O Brasil produz cerca de 800 milhotildees de pilhas comuns por ano o que representa seis unidades por habitante Deve-se lembrar que uma uacutenica pilha contamina o solo durante 50 anos Circulam anualmente 10 milhotildees de baterias de celular 12 milhotildees de baterias automotivas e 200 mil baterias industriais Do total de pilhas e baterias consumidas no paiacutes quase 70 satildeo constituiacutedas principalmente por zinco e caacutedmio aproximadamente 30 por amocircnia e manganecircs Ao se desfazer de pilhas e baterias usadas em local inadequado pode-se contaminar o solo a aacutegua e o ar Atraveacutes da cadeia alimentar esse produto chega aos seres humanos causando doenccedilas que afetam o sistema nervoso central Todos satildeo considerados bioacumulativos - acumula-se no organismo ao longo do tempo
RECICLAVEISCOMBR
Texto 2 Metais pesados contaminam meio ambiente e oferecem riscos agrave
sauacutede puacuteblica
Estima-se que cada bateria ou pilha depositada de forma inadequada no meio
ambiente contamine uma aacuterea de um metro quadrado Entretanto o dano ambiental
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pode ser maior se a quantidade desses equipamentos jogados em lixotildees for muito
alta
A dissoluccedilatildeo de metais pesados depositados em aterros
sanitaacuterios improacuteprios pode contaminar lenccediloacuteis freaacuteticos e o
ambiente local Em aterros a dissoluccedilatildeo dos metais eacute mais faacutecil
devido agrave acidez da aacuterea Isso facilita a acumulaccedilatildeo de metais
pesados na cadeia alimentar atraveacutes da contaminaccedilatildeo de
animais e vegetais que podem causar a intoxicaccedilatildeo de seres humanos que venham
a consumir esses alimentos afetados Metais pesados como chumbo caacutedmio
mercuacuterio e seus compostos podem provocar graves doenccedilas neuroloacutegicas aleacutem de
afetar a condiccedilatildeo motora
Pilhas e baterias comuns (pequenas usadas em raacutedios por exemplo) podem
ser descartadas no lixo domeacutestico de acordo com a determinaccedilatildeo do Conama No
entanto a professora Andreacutea Bernardes do Departamento de Engenharia de
Materiais da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) avalia que esses
produtos que acabam sendo depositados em aterros sanitaacuterios soacute poderiam ser
descartados nestes locais se houvesse o tratamento adequado do chorume
(substacircncia liacutequida encontrada em lixotildees) O chorume contaminado com metais
pesados contaminaraacute tambeacutem a terra e os lenccediloacuteis freaacuteticos
Marcelo Furtado coordenador da aacuterea de substacircncias toacutexicas do
Greenpeace vecirc com bons olhos a determinaccedilatildeo do Conama A iniciativa serve
como incentivo para que as empresas passem a reduzir o uso de substacircncias
toacutexicas para evitar todo o processo de recolhimento de baterias e pilhas usadas
diz Ele lembra que a tendecircncia eacute que substacircncias reciclaacuteveis sejam usadas cada
vez mais para que a reutilizaccedilatildeo dos produtos seja constante
Danilo FantinelRedaccedilatildeo Terra
Questotildees para anaacutelise do texto
6 Cite algumas das questotildees ambientais relacionadas ao uso de pilhas e baterias Qual deve ser a postura da populaccedilatildeo em relaccedilatildeo a essas questotildees 7 Com base na legislaccedilatildeo apresentada explique como deve ser feito o descarte de pilhas e baterias Quais impecilhos poderatildeo dificultar o cumprimento da lei 8 Qual o destino que deve ser dado agraves pilhas que seratildeo descartadas Existem formas de reciclagem Quais 9 Considerando os impactos ambientais que podem ocorrer do descarte inadequado das pilhas e baterias qual a sua opiniatildeo sobre o uso delas Existe uma ideal Explique 10 Vocecirc acha que hoje eacute possiacutevel sobrevivermos sem o uso de pilhas e baterias
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Atividade 3 Trechos do filme WALL-E
Converse com o seu professor sobre o filme a ser assistido na escola caso natildeo seja possiacutevel assista o filme em casa para auxiliaacute-lo nessa atividade
Questotildees para sala de aula reflexatildeo dos assuntos abordados no filme
5 Sente-se um escravo da tecnologia atual ( especificamente aqueles que em curto espaccedilo de tempo geram lixo eletrocircnico tais como celular Ipod Iphone etc) 6 Ficou sensibilizado sobre a quantidade de lixo eletrocircnico que o homem produz 7 Haacute uma remota possibilidade de o Planeta ser recuperado 8 Qual a sua opiniatildeo sobre a mensagem que o filme Wall-E passa 9 Viacutedeo WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97
minutos) som e cor
Situaccedilatildeo de aprendizagem 2 - Que tipos de materiais existem em uma pilha que
a classifique como poluidora do meio ambiente
Apoacutes a visatildeo do que vocecirc teve do filme e discussatildeo de trechos que falam sobre
impactos ambientais provocados pelo mau descarte de pilhas e baterias vocecirc
imagina quais seriam os agentes contaminantes
Atividade 1 Experimento demonstrativo ndash Desmontagem de uma pilha
No inicio da aula entregue para o seu professor um desenho que demonstre os
componentes que estruturam uma pilha
Apoacutes o teacutermino da desmontagem faccedila um novo desenho colocando aquilo que vocecirc
observou Compare o primeiro com o segundo desenho e em poucas linhas
descreva o que mais lhe chamou a atenccedilatildeo
Atividade 2 Buscando orientaccedilotildees com o professor para trabalho de
pesquisa
Leve para sala de aula revistas jornaislivros e mateacuterias de internet trazendo
informaccedilotildees sobre pilha ecologicamente correta
Atividade 3 Reciclagem de pilhas
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Apoacutes a viacutedeoaula sobre a reciclagem de pilhas elabore um artigo de opiniatildeo sobre
a importacircncia da reciclagem de pilhas em favor do meio ambiente e a necessidade
de maiores investimentos nessa aacuterea Ao final entregue a seu professor
Atividade 4 Pesquisa em grupo Pilha ideal
A partir de uma preacutevia busca em revistas jornais livros e internet procure obter
informaccedilotildees sobre uma pilha ideal
Atividade 5 Escolha da Pilha ideal
Apresente o material para o professor e os seus colegas para que seja feita a
escolha da melhor ideia
Questotildees para anaacutelise das ideacuteias sobre pilha ideal
5 Eacute possiacutevel produzir energia eleacutetrica atraveacutes de uma transformaccedilatildeo quiacutemica
6 Explique o surgimento da energia eleacutetrica nas transformaccedilotildees quiacutemicas
7 Podemos montar uma pilha ecologicamente correta
8 O funcionamento de uma pilha soacute acontece atraveacutes de transformaccedilatildeo quiacutemica Explique
Situaccedilatildeo de aprendizagem 3- O lado cientiacutefico da Pilha
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem permitiraacute a vocecirc compreender melhor o
funcionamento de uma pilha( conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
) e a produccedilatildeo de novos materiais atraveacutes da eletrolise (conversatildeo natildeo espontacircnea
energia eleacutetrica em quiacutemica) com experimentos Para essa situaccedilatildeo eacute importante
que vocecirc observe e anote em seu caderno tudo que se alterou
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Atividade 1 O experimento da pilha do Daniel
Questotildees que podem auxiliaacute-lo durante a execuccedilatildeo do experimento
6 As placas mudaram de cor apoacutes serem mergulhadas na soluccedilatildeo Explique
7 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
8 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
9 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
7 Limpar as placas com palha de accedilo
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8 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 9 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 10 Interligar os dois potes com a ponte salina 11 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 12 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e
transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo
PauloEdusp 1998
Atividade 2 Anaacutelise sobre experimento
Questotildees sobre o experimento
9 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 10 Como a energia eleacutetrica foi obtida 11 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 12 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 13 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 14 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 15 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 16 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha
UM POUCO DE ELETROQUIMICA
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A eletroquiacutemica estuda o aproveitamento da transferecircncia de eleacutetrons entre
diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-
versa
Pilhas conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
Eletroacutelise conversatildeo natildeo espontacircnea de energia eleacutetrica em quiacutemica
A seguir estatildeo descritos alguns termos que apareceratildeo no estudo da eletroquiacutemica
ELETRODOS Satildeo assim chamadas as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com
a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica
AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
ENTRA na soluccedilatildeo
CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
DEIXA a soluccedilatildeo
d) ELETROacuteLITOS Satildeo assim chamadas todas as soluccedilotildees que CONDUZEM a
corrente eleacutetrica
e) IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na
soluccedilatildeo
AcircNODO Eletrodo do qual saem os eleacutetrons para o circuito externo da ceacutelula
CAacuteTODO Eletrodo no qual entram os eleacutetrons atraveacutes do circuito externo da ceacutelula
f) CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que
conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e
mergulhados num eletroacutelito
Resumindo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons ( diminuiccedilatildeo de Nox)
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons ( aumento de Nox)
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida (Nox aumenta)
Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz (Nox diminui)
O redutor reduz o oxidante
O oxidante oxida o redutor
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em
energia eleacutetrica
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Cada substacircncia possui uma maior ou menor tendecircncia de perder eleacutetrons
tendecircncia esta chamada de Potencial de Oxidaccedilatildeo Deste modo uma substacircncia X
que tenha um potencial de oxidaccedilatildeo maior que uma substacircncia Y iraacute perder seus
eleacutetrons gradativamente para esta substacircncia se as duas estiverem juntas
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do
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eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu++ Isso provocaraacute diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
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Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
Atividade 3 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o
experimento da pilha de Daniel
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas
dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os
relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em
eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e
conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em
sete itens principais
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Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve
comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos
resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo
do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos
objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser
esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram
utilizados no experimento
32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute
apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela
caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o
experimento
10 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a
profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno
Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos
pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
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Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento
e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na
redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os
objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem
de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed
Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo
de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO
BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro
ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2
ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte
das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos
ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos
Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o
aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Atividade 1 Montagem de um Mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias vocecirc poderaacute construir
o seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo em que vocecirc iraacute aplicar o que
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aprendeu preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo na entrada da
escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas
sobre o assunto estudado Orientado pelo seu professor vocecirc desenvolveraacute accedilotildees
sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre
o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente Poderaacute tambeacutem
compor muacutesicas sobre os assuntos abordados
Atividade 2 Montagem de um Portifolio
Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-
avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos
ao longo do bimestre de modo que venha justificar a questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil
toneladas de lixo eletrocircnico por hora dentro deste destacam-se pilhas e
baterias Este lixo eacute jogado na natureza provocando vaacuterios problemas
ambientais Quais os problemas ambientais que as pilhas e baterias provocam
na natureza e como podemos evitaacute-losrdquo citada no inicio do bimestre
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REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
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Ateacute agora poreacutem os ultracapacitores necessitavam ser muito maiores do que as baterias para fornecer a mesma quantidade de energia Os cientistas resolveram o problema lidando com os campos eleacutetricos em niacutevel atocircmico Eles utilizaram uma membrana construiacuteda com nanotubos de carbono alinhados verticalmente
A capacidade de armazenamento de um ultracapacitor depende da aacuterea superficial de seus eletrodos Atualmente esses eletrodos satildeo feitos de carbono ativado um material extremamente poroso o que se traduz em uma enorme aacuterea superficial Mas seus poros satildeo irregulares o que significa que essa aacuterea natildeo eacute tatildeo grande quanto poderia ser reduzindo a eficiecircncia do ultracapacitor
Jaacute os nanotubos de carbono tecircm um desenho perfeitamente regular aleacutem de possuir diacircmetros de apenas alguns poucos aacutetomos A membrana construiacuteda com eles apresenta uma aacuterea superficial muito maior o que se traduz em uma eficiecircncia incomparaacutevel no armazenamento de energia
Os cientistas afirmam jaacute deter a tecnologia para a fabricaccedilatildeo das membranas de nanotubos de carbono em qualquer formato o que poderaacute facilitar a fabricaccedilatildeo de ultracapacitores nos formatos das pilhas e baterias tradicionalmente utilizados em aparelhos eletrocircnicos
Questotildees desencadeadoras para discussatildeo dos textos
1 Cite algumas das questotildees ambientais relacionadas ao uso de pilhas e baterias Qual deve ser a postura da populaccedilatildeo em relaccedilatildeo a essas questotildees 2 Com base na legislaccedilatildeo apresentada explique como deve ser feito o descarte de pilhas e baterias Quais impecilhos poderatildeo dificultar o cumprimento da lei 3 Qual o destino que deve ser dado agraves pilhas que seratildeo descartadas Existem formas de reciclagem Quais 4 Considerando os impactos ambientais que podem ocorrer do descarte inadequado das pilhas e baterias qual a sua opiniatildeo sobre o uso delas Existe uma ideal Explique 5 Vocecirc acha que hoje eacute possiacutevel sobrevivermos sem o uso de pilhas e baterias
Aula 3 viacutedeo aulas de conscientizaccedilatildeo sobre descarte de pilhas
Nessa aula pode-se discutir com os alunos os problemas ambientais causados pelo descarte inadequado de pilhas e com isso incentivar o nosso aluno a uma nova mudanccedila de atitude em relaccedilatildeo ao meio ambiente e tomada de posiccedilatildeo ecologicamente correta Como sugestatildeo estatildeo um desenho animado e uma reportagem que podem ser abordadas com questotildees orais e escrita sobre a preocupaccedilatildeo com o descarte das pilhas e seus efeitos Pode-se pedir tambeacutem que elaborem textos do gecircnero artigo de opiniatildeo sobre o assunto em questatildeo (Sugere-se que os alunos assistam o filme WALL-E em casa e tragam seus pontos de vista para debate posterior em salaOutra maneira de trabalhar com esse tipo de recurso visual seria uma preacutevia ediccedilatildeo dos filmes indicados onde o professor selecionaria as cenas com a intenccedilatildeo de promover debates em sala )
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Questotildees para discussatildeo das miacutedias apresentadasque tambeacutem podem ser ferramentas para um debate
1 Sente-se um escravo da tecnologia atual ( especificamente aqueles que em curto espaccedilo de tempo geram lixo eletrocircnico tais como celular Ipod Iphone etc) 2 Ficou sensibilizado sobre a quantidade de lixo eletrocircnico que o homem produz 3 Haacute uma remota possibilidade de o Planeta ser recuperado 4 Qual a sua opiniatildeo sobre a mensagem que o filme Wall-E passa
Viacutedeo 1 IMPACTOS AMBIENTAIS Desenho animado sobre educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambiental retirado do site WWWyoutubecombr (1min e 45 segundos)
Viacutedeo 2 RECICLAGEM DE PILHAS Cidades e soluccedilotildees Globo News retirado do site WWWyoutubecombr (22 min e 35 segundos)
Viacutedeo 3WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
AVALIACcedilAtildeO DA UNIDADE
Ao final do estudo desta situaccedilatildeo de aprendizagem espera-se que o nosso educando tome uma posiccedilatildeo ecologicamente correta sabendo dos males que um descarte inadequado de pilhas e baterias possa causar ao meio ambiente
Situaccedilatildeo de aprendizagem 2 - Que tipos de materiais existem em uma pilha que a classifique como poluidora do meio ambiente
A partir de um experimento investigativo o nosso educando eacute instigado a pensar refletir sobre os componentes presentes em uma pilha e o principio de funcionamento desta Nesta situaccedilatildeo de aprendizagem os alunos seratildeo estimulados a dar explicaccedilotildees para as observaccedilotildees feitas e aplicaratildeo os conhecimentos que jaacute possuem sobre pilhas e baterias adquiridos na situaccedilatildeo anterior e atraveacutes de pesquisas posteriores ao experimento investigativo os alunos teratildeo contato com diversas fontes de pesquisa faratildeo anaacutelise das informaccedilotildees nelas contidas com o estabelecimento de relaccedilotildees entre elas para a elaboraccedilatildeo de conclusotildees Este processo estimula uma reflexatildeo efetiva dos alunos favorecendo uma aprendizagem mais significativa
Conteuacutedos e temas pilhas e aplicaccedilotildees das transformaccedilotildees que ocorrem com o envolvimento de eletricidade
Competecircncias e a habilidades avaliar a composiccedilatildeo das pilhas e o impacto que poderatildeo causar quando descartadas inadequadamente elencar impactos causados pelo uso industrial dos processos de eletroacutelise e discussotildees sobre a viabilidade do uso de diferentes fontes de energia
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Estrateacutegias leitura e discussotildees de textos debates realizaccedilatildeo de pesquisas e anaacutelise de resultados experimentais
Recursos livros didaacuteticos paradidaacuteticos perioacutedicos pesquisa na internet materiais para experimento
Nuacutemero de aulas 5
AULA 1 EXPERIMENTO INVESTIGATIVO Quais componentes estatildeo presentes em uma Pilha
Devido a toxidade presente nos componentes da pilha (chapa de accedilozincobastatildeo de carbonodioacutexido de manganecircs e cloretos de zinco e amocircnio) sugere-se um experimento de natureza demonstrativa tais como desmontar uma pilha passo a passo conforme figuras abaixo e tambeacutem pesquisar viacutedeos no youtube sobre desmontagem de pilhas ou pode produzir uma filmagem da desmontagem da pilha uma vez que a ideia eacute preservar o meio ambiente Entatildeo os viacutedeos satildeo uma ideia aceitaacutevel
A ideacuteia de trabalhar esse experimento eacute demonstrar para o aluno os componentes de uma pilha o aluno durante o experimento deve ser questionado a todo tempo sobre os materiais existentes em uma pilha e o que pode prejudicar o meio ambiente apoacutes o descarte
Sugestotildees de questotildees para os alunos
1 Quais os componentes presentes em uma pilha
2 Quantos materiais perigosos podem conter uma pilhaExplique por que esses materiais satildeo perigosos
3 Seraacute que os materiais de uma pilha podem ter alguma utilidade ao ser humano
Outra sugestatildeo eacute pedir para o aluno fazer um desenho da pilhas antes e depois do experimento
ROTEIRO EXPERIMENTAL DESMONTAGEM DE PILHA
OBJETIVO Mostrar a constituiccedilatildeo quiacutemica de uma pilha e obter a partir dela alguns reagentes aproveitaacuteveis em aulas praacuteticas de laboratoacuterio
MATERIAL
1 pilha comum
Canivete
Chave de fenda
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Alicate
Funil plaacutestico
Filtro de papel
Bico de bunsen ou lamparina com aacutelcool
Beacutequer (pyrex)
Tripeacute
Tela de amianto
Espaacutetula (ou palito de sorvete)
Baqueta de vidro
Erlenmeyer
REAGENTES
Aacutegua destilada
PROCEDIMENTO
1 Com auxilio de um canivete abrir a pilha ao longo da emendaretirando a proteccedilatildeo de accedilo
2 Desenrolar bem a chapa obtida
3 Retirar o papelatildeo ou plaacutestico que se encontra abaixo da chapa de accedilo
4 O zinco eacute a camada que vem logo a seguir devendo ser retirado lavado com aacutegua e detergente colocando-o para secar
5 Finalmente retirar o bastatildeo preto e central da pilha (bastatildeo de carbono)lavando-o igualmente com aacutegua e detergente e transferir o resto do conteuacutedo da pilha para um beacutequer ou um copo de vidro
6 Acrescentar agrave esta mistura aproximadamente 50 ml de aacutegua e agitar bem
7 Filtrar a misturarecolhendo o filtrado em um erlenmeyere em seguidaabrir o papel de filtro com resiacuteduo para deixaacute-lo secar
8 Depois de secoguarde o poacute preto obtido (dioacutexido de manganecircs)em um frasco rotulado
9 Aquecer o filtrado com o auxilio do bico de bunsen (ou lamparina )ateacute toda a aacutegua evaporar
10 Depois de filtrarguardar os cristais em um frasco devidamente rotulado
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O filtrado conteacutem a misturas de cloretos de zinco e amocircnio ambos soluacuteveis em aacutegua
Observaccedilatildeo O invoacutelucro de accedilo pode ser usado como cadinho para uma secagem raacutepida e de pequenas quantidades de dioacutexido de manganecircs obtido
BIBLIOGRAFIA BRAATHENPCet AL Curso de treinamento de professores de segundo grau- Moacutedulo de QuiacutemicaViccedilosaMGUniversidade Federal de Viccedilosa1989
A seguir sequumlecircncia de fotos da desmontagem de uma pilha
Figura 1-pilha antes da desmontagem
Figura 2-passo1 retirada do invoacutelucro
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Figura 3-passo 2 retirada da camada de papelatildeo
Figura 4-passo 3 retirada da parte superior
Figura 5-passo 4 retirada do bastatildeo de carbono
21
Figura 6- passo 5 retirada do poacute preto de dioacutexido de manganecircs
Figura 7 passo 6 visualizaccedilatildeo do interior da pilha
22
Figura 8-passo 7 visualizaccedilatildeo de todos os componentes presentes em uma pilha
Para colaborar na avaliaccedilatildeo dessa aula investigativa e demonstrativa o ideal seria que o professor retomasse as questotildees que foram aplicadas no inicio da aula
AULA 2 Pilhas e baterias conceituaccedilatildeo a partir de pesquisas em livros didaacuteticos paradidaacuteticos internet e revistas especializadas
Com intuito de melhorar o conhecimento cientiacutefico dos alunos pode-se orientaacute-los para realizarem uma pesquisa literaacuteria sobre o que vem a ser pilha e bateria e os possiacuteveis problemas ambientais causados pelos usos e descarte inadequados destes Esta pesquisa pode ser realizada em grupo ou individualmente em sala ou extraclasse (a criteacuterio do professor) O objetivo da pesquisa eacute que os alunos com o auxilio do professor durante a aula aprenda transpor a linguagem da ciecircncia comum para a linguagem cientiacutefica compreendendo termos teacutecnicos especiacuteficos da Quiacutemica para opinar e atuar como cidadatildeo ou profissional num futuro proacuteximo de forma eacutetica
AULA 3 Visita virtual a uma induacutestria de reciclagem
Apoacutes discussotildees introdutoacuterias feitas na situaccedilatildeo de aprendizagem anterior pode-se fazer uma visita virtual no site do youtube onde poderatildeo assistir a um filme ( 5 minutos de duraccedilatildeo) da empresa de reciclagem de pilhas SUZAQUIM tem-se a possibilidade de se observar um processo quiacutemico de reciclagem de pilhas e baterias ( a visita fiacutesica eacute praticamente impossiacutevel de se realizar devido ao ambiente ser improacuteprio para essa finalidade) Finaliza-se essa primeira etapa do processo de aprendizagem pedindo aos alunos um relatoacuterio na forma de artigo de
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opiniatildeo sobre a importacircncia da reciclagem de pilhas em favor do meio ambiente e a necessidade de maiores investimentos nessa aacuterea
AULA 4 Modelo de pilha ideal
Considerando que agrave essa altura os nossos alunos jaacute tenham conhecimento sobre descarte de pilhas e baterias podemos inicializar a segunda etapa da unidade didaacutetica propondo que criem um modelo ideal de pilha (que impacte minimamente o meio ambiente) Essa atividade pode ser realizada em grupo os alunos teratildeo como material base informaccedilotildees jaacute trabalhadas anteriormente
Pode-se sugerir temas como
Pilhas recarregaacuteveis
Fontes de energias alternativas
Utilizaccedilatildeo de metais natildeo agressivos ao meio ambiente ou novos processos de eletroacutelise
Professor e alunos levaratildeo agrave sala de aula livros didaacuteticos paradidaacuteticos perioacutedicos e materiais da internet para consulta e realizaccedilatildeo da atividade propostaOs alunos seratildeo orientados pelo professor para em grupo montarem um modelo ideal de pilha que poderaacute ser apresentada na aula seguinte em forma de seminaacuterio experimento demonstrativo slides ou filmagens
Observaccedilatildeo para facilitar o trabalho o professor pode pedir aos alunos que usem os recursos mencionados acima para confecccedilatildeo do material a ser apresentado extraclasse
AULA 5 Modelos de pilhas produzidos apresentaccedilatildeo
Nesta aula o objetivo eacute que os alunos apresentem o seu modelo ideal de pilha escolhidos e idealizados na aula anterior e produzidos extraclasse Natildeo resta a menor duacutevida que seraacute um facilitador para o aprofundamento dos conteuacutedos gerais e especiacuteficos desta unidade didaacutetica Para que isso aconteccedila pode-se desencadear uma discussatildeo e um acordo coletivo para escolha da melhor pilha apresentada para que a haja compreensatildeo do processo de transformaccedilatildeo de energia quiacutemica em eleacutetrica
Para finalizar esta situaccedilatildeo de aprendizagem podemos avaliar os nossos alunos propondo as questotildees abaixo sugere-se que sejam realizadas individualmente pelos alunos pois somente desta maneira o professor poderaacute diagnosticar se houve o aprendizado real e significativo
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Questotildees sugeridas
1 Eacute possiacutevel produzir energia eleacutetrica atraveacutes de uma transformaccedilatildeo quiacutemica
2 Explique o surgimento da energia eleacutetrica nas transformaccedilotildees quiacutemicas
3 Podemos montar uma pilha ecologicamente correta
4 O funcionamento de uma pilha soacute acontece atraveacutes de transformaccedilatildeo quiacutemica Explique
Situaccedilatildeo de aprendizagem 3- O lado cientiacutefico da Pilha
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem permitiraacute aos alunos compreenderem o funcionamento de uma pilha( conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica ) e a produccedilatildeo de novos materiais atraveacutes da eletrolise (conversatildeo natildeo espontacircnea energia eleacutetrica em quiacutemica) com experimentos
Conteuacutedos e temas eletroacutelise reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo seacuterie de reatividade de metais
Competecircncias e habilidades compreender que existem transformaccedilotildees quiacutemicas que ocorrem com transferecircncia de eleacutetrons e podem gerar corrente eleacutetrica prever a ocorrecircncia de transformaccedilotildees quiacutemicas com a utilizaccedilatildeo da seacuterie de reatividade de metais
Estrateacutegias textos jornaliacutesticos experimentos abordagem investigativa com perguntas
Avaliaccedilatildeo anaacutelise dos resultados experimentais
Recursos materiais para o experimentolousa e giztabelas
Nuacutemero de aulas 4
AULA 1 O experimento da pilha do Daniel
Nessa aula propotildee ao professor a sugestatildeo de roteiro experimental da pilha de Daniel Esse experimento eacute bastante comum e o professor pode fazecirc-lo de maneira demonstrativa ou dividir a sala em grupos para sua realizaccedilatildeo Eacute importante orientar os alunos para que observem atentamente os estados iniciais e finais das placas metaacutelicas assim como da soluccedilatildeo em relaccedilatildeo agrave coloraccedilatildeo brilho e outros aspectos para que a aprendizagem ocorra de forma plena
Questotildees que poderatildeo auxiliar os alunos durante a execuccedilatildeo do experimento
1 As placas mudaram de cor apoacutes serem mergulhadas na soluccedilatildeo Explique
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2 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
3 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
4 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
1 Limpar as placas com palha de accedilo 2 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 3 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 4 Interligar os dois potes com a ponte salina
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5 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 6 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo PauloEdusp 1998
Caso o professor deseje trabalhar outros experimentos abaixo estatildeo descritos alguns (roteiros) para trabalhar o processo de eletroacutelise Dentre eles alguns satildeo bastante simples podem ser realizados de maneira demonstrativa pelo professor ou pelos alunos (divididos em grupo)
1ordf sugestatildeo de experimento
Quem natildeo gosta de receber o troco das compras em moedas novinhas O que ningueacutem gosta mas tem que aceitar eacute aquele monte de moedas enferrujadas e com aparecircncia envelhecida Mas por que elas adquirem este aspecto Tudo comeccedila pela composiccedilatildeo das moedas que satildeo obtidas atraveacutes de ligas metaacutelicas soacute por este fato jaacute se nota porque as moedas satildeo mais resistentes do que notas As ceacutedulas de dinheiro satildeo feitas com papel especial (papel moeda) que eacute resistente mas com o passar de matildeo em matildeo ficam velhas e se rasgam A umidade presente em nossas matildeos eacute que realiza o estrago e as moedas natildeo escapam elas ficam escurecidas devido agrave oxidaccedilatildeo As moedas constituem um dinheiro muito manuseado sendo assim fica inevitaacutevel que entre em contato com a umidade e exposiccedilatildeo ao oxigecircnio fatores necessaacuterios para que ocorra a reaccedilatildeo de oxidaccedilatildeo Mas saiba agora que existe um truque para deixar suas moedinhas novinhas em folha
O que vamos demonstrar a seguir pode ser usado em sala de aula como um experimento de Quiacutemica
Reaccedilotildees de oxidaccedilatildeo em moedas
Vamos usar como exemplo a moeda de 5 centavos pois eacute uma das mais manuseadas Portanto peccedila a seus alunos que tragam moedas envelhecidas neste valor
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Vocecirc sabe de que esta moeda eacute feita Eacute composta de Accedilo e recoberta com Cobre e agrave medida que vai sendo usada vai se formando uma camada de oacutexido de cobre sobre ela Veja a equaccedilatildeo do processo 2 Cu + frac12 O2 rarr Cu2O
O metal Cobre presente na moeda eacute oxidado e forma o monoacutexido de Dicobre (Cu2O) o qual tem coloraccedilatildeo escura daiacute o porquecirc daquela cor horriacutevel O segredo para que as moedas tornem a ficar como eram antes (brilhantes e avermelhadas) eacute deixaacute-las de molho em aacutecido cloriacutedrico Equaccedilatildeo que representa a lavagem Cu2O + 2 HCl rarr Cu2Cl2 + H2O
Como se vecirc na equaccedilatildeo acima o oacutexido reage com aacutecido cloriacutedrico (HCl) e daacute origem a um sal de cobre (Cu2Cl2) esta reaccedilatildeo permite agrave moeda adquirir aparecircncia de nova Por Liacuteria Alves Graduada em Quiacutemica Equipe Brasil Escola
2ordf sugestatildeo de experimento
Pilha de Limatildeo
ou Pilha de Laranja ou ainda Pilha de Batata
Eacute possiacutevel obter eletricidade a partir de um limatildeo Sim natildeo soacute satildeo as pilhas comuns que podem gerar eletricidade E o mais legal eacute que na falta do limatildeo vocecirc pode usar uma laranja ou mesmo uma batata
Na verdade a corrente eleacutetrica surge a partir dos potenciais eleacutetricos de dois metais que satildeo cravados no limatildeo na laranja
e na batata O caraacuteter aacutecido do limatildeolaranja e o caraacuteter baacutesico da batata ajudam na conduccedilatildeo da eletricidade Mas o que eacute que causa esta corrente Pense um pouco antes de prosseguir a leitura
Bom depois de esperar vocecirc pensar um pouquinho vamos prosseguir dois pedaccedilos de metal satildeo usados O melhor resultado surge da combinaccedilatildeo de zinco e cobre mas tambeacutem pode ser usado zinco e alumiacutenio ou ainda latatildeo e alumiacutenio
Alguns tipos de pregos conteacutem zinco e o cobre pode ser encontrado na forma de fios e mesmo na composiccedilatildeo de algumas moedas Pode-se tambeacutem utilizar (na falta destes) uma taxinha destas de latatildeo e um clips
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Apoacutes fincaacute-los no limatildeo (ou laranja ou batata) e uniacute-los por fios pode-se ligaacute-los a um pequeno aparelho eleacutetrico O melhor resultado se daacute usando um destes reloacutegios eletrocircnicos - tira-se a pilha deste e faz-se a ligaccedilatildeo dos fios positivo e negativo nos pequenos terminais do reloacutegio A corrente produzida eacute suficiente para acendecirc-lo ainda que por alguns minutos Natildeo esqueccedila de antes limpar as peccedilas de metal e evitar que elas se toquem no interior do limatildeo (ou da laranja ou ainda da batata)
Cuidados no Experimento
A eletricidade produzida eacute na realidade muito pequena para acender uma lacircmpada comum mesmo as menores Mas eacute possiacutevel acender uma pequena lampadinha se vocecirc quiser substituindo o limatildeo por uma soluccedilatildeo de aacutegua + sal Assim como na soluccedilatildeo salina existem no limatildeo batata e laranja alguns sais que se dissociam em iacuteons positivos e negativos e cada um destes tipos de iacuteons migram para os terminais metaacutelicos O certo eacute dizer que houve uma conduccedilatildeo iocircnica no interior do limatildeo da laranja e da batata Jaacute nos terminais satildeo os eleacutetrons dos metais que migram alcanccedilando o reloacutegio e fazendo-o funcionar com a corrente de eleacutetrons Esta eacute a diferenccedila
Uma lampadinha (ou mesmo um LED - uma lacircmpada especial destas coloridas que existem nos aparelhos de TV e de som esteacutereo geralmente nas cores vermelha e verde) satildeo materiais muito baratos e facilmente encontraacuteveis nas lojas de produtos eleacutetricos Para se acender uma destas lampadinhas eacute necessaacuterio 15 volt e alguns miliamperes o que eacute difiacutecil de se conseguir com apenas 1 limatildeo laranja ou batatinha
A voltagem tambeacutem varia de limatildeo para limatildeo laranja para laranja e batata para batata dependendo de vaacuterios fatores incluindo a acidezbasicidade teor de sais aacutegua Por exemplo um limatildeo pode acender um pequeno circuito eleacutetrico por pouco tempo e soacute Procure testaacute-lo com um voltiacutemetro (um medidor de tensatildeo eleacutetrica) Se for muito difiacutecil mesmo trabalhar com apenas um tente experimentar uma ligaccedilatildeo em seacuterie lacircmpada-cobre-limatildeo-zinco-fio-cobre-limatildeo-zinco-lacircmpada O resultado eacute mais visiacutevel
cienciaemcasacienciavivaptpilha_limaohtml
3ordf sugestatildeo de experimento
Pilha de Batata
Objetivo
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Estudar o funcionamento das ceacutelulas voltaacuteicas e associaccedilotildees em seacuterie Uma batata cortada pela metade duas plaquinhas de cobre e duas plaquinhas de zinco permitem a confecccedilatildeo de uma batateria capaz de acionar um reloacutegio digital por pelo menos dois meses Com certos cuidados os quais comentaremos esse tempo de uso pode ser estendido para cerca de quatro meses
Apresentaccedilatildeo
Os modernos reloacutegios digitais a cristal de quartzo requerem uma baixiacutessima intensidade de corrente eleacutetrica para seu funcionamento Se vocecirc tiver um bom microamperocircmetro poderaacute constatar que ela seraacute algo como 15 x 10-6 A sob tensatildeo eleacutetrica (ddp) de 135 V Eacute devido a isso que tais reloacutegios podem funcionar com as minuacutesculas baterias bototildees que geram uma fem entre 12 a 14 volts notadamente as baterias com ceacutelulas de mercuacuterio Os experimentos a seguir aproveitam-se dessa propriedade inerente aos circuitos eletrocircnicos --- funcionarem com baixiacutessimas intensidades de corrente eleacutetrica
O que faremos essencialmente seraacute construir baterias a partir de duas ceacutelulas voltaacuteicas que produziratildeo cada uma 06 a 07 V Dois eletrodos distintos (plaquinhas de cobre e zinco) seratildeo introduzidos em meias-batata (ou quiabo ou limatildeo ou abacaxi etc) e associados em seacuterie de modo a constituiacuterem uma bateria [associaccedilatildeo de duas pilhas primaacuterias (ceacutelulas voltaicas)]
Fazendo uma pilha primaacuteria
Corte uma batata pela metade Corte duas chapinhas uma de cobre outra de zinco com cerca de (2 x 4) cm Qualquer espessura das chapinhas entre 1 e 2 mm serviraacute essas chapinhas seratildeo os eletrodos da pilha primaacuteria Solde em cada uma dessas plaquinhas um fio de cobre flexiacutevel (cabinho 22) com cerca de 20 cm de comprimento (descasque as extremidades e estanhe-as --- passe solda) Espete as plaquinhas na meia-batata (bem perpendicular agrave superfiacutecie cortada) deixando para fora apenas cerca de 1 cm e separada por cerca de 08 cm Natildeo deixe as plaquinhas se encontrarem dentro da meia-batata Veja a ilustraccedilatildeo
Fazendo a batateria
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Essa pilha de meia-batata apresentaraacute forccedila eletromotriz (fem) de cerca de 07 V o que pode ser constatado mediante um bom voltocircmetro (resistecircncia interna grande) conectado aos dois fios indicados acima Como iremos necessitar de cerca de 14 V para acionar o reloacutegio digital deveremos construir uma bateria a partir de duas dessas pilhas primaacuterias e associando-as em seacuterie como se ilustra
Preparando o reloacutegio
Qualquer reloacutegio digital que utilize uma bateria botatildeo poderaacute ser usado O que utilizei eacute um CITIZEN - CRYSTON LC A primeira coisa a fazer eacute remover a tampinha em forma de disco do alojamento da bateria botatildeo Retire a bateria pifada Olhe bem para essa bateria e repare que o corpo dela corresponde ao poacutelo positivo enquanto que o botatildeo superior corresponde ao poacutelo negativo Veja dentro do local de alojamento dessa bateria as duas lacircminas de contato uma que encosta no poacutelo positivo da bateria e outra que encosta no poacutelo negativo Solde nessa pequenas lacircminas dois pedaccedilos de cabinho 22 um vermelho ligado na lacircmina positiva e um preto ligado na lacircmina negativa
O fio que vem da plaquinha de cobre da batateria deve ser ligado ao fio vermelho do reloacutegio e o fio que vem da plaquinha de zinco da batateria deve ser ligado ao fio preto do reloacutegio
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Pronto O reloacutegio jaacute deve estar funcionando Eis as ilustraccedilotildees de minha montagem
Agrave esquerda a proteccedilatildeo de madeira para a montagem numa divisatildeo foi feito o orifiacutecio para inserir o reloacutegio na outra foi colocado um pires quadrado para conter as meias-batatas Agrave direita um destaque da montagem Abaixo detalhes da parte posterior da montagem
Anaacutelise do circuito
A tensatildeo eleacutetrica uacutetil (U) entre os terminais de cada pilha primaacuteria pode ser expressa em termos de sua fem (E) de sua resistecircncia interna (r) e da corrente de intensidade i que por ela circula assim U = E - ri mostrando claramente que a tensatildeo uacutetil depende da intensidade da corrente eleacutetrica solicitada (i)
Em circuito aberto um bom voltocircmetro (Rvint--gt conectado aos eletrodos fornece Uaberto= E pois iaberto = 0 Um bom amperocircmetro (Raint--gt0) conectado diretamente entre os eletrodos (curto-circuitando a pilha) fornece Icc = Er uma vez que Ucc = 0 Da leitura da fem E (via voltocircmetro) e da corrente de curto circuito icc
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(via amperocircmetro) obtemos r = Eicc Para nossa montagem esse valor resultou ao redor dos 3 000 ohms e E = 07 V
Para as duas pilhas em seacuterie formando nossa batateria teremos Ebat = 14 V
e rbat = 6 000
Sob ddp uacutetil de 12 V teremos i = (Ebat- U)r = (14 - 12)6000 = 3 x 10-5 A que satildeo suficientes para o funcionamento do reloacutegio digital
Como dissemos como eletroacutelito podemos usar limatildeo abacaxi pepino uvas cebolas etc e como eletrodos podemos usar os pares cobrezinco magneacutesioferro alumiacuteniocobre prego zincadocobre etc Para cada par deve-se testar antes de ligar no reloacutegio qual a polaridade obtida (sob risco que queimar o cristal de quartzo) para a bateria Por exemplo se for usado eletrodos de magneacutesio e de ferro o magneacutesio seraacute o terminal negativo e o ferro o terminal positivo Calculadoras e jogos eletrocircnicos tambeacutem funcionam com tais baterias culinaacuterias Eis abaixo uma tomateria uma bateria de tomates
Mais teoria As reaccedilotildees nas ceacutelulas voltaacuteicas satildeo
catodo Zn lt==gt Zn2 + 2e anodo 2H+ + 2e lt==gt H2
A FEM da reaccedilatildeo vem expressa por E(ZnZn22H+H2) = Eo +
(RTnF)ln([Zn2+][H+]2) O eletrodo de cobre opera apenas como coletor de eleacutetrons podendo ser substituiacutedo por platina ou outro metal inerte
httpwwwfeiradecienciascombrsala1212_21asp
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Aulas 2 e 3 Reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo e o uso da tabela de potenciais de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo
Com a utilizaccedilatildeo dos dados recolhidos pelos alunos sobre o experimento anterior pode-se introduzir o conteuacutedo sobre reaccedilotildees de oxirreduccedilatildeo e o uso da tabela de potenciais de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo
Para facilitar a inicializaccedilatildeo do conteuacutedo pode-se retomar algumas questotildees dos experimentos anteriores
1 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 2 Como a energia eleacutetrica foi obtida 3 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 4 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 5 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 6 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 7 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 8 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha Conteuacutedo sugerido para trabalhar o conceito de reaccedilatildeo de oxidorreduccedilatildeo
A eletroquiacutemica eacute o estudo sobre a transferecircncia de eleacutetrons entre diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-versa Pilhas e baterias satildeo reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo capazes de gerar corrente eleacutetrica Eletroacutelise satildeo reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo produzidas pela passagem da corrente eleacutetrica Numa eletrolise existe os seguintes termos CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e mergulhados num eletroacutelito ELETRODOS Satildeo as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica ELETROacuteLITOS Satildeo as soluccedilotildees que conduzem a corrente eleacutetrica AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula entra na soluccedilatildeo CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula deixa a soluccedilatildeo IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na soluccedilatildeo Resumo
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons aumenta o numero de oxidaccedilatildeo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons diminui o numero de oxidaccedilatildeo
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Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz o numero de oxidaccedilatildeo diminui
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida o numero de oxidaccedilatildeo aumenta
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em energia eleacutetrica
BIBLIOGRAFIA sobre o conceito de oxidorreduccedilatildeo Programa de ensino para jovens e adultosescola da juventude Ciecircncias da NaturezaMatemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemicaeditora iacutecone ltdaSatildeo Paulo
Figura retirada WWWgooglecombr
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
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A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu
++ Isso provocaraacute
diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo
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que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
AULA 4 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o experimento da pilha de Daniel
Confecccedilatildeo de relatoacuterio pode-se trabalhar produccedilatildeo de textos do gecircnero artigo de opiniatildeo (conclusatildeo) e resumos ( introduccedilatildeo) Com o relatoacuterio em matildeos o
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professor poderaacute avaliar se houve aprendizagem real ou natildeo Espera-se que os alunos possam descrever em seu relatoacuterio os seguintes toacutepicos
Na pilha de Daniel o eletrodo de cobre metaacutelico que recebe eleacutetrons eacute chamado de caacutetodo ou terminal positivo e a lacircmina de zinco que cede eleacutetrons eacute o acircnodo ou terminal negativo O conjunto montado no experimento eacute uma pilha de Daniell com ponte salina A placa de zinco fornece eleacutetrons oxidando-se atraveacutes do fio para a placa de cobre que reduziraacute iacuteons de cobre na soluccedilatildeo Os eleacutetrons passando atraveacutes do fio iratildeo alimentar o cartatildeo musical Invertendo-se os fios de ligaccedilatildeo da pilha o terminal negativo do cartatildeo musical estaraacute ligado ao caacutetodo da pilha e o terminal positivo ao acircnodo Esta inversatildeo do sentido da corrente natildeo permite que o cartatildeo musical funcione
Sugestatildeo de modelo de relatoacuterio
RELATOacuteRIO
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em sete itens principais
Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram utilizados no experimento
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32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o experimento
5 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2 ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
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baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Conteuacutedo e temas impactos ambientais relacionado ao uso de pilhas e baterias
Competecircncias e habilidades identificar os impactos ambientais causados pelo descarte inadequado de pilhas e baterias avaliar como a composiccedilatildeo das pilhas pode causar possiacuteveis impactos relacionar os impactos causados pelas induacutestrias nos processos de eletroacutelise refletir sobre a importacircncia da adoccedilatildeo de posturas conscientes com relaccedilatildeo ao consumo e descarte de pilhas e baterias
Estrateacutegias elaboraccedilatildeo de mural produccedilatildeo de folder
Recursos biombos para anexar material produzido cartolinas fitas adesivas
Avaliaccedilatildeo participaccedilatildeo e envolvimento
Nuacutemero de aulas 3
AULA 1 Elaboraccedilatildeo de mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias os alunos finalizaratildeo a segunda etapa desta unidade didaacutetica construindo seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo Nesse momento comeccedila-se a desenvolver a terceira etapa dessa unidade ( que eacute uma das mais importantes)pois os alunos iratildeo aplicar o que aprenderam preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo em um local estrateacutegico da escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas sobre o assunto estudado O nosso estudante nesta etapa final da unidade temaacutetica poderaacute desenvolver accedilotildees sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente e tambeacutem composiccedilatildeo de muacutesicas sobre os assuntos abordados
AULA 2 A escola como ponto de coleta de pilhas e baterias
Os alunos apoacutes terem finalizado o trabalho da aula anterior poderatildeo distribuir agrave comunidade o material confeccionado sensibilizando-a buscando parcerias para que a escola seja um ponto de coleta desses materiais pois somente com accedilotildees dessa natureza podemos acreditar que possam desenvolver a accedilatildeo social e ambiental desejada
AULA 3 Retomada das questotildees diagnoacutesticas poacutes desenvolvimento da unidade didaacutetica
Eacute importante retomar as questotildees aplicadas no iniacutecio dessa unidade pois somente assim teremos a certeza do quanto os alunos assimilaram de conhecimento cientiacutefico Muito importante nesse momento tambeacutem eacute poder avaliaacute-los como indiviacuteduos atuantes na sociedade
AULA 4 Avaliaccedilatildeo final
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Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos (sugere-se que contenha mapa conceitual dos conteuacutedos apreendidos) e devolutiva das questotildees comentadas
Consideraccedilotildees finais
A eletroquiacutemica trabalhada da forma que estaacute sendo apresentada nessa unidade didaacutetica leva o aluno a adquirir conhecimentos de maneira significativa O ensino atraveacutes da experimentaccedilatildeo o faraacute tirar suas proacuteprias conclusotildees e ter um aprendizado real produzindo nele mudanccedila de postura diante dos fatos observados refletindo e opinando criticamente frente a informaccedilotildees que poderaacute encontrar doravante sobre o assunto
A participaccedilatildeo e a integraccedilatildeo do aluno nas aulas tecircm que ser consideradas ponto de partida para que o mesmo possa compreender que as transformaccedilotildees quiacutemicas fazem parte do seu cotidiano Toda tecnologia existente eacute produto dessas transformaccedilotildees
Finalizando o estudo dessa unidade espera-se que o aluno natildeo soacute compreenda a importacircncia das transformaccedilotildees quiacutemicas mas que esteja envolvido a ponto de adotar uma postura responsaacutevel em relaccedilatildeo aos impactos ambientais causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e baterias e dentro dessa nova postura possa tomar decisotildees e atuar de forma eacutetica no meio em que vive
REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
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9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
14- Programa de ensino para jovens e adultos escola da juventude Ciecircncias da Natureza Matemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemica Editora Iacutecone Ltda Satildeo Paulo
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Imagem maisumtekofileswordpresscom
2009
Katia Regina Varela Roa-DE SUZANO
Gilson Silva ndashDE CAEIRAS
Leonardo Bassi Ubeda das Neves-DE SUZANO
Massuko Sawayama Warigoda-DE MOGI DAS
CRUZES
GEPEQ- USP CURSO DE FORMACcedilAtildeO
CONTINUADA DE PROFESSORES 2008 2009
28082009
PILHAS E BATERIAS USOS E DESCARTES X IMPACTOS AMBIENTAIS Caderno do aluno
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Situaccedilatildeo de aprendizagem 1- As pilhas e baterias que fazem parte do nosso lixo eletrocircnico podem ser prejudiciais ao ser humano
Por meio desta primeira situaccedilatildeo de aprendizagem vocecirc poderaacute reconhecer
que quando descartadas incorretamente pilhas e baterias podem prejudicar o meio
ambiente apesar de indispensaacutevel para o homem E tambeacutem pode comeccedilar a
refletir o porquecirc dessa questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil toneladas de lixo eletrocircnico
por hora dentro deste destacam-se pilhas e baterias Este lixo eacute jogado na
natureza provocando vaacuterios problemas ambientais Quais os problemas
ambientais que as pilhas e baterias provocam na natureza e como podemos
evitaacute-losrdquo
Atividade 1Refletindo sobre pilhas e baterias x impactos ambientais
1 O que vocecirc entende por pilhas E baterias
2 Elas satildeo imprescindiacuteveis na atualidade Onde
3 Existe alguma relaccedilatildeo entre pilha eletricidade e transformaccedilotildees quiacutemicas
4 Que tipo de material(is) vocecirc acha que eacute(satildeo) necessaacuterio(os) para se construir
uma pilha
5 Cite alguns problemas ambientais relacionados ao uso e descarte de pilhas e
baterias Qual deve ser sua postura em relaccedilatildeo a esses problemas
Atividade 2 Pilhas e Baterias x impactos ambientais
Leitura e Anaacutelise de textos
TEXTO 1 Descarte de pilhas e baterias eacute problema seacuterio para meio ambiente
O Brasil eacute o uacutenico paiacutes da Ameacuterica do Sul que regulamenta a fabricaccedilatildeo venda e destinaccedilatildeo final de pilhas e baterias Com a entrada da Resoluccedilatildeo 257 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama) que dispotildee sobre estes resiacuteduos em vigor desde junho de 2001 o Ibama passou a fiscalizar esses limites Ou pelo menos era o que deveria acontecer Em Cuiabaacute por exemplo o gerente do oacutergatildeo Hugo Scheuer declarou natildeo estar a par do assunto mas garantiu ser este seu proacuteximo objetivo por considerar o descarte destes resiacuteduos um problema de grande amplitude Mas enquanto isso o que fazer com pilhas e baterias principalmente as de celulares quando acabam Esta duacutevida eacute frequumlente em toda a populaccedilatildeo
Considerados toacutexicos o lanccedilamento desses resiacuteduos em lixotildees nas margens das estradas ou em terrenos baldios compromete a qualidade ambiental e de vida da populaccedilatildeo Os resiacuteduos pesados quando aterrados migram para partes mais profundas do solo Com isso podem atingir o lenccedilol freaacutetico contaminando a flora e a fauna das regiotildees proacuteximas e ainda causar doenccedilas que variam de lesotildees cerebrais a disfunccedilotildees renais e pulmonares passando por distuacuterbios visuais e
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anemia Segundo a Resoluccedilatildeo 257 os fabricantes e importadores satildeo os responsaacuteveis pelo recolhimento do material e sua destinaccedilatildeo final o que deve ser fiscalizado pelos oacutergatildeos puacuteblicos ambientais Mas em Cuiabaacute apesar do site do Ministeacuterio do Meio Ambiente indicar o endereccedilo de 28 postos nenhum deles efetua o recolhimento apenas duas empresas de celulares recolhem as baterias em seus postos de venda (Vivo e Americel) e a fiscalizaccedilatildeo do Ibama eacute inexistente A Resoluccedilatildeo estabelece que as pilhas e baterias apoacutes o seu esgotamento energeacutetico devem ser entregues pelos usuaacuterios aos estabelecimentos que as comercializam ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelas respectivas induacutestrias Estas por sua vez devem repassaacute-las aos fabricantes e importadores para que passem por procedimentos de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final ambientalmente adequada No artigo 13deg estaacute previsto que as pilhas e baterias que atenderem aos limites previstos no artigo 6deg podem ser dispostas juntamente com os resiacuteduos domiciliares em aterros sanitaacuterios licenciados Mas por falta de aterros licenciados a maior parte das baterias e pilhas usadas continuam tendo os lixotildees irregulares como destino significando um risco para o meio ambiente e para as pessoas Apenas 30 destes resiacuteduos satildeo reciclados No Brasil uma empresa chamada Suzaquim anuncia que deteacutem um processo de reciclagem de baterias
Dependendo do material de que satildeo constituiacutedas pilhas e baterias podem ser jogadas em lixo domeacutestico As pilhas secas composta por zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs as mais consumidas para uso domeacutestico tecircm em sua maioria operado nos limites estabelecidos pelo artigo 6deg da Resoluccedilatildeo 257 As baterias de telefone sem fio de filmadoras de celular ou outros tipos normalmente recarregaacuteveis devem ser devolvidas agraves lojas Os fabricantes estatildeo obrigados a informar nas embalagens a necessidade ou natildeo de devoluccedilatildeo
O Brasil produz cerca de 800 milhotildees de pilhas comuns por ano o que representa seis unidades por habitante Deve-se lembrar que uma uacutenica pilha contamina o solo durante 50 anos Circulam anualmente 10 milhotildees de baterias de celular 12 milhotildees de baterias automotivas e 200 mil baterias industriais Do total de pilhas e baterias consumidas no paiacutes quase 70 satildeo constituiacutedas principalmente por zinco e caacutedmio aproximadamente 30 por amocircnia e manganecircs Ao se desfazer de pilhas e baterias usadas em local inadequado pode-se contaminar o solo a aacutegua e o ar Atraveacutes da cadeia alimentar esse produto chega aos seres humanos causando doenccedilas que afetam o sistema nervoso central Todos satildeo considerados bioacumulativos - acumula-se no organismo ao longo do tempo
RECICLAVEISCOMBR
Texto 2 Metais pesados contaminam meio ambiente e oferecem riscos agrave
sauacutede puacuteblica
Estima-se que cada bateria ou pilha depositada de forma inadequada no meio
ambiente contamine uma aacuterea de um metro quadrado Entretanto o dano ambiental
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pode ser maior se a quantidade desses equipamentos jogados em lixotildees for muito
alta
A dissoluccedilatildeo de metais pesados depositados em aterros
sanitaacuterios improacuteprios pode contaminar lenccediloacuteis freaacuteticos e o
ambiente local Em aterros a dissoluccedilatildeo dos metais eacute mais faacutecil
devido agrave acidez da aacuterea Isso facilita a acumulaccedilatildeo de metais
pesados na cadeia alimentar atraveacutes da contaminaccedilatildeo de
animais e vegetais que podem causar a intoxicaccedilatildeo de seres humanos que venham
a consumir esses alimentos afetados Metais pesados como chumbo caacutedmio
mercuacuterio e seus compostos podem provocar graves doenccedilas neuroloacutegicas aleacutem de
afetar a condiccedilatildeo motora
Pilhas e baterias comuns (pequenas usadas em raacutedios por exemplo) podem
ser descartadas no lixo domeacutestico de acordo com a determinaccedilatildeo do Conama No
entanto a professora Andreacutea Bernardes do Departamento de Engenharia de
Materiais da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) avalia que esses
produtos que acabam sendo depositados em aterros sanitaacuterios soacute poderiam ser
descartados nestes locais se houvesse o tratamento adequado do chorume
(substacircncia liacutequida encontrada em lixotildees) O chorume contaminado com metais
pesados contaminaraacute tambeacutem a terra e os lenccediloacuteis freaacuteticos
Marcelo Furtado coordenador da aacuterea de substacircncias toacutexicas do
Greenpeace vecirc com bons olhos a determinaccedilatildeo do Conama A iniciativa serve
como incentivo para que as empresas passem a reduzir o uso de substacircncias
toacutexicas para evitar todo o processo de recolhimento de baterias e pilhas usadas
diz Ele lembra que a tendecircncia eacute que substacircncias reciclaacuteveis sejam usadas cada
vez mais para que a reutilizaccedilatildeo dos produtos seja constante
Danilo FantinelRedaccedilatildeo Terra
Questotildees para anaacutelise do texto
6 Cite algumas das questotildees ambientais relacionadas ao uso de pilhas e baterias Qual deve ser a postura da populaccedilatildeo em relaccedilatildeo a essas questotildees 7 Com base na legislaccedilatildeo apresentada explique como deve ser feito o descarte de pilhas e baterias Quais impecilhos poderatildeo dificultar o cumprimento da lei 8 Qual o destino que deve ser dado agraves pilhas que seratildeo descartadas Existem formas de reciclagem Quais 9 Considerando os impactos ambientais que podem ocorrer do descarte inadequado das pilhas e baterias qual a sua opiniatildeo sobre o uso delas Existe uma ideal Explique 10 Vocecirc acha que hoje eacute possiacutevel sobrevivermos sem o uso de pilhas e baterias
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Atividade 3 Trechos do filme WALL-E
Converse com o seu professor sobre o filme a ser assistido na escola caso natildeo seja possiacutevel assista o filme em casa para auxiliaacute-lo nessa atividade
Questotildees para sala de aula reflexatildeo dos assuntos abordados no filme
5 Sente-se um escravo da tecnologia atual ( especificamente aqueles que em curto espaccedilo de tempo geram lixo eletrocircnico tais como celular Ipod Iphone etc) 6 Ficou sensibilizado sobre a quantidade de lixo eletrocircnico que o homem produz 7 Haacute uma remota possibilidade de o Planeta ser recuperado 8 Qual a sua opiniatildeo sobre a mensagem que o filme Wall-E passa 9 Viacutedeo WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97
minutos) som e cor
Situaccedilatildeo de aprendizagem 2 - Que tipos de materiais existem em uma pilha que
a classifique como poluidora do meio ambiente
Apoacutes a visatildeo do que vocecirc teve do filme e discussatildeo de trechos que falam sobre
impactos ambientais provocados pelo mau descarte de pilhas e baterias vocecirc
imagina quais seriam os agentes contaminantes
Atividade 1 Experimento demonstrativo ndash Desmontagem de uma pilha
No inicio da aula entregue para o seu professor um desenho que demonstre os
componentes que estruturam uma pilha
Apoacutes o teacutermino da desmontagem faccedila um novo desenho colocando aquilo que vocecirc
observou Compare o primeiro com o segundo desenho e em poucas linhas
descreva o que mais lhe chamou a atenccedilatildeo
Atividade 2 Buscando orientaccedilotildees com o professor para trabalho de
pesquisa
Leve para sala de aula revistas jornaislivros e mateacuterias de internet trazendo
informaccedilotildees sobre pilha ecologicamente correta
Atividade 3 Reciclagem de pilhas
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Apoacutes a viacutedeoaula sobre a reciclagem de pilhas elabore um artigo de opiniatildeo sobre
a importacircncia da reciclagem de pilhas em favor do meio ambiente e a necessidade
de maiores investimentos nessa aacuterea Ao final entregue a seu professor
Atividade 4 Pesquisa em grupo Pilha ideal
A partir de uma preacutevia busca em revistas jornais livros e internet procure obter
informaccedilotildees sobre uma pilha ideal
Atividade 5 Escolha da Pilha ideal
Apresente o material para o professor e os seus colegas para que seja feita a
escolha da melhor ideia
Questotildees para anaacutelise das ideacuteias sobre pilha ideal
5 Eacute possiacutevel produzir energia eleacutetrica atraveacutes de uma transformaccedilatildeo quiacutemica
6 Explique o surgimento da energia eleacutetrica nas transformaccedilotildees quiacutemicas
7 Podemos montar uma pilha ecologicamente correta
8 O funcionamento de uma pilha soacute acontece atraveacutes de transformaccedilatildeo quiacutemica Explique
Situaccedilatildeo de aprendizagem 3- O lado cientiacutefico da Pilha
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem permitiraacute a vocecirc compreender melhor o
funcionamento de uma pilha( conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
) e a produccedilatildeo de novos materiais atraveacutes da eletrolise (conversatildeo natildeo espontacircnea
energia eleacutetrica em quiacutemica) com experimentos Para essa situaccedilatildeo eacute importante
que vocecirc observe e anote em seu caderno tudo que se alterou
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Atividade 1 O experimento da pilha do Daniel
Questotildees que podem auxiliaacute-lo durante a execuccedilatildeo do experimento
6 As placas mudaram de cor apoacutes serem mergulhadas na soluccedilatildeo Explique
7 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
8 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
9 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
7 Limpar as placas com palha de accedilo
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8 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 9 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 10 Interligar os dois potes com a ponte salina 11 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 12 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e
transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo
PauloEdusp 1998
Atividade 2 Anaacutelise sobre experimento
Questotildees sobre o experimento
9 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 10 Como a energia eleacutetrica foi obtida 11 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 12 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 13 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 14 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 15 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 16 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha
UM POUCO DE ELETROQUIMICA
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A eletroquiacutemica estuda o aproveitamento da transferecircncia de eleacutetrons entre
diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-
versa
Pilhas conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
Eletroacutelise conversatildeo natildeo espontacircnea de energia eleacutetrica em quiacutemica
A seguir estatildeo descritos alguns termos que apareceratildeo no estudo da eletroquiacutemica
ELETRODOS Satildeo assim chamadas as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com
a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica
AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
ENTRA na soluccedilatildeo
CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
DEIXA a soluccedilatildeo
d) ELETROacuteLITOS Satildeo assim chamadas todas as soluccedilotildees que CONDUZEM a
corrente eleacutetrica
e) IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na
soluccedilatildeo
AcircNODO Eletrodo do qual saem os eleacutetrons para o circuito externo da ceacutelula
CAacuteTODO Eletrodo no qual entram os eleacutetrons atraveacutes do circuito externo da ceacutelula
f) CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que
conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e
mergulhados num eletroacutelito
Resumindo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons ( diminuiccedilatildeo de Nox)
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons ( aumento de Nox)
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida (Nox aumenta)
Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz (Nox diminui)
O redutor reduz o oxidante
O oxidante oxida o redutor
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em
energia eleacutetrica
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Cada substacircncia possui uma maior ou menor tendecircncia de perder eleacutetrons
tendecircncia esta chamada de Potencial de Oxidaccedilatildeo Deste modo uma substacircncia X
que tenha um potencial de oxidaccedilatildeo maior que uma substacircncia Y iraacute perder seus
eleacutetrons gradativamente para esta substacircncia se as duas estiverem juntas
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do
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eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu++ Isso provocaraacute diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
53
Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
Atividade 3 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o
experimento da pilha de Daniel
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas
dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os
relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em
eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e
conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em
sete itens principais
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Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve
comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos
resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo
do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos
objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser
esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram
utilizados no experimento
32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute
apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela
caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o
experimento
10 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a
profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno
Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos
pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
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Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento
e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na
redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os
objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem
de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed
Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo
de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO
BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro
ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2
ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte
das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos
ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos
Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o
aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Atividade 1 Montagem de um Mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias vocecirc poderaacute construir
o seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo em que vocecirc iraacute aplicar o que
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aprendeu preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo na entrada da
escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas
sobre o assunto estudado Orientado pelo seu professor vocecirc desenvolveraacute accedilotildees
sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre
o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente Poderaacute tambeacutem
compor muacutesicas sobre os assuntos abordados
Atividade 2 Montagem de um Portifolio
Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-
avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos
ao longo do bimestre de modo que venha justificar a questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil
toneladas de lixo eletrocircnico por hora dentro deste destacam-se pilhas e
baterias Este lixo eacute jogado na natureza provocando vaacuterios problemas
ambientais Quais os problemas ambientais que as pilhas e baterias provocam
na natureza e como podemos evitaacute-losrdquo citada no inicio do bimestre
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REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
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Questotildees para discussatildeo das miacutedias apresentadasque tambeacutem podem ser ferramentas para um debate
1 Sente-se um escravo da tecnologia atual ( especificamente aqueles que em curto espaccedilo de tempo geram lixo eletrocircnico tais como celular Ipod Iphone etc) 2 Ficou sensibilizado sobre a quantidade de lixo eletrocircnico que o homem produz 3 Haacute uma remota possibilidade de o Planeta ser recuperado 4 Qual a sua opiniatildeo sobre a mensagem que o filme Wall-E passa
Viacutedeo 1 IMPACTOS AMBIENTAIS Desenho animado sobre educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambiental retirado do site WWWyoutubecombr (1min e 45 segundos)
Viacutedeo 2 RECICLAGEM DE PILHAS Cidades e soluccedilotildees Globo News retirado do site WWWyoutubecombr (22 min e 35 segundos)
Viacutedeo 3WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
AVALIACcedilAtildeO DA UNIDADE
Ao final do estudo desta situaccedilatildeo de aprendizagem espera-se que o nosso educando tome uma posiccedilatildeo ecologicamente correta sabendo dos males que um descarte inadequado de pilhas e baterias possa causar ao meio ambiente
Situaccedilatildeo de aprendizagem 2 - Que tipos de materiais existem em uma pilha que a classifique como poluidora do meio ambiente
A partir de um experimento investigativo o nosso educando eacute instigado a pensar refletir sobre os componentes presentes em uma pilha e o principio de funcionamento desta Nesta situaccedilatildeo de aprendizagem os alunos seratildeo estimulados a dar explicaccedilotildees para as observaccedilotildees feitas e aplicaratildeo os conhecimentos que jaacute possuem sobre pilhas e baterias adquiridos na situaccedilatildeo anterior e atraveacutes de pesquisas posteriores ao experimento investigativo os alunos teratildeo contato com diversas fontes de pesquisa faratildeo anaacutelise das informaccedilotildees nelas contidas com o estabelecimento de relaccedilotildees entre elas para a elaboraccedilatildeo de conclusotildees Este processo estimula uma reflexatildeo efetiva dos alunos favorecendo uma aprendizagem mais significativa
Conteuacutedos e temas pilhas e aplicaccedilotildees das transformaccedilotildees que ocorrem com o envolvimento de eletricidade
Competecircncias e a habilidades avaliar a composiccedilatildeo das pilhas e o impacto que poderatildeo causar quando descartadas inadequadamente elencar impactos causados pelo uso industrial dos processos de eletroacutelise e discussotildees sobre a viabilidade do uso de diferentes fontes de energia
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Estrateacutegias leitura e discussotildees de textos debates realizaccedilatildeo de pesquisas e anaacutelise de resultados experimentais
Recursos livros didaacuteticos paradidaacuteticos perioacutedicos pesquisa na internet materiais para experimento
Nuacutemero de aulas 5
AULA 1 EXPERIMENTO INVESTIGATIVO Quais componentes estatildeo presentes em uma Pilha
Devido a toxidade presente nos componentes da pilha (chapa de accedilozincobastatildeo de carbonodioacutexido de manganecircs e cloretos de zinco e amocircnio) sugere-se um experimento de natureza demonstrativa tais como desmontar uma pilha passo a passo conforme figuras abaixo e tambeacutem pesquisar viacutedeos no youtube sobre desmontagem de pilhas ou pode produzir uma filmagem da desmontagem da pilha uma vez que a ideia eacute preservar o meio ambiente Entatildeo os viacutedeos satildeo uma ideia aceitaacutevel
A ideacuteia de trabalhar esse experimento eacute demonstrar para o aluno os componentes de uma pilha o aluno durante o experimento deve ser questionado a todo tempo sobre os materiais existentes em uma pilha e o que pode prejudicar o meio ambiente apoacutes o descarte
Sugestotildees de questotildees para os alunos
1 Quais os componentes presentes em uma pilha
2 Quantos materiais perigosos podem conter uma pilhaExplique por que esses materiais satildeo perigosos
3 Seraacute que os materiais de uma pilha podem ter alguma utilidade ao ser humano
Outra sugestatildeo eacute pedir para o aluno fazer um desenho da pilhas antes e depois do experimento
ROTEIRO EXPERIMENTAL DESMONTAGEM DE PILHA
OBJETIVO Mostrar a constituiccedilatildeo quiacutemica de uma pilha e obter a partir dela alguns reagentes aproveitaacuteveis em aulas praacuteticas de laboratoacuterio
MATERIAL
1 pilha comum
Canivete
Chave de fenda
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Alicate
Funil plaacutestico
Filtro de papel
Bico de bunsen ou lamparina com aacutelcool
Beacutequer (pyrex)
Tripeacute
Tela de amianto
Espaacutetula (ou palito de sorvete)
Baqueta de vidro
Erlenmeyer
REAGENTES
Aacutegua destilada
PROCEDIMENTO
1 Com auxilio de um canivete abrir a pilha ao longo da emendaretirando a proteccedilatildeo de accedilo
2 Desenrolar bem a chapa obtida
3 Retirar o papelatildeo ou plaacutestico que se encontra abaixo da chapa de accedilo
4 O zinco eacute a camada que vem logo a seguir devendo ser retirado lavado com aacutegua e detergente colocando-o para secar
5 Finalmente retirar o bastatildeo preto e central da pilha (bastatildeo de carbono)lavando-o igualmente com aacutegua e detergente e transferir o resto do conteuacutedo da pilha para um beacutequer ou um copo de vidro
6 Acrescentar agrave esta mistura aproximadamente 50 ml de aacutegua e agitar bem
7 Filtrar a misturarecolhendo o filtrado em um erlenmeyere em seguidaabrir o papel de filtro com resiacuteduo para deixaacute-lo secar
8 Depois de secoguarde o poacute preto obtido (dioacutexido de manganecircs)em um frasco rotulado
9 Aquecer o filtrado com o auxilio do bico de bunsen (ou lamparina )ateacute toda a aacutegua evaporar
10 Depois de filtrarguardar os cristais em um frasco devidamente rotulado
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O filtrado conteacutem a misturas de cloretos de zinco e amocircnio ambos soluacuteveis em aacutegua
Observaccedilatildeo O invoacutelucro de accedilo pode ser usado como cadinho para uma secagem raacutepida e de pequenas quantidades de dioacutexido de manganecircs obtido
BIBLIOGRAFIA BRAATHENPCet AL Curso de treinamento de professores de segundo grau- Moacutedulo de QuiacutemicaViccedilosaMGUniversidade Federal de Viccedilosa1989
A seguir sequumlecircncia de fotos da desmontagem de uma pilha
Figura 1-pilha antes da desmontagem
Figura 2-passo1 retirada do invoacutelucro
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Figura 3-passo 2 retirada da camada de papelatildeo
Figura 4-passo 3 retirada da parte superior
Figura 5-passo 4 retirada do bastatildeo de carbono
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Figura 6- passo 5 retirada do poacute preto de dioacutexido de manganecircs
Figura 7 passo 6 visualizaccedilatildeo do interior da pilha
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Figura 8-passo 7 visualizaccedilatildeo de todos os componentes presentes em uma pilha
Para colaborar na avaliaccedilatildeo dessa aula investigativa e demonstrativa o ideal seria que o professor retomasse as questotildees que foram aplicadas no inicio da aula
AULA 2 Pilhas e baterias conceituaccedilatildeo a partir de pesquisas em livros didaacuteticos paradidaacuteticos internet e revistas especializadas
Com intuito de melhorar o conhecimento cientiacutefico dos alunos pode-se orientaacute-los para realizarem uma pesquisa literaacuteria sobre o que vem a ser pilha e bateria e os possiacuteveis problemas ambientais causados pelos usos e descarte inadequados destes Esta pesquisa pode ser realizada em grupo ou individualmente em sala ou extraclasse (a criteacuterio do professor) O objetivo da pesquisa eacute que os alunos com o auxilio do professor durante a aula aprenda transpor a linguagem da ciecircncia comum para a linguagem cientiacutefica compreendendo termos teacutecnicos especiacuteficos da Quiacutemica para opinar e atuar como cidadatildeo ou profissional num futuro proacuteximo de forma eacutetica
AULA 3 Visita virtual a uma induacutestria de reciclagem
Apoacutes discussotildees introdutoacuterias feitas na situaccedilatildeo de aprendizagem anterior pode-se fazer uma visita virtual no site do youtube onde poderatildeo assistir a um filme ( 5 minutos de duraccedilatildeo) da empresa de reciclagem de pilhas SUZAQUIM tem-se a possibilidade de se observar um processo quiacutemico de reciclagem de pilhas e baterias ( a visita fiacutesica eacute praticamente impossiacutevel de se realizar devido ao ambiente ser improacuteprio para essa finalidade) Finaliza-se essa primeira etapa do processo de aprendizagem pedindo aos alunos um relatoacuterio na forma de artigo de
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opiniatildeo sobre a importacircncia da reciclagem de pilhas em favor do meio ambiente e a necessidade de maiores investimentos nessa aacuterea
AULA 4 Modelo de pilha ideal
Considerando que agrave essa altura os nossos alunos jaacute tenham conhecimento sobre descarte de pilhas e baterias podemos inicializar a segunda etapa da unidade didaacutetica propondo que criem um modelo ideal de pilha (que impacte minimamente o meio ambiente) Essa atividade pode ser realizada em grupo os alunos teratildeo como material base informaccedilotildees jaacute trabalhadas anteriormente
Pode-se sugerir temas como
Pilhas recarregaacuteveis
Fontes de energias alternativas
Utilizaccedilatildeo de metais natildeo agressivos ao meio ambiente ou novos processos de eletroacutelise
Professor e alunos levaratildeo agrave sala de aula livros didaacuteticos paradidaacuteticos perioacutedicos e materiais da internet para consulta e realizaccedilatildeo da atividade propostaOs alunos seratildeo orientados pelo professor para em grupo montarem um modelo ideal de pilha que poderaacute ser apresentada na aula seguinte em forma de seminaacuterio experimento demonstrativo slides ou filmagens
Observaccedilatildeo para facilitar o trabalho o professor pode pedir aos alunos que usem os recursos mencionados acima para confecccedilatildeo do material a ser apresentado extraclasse
AULA 5 Modelos de pilhas produzidos apresentaccedilatildeo
Nesta aula o objetivo eacute que os alunos apresentem o seu modelo ideal de pilha escolhidos e idealizados na aula anterior e produzidos extraclasse Natildeo resta a menor duacutevida que seraacute um facilitador para o aprofundamento dos conteuacutedos gerais e especiacuteficos desta unidade didaacutetica Para que isso aconteccedila pode-se desencadear uma discussatildeo e um acordo coletivo para escolha da melhor pilha apresentada para que a haja compreensatildeo do processo de transformaccedilatildeo de energia quiacutemica em eleacutetrica
Para finalizar esta situaccedilatildeo de aprendizagem podemos avaliar os nossos alunos propondo as questotildees abaixo sugere-se que sejam realizadas individualmente pelos alunos pois somente desta maneira o professor poderaacute diagnosticar se houve o aprendizado real e significativo
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Questotildees sugeridas
1 Eacute possiacutevel produzir energia eleacutetrica atraveacutes de uma transformaccedilatildeo quiacutemica
2 Explique o surgimento da energia eleacutetrica nas transformaccedilotildees quiacutemicas
3 Podemos montar uma pilha ecologicamente correta
4 O funcionamento de uma pilha soacute acontece atraveacutes de transformaccedilatildeo quiacutemica Explique
Situaccedilatildeo de aprendizagem 3- O lado cientiacutefico da Pilha
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem permitiraacute aos alunos compreenderem o funcionamento de uma pilha( conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica ) e a produccedilatildeo de novos materiais atraveacutes da eletrolise (conversatildeo natildeo espontacircnea energia eleacutetrica em quiacutemica) com experimentos
Conteuacutedos e temas eletroacutelise reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo seacuterie de reatividade de metais
Competecircncias e habilidades compreender que existem transformaccedilotildees quiacutemicas que ocorrem com transferecircncia de eleacutetrons e podem gerar corrente eleacutetrica prever a ocorrecircncia de transformaccedilotildees quiacutemicas com a utilizaccedilatildeo da seacuterie de reatividade de metais
Estrateacutegias textos jornaliacutesticos experimentos abordagem investigativa com perguntas
Avaliaccedilatildeo anaacutelise dos resultados experimentais
Recursos materiais para o experimentolousa e giztabelas
Nuacutemero de aulas 4
AULA 1 O experimento da pilha do Daniel
Nessa aula propotildee ao professor a sugestatildeo de roteiro experimental da pilha de Daniel Esse experimento eacute bastante comum e o professor pode fazecirc-lo de maneira demonstrativa ou dividir a sala em grupos para sua realizaccedilatildeo Eacute importante orientar os alunos para que observem atentamente os estados iniciais e finais das placas metaacutelicas assim como da soluccedilatildeo em relaccedilatildeo agrave coloraccedilatildeo brilho e outros aspectos para que a aprendizagem ocorra de forma plena
Questotildees que poderatildeo auxiliar os alunos durante a execuccedilatildeo do experimento
1 As placas mudaram de cor apoacutes serem mergulhadas na soluccedilatildeo Explique
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2 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
3 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
4 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
1 Limpar as placas com palha de accedilo 2 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 3 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 4 Interligar os dois potes com a ponte salina
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5 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 6 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo PauloEdusp 1998
Caso o professor deseje trabalhar outros experimentos abaixo estatildeo descritos alguns (roteiros) para trabalhar o processo de eletroacutelise Dentre eles alguns satildeo bastante simples podem ser realizados de maneira demonstrativa pelo professor ou pelos alunos (divididos em grupo)
1ordf sugestatildeo de experimento
Quem natildeo gosta de receber o troco das compras em moedas novinhas O que ningueacutem gosta mas tem que aceitar eacute aquele monte de moedas enferrujadas e com aparecircncia envelhecida Mas por que elas adquirem este aspecto Tudo comeccedila pela composiccedilatildeo das moedas que satildeo obtidas atraveacutes de ligas metaacutelicas soacute por este fato jaacute se nota porque as moedas satildeo mais resistentes do que notas As ceacutedulas de dinheiro satildeo feitas com papel especial (papel moeda) que eacute resistente mas com o passar de matildeo em matildeo ficam velhas e se rasgam A umidade presente em nossas matildeos eacute que realiza o estrago e as moedas natildeo escapam elas ficam escurecidas devido agrave oxidaccedilatildeo As moedas constituem um dinheiro muito manuseado sendo assim fica inevitaacutevel que entre em contato com a umidade e exposiccedilatildeo ao oxigecircnio fatores necessaacuterios para que ocorra a reaccedilatildeo de oxidaccedilatildeo Mas saiba agora que existe um truque para deixar suas moedinhas novinhas em folha
O que vamos demonstrar a seguir pode ser usado em sala de aula como um experimento de Quiacutemica
Reaccedilotildees de oxidaccedilatildeo em moedas
Vamos usar como exemplo a moeda de 5 centavos pois eacute uma das mais manuseadas Portanto peccedila a seus alunos que tragam moedas envelhecidas neste valor
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Vocecirc sabe de que esta moeda eacute feita Eacute composta de Accedilo e recoberta com Cobre e agrave medida que vai sendo usada vai se formando uma camada de oacutexido de cobre sobre ela Veja a equaccedilatildeo do processo 2 Cu + frac12 O2 rarr Cu2O
O metal Cobre presente na moeda eacute oxidado e forma o monoacutexido de Dicobre (Cu2O) o qual tem coloraccedilatildeo escura daiacute o porquecirc daquela cor horriacutevel O segredo para que as moedas tornem a ficar como eram antes (brilhantes e avermelhadas) eacute deixaacute-las de molho em aacutecido cloriacutedrico Equaccedilatildeo que representa a lavagem Cu2O + 2 HCl rarr Cu2Cl2 + H2O
Como se vecirc na equaccedilatildeo acima o oacutexido reage com aacutecido cloriacutedrico (HCl) e daacute origem a um sal de cobre (Cu2Cl2) esta reaccedilatildeo permite agrave moeda adquirir aparecircncia de nova Por Liacuteria Alves Graduada em Quiacutemica Equipe Brasil Escola
2ordf sugestatildeo de experimento
Pilha de Limatildeo
ou Pilha de Laranja ou ainda Pilha de Batata
Eacute possiacutevel obter eletricidade a partir de um limatildeo Sim natildeo soacute satildeo as pilhas comuns que podem gerar eletricidade E o mais legal eacute que na falta do limatildeo vocecirc pode usar uma laranja ou mesmo uma batata
Na verdade a corrente eleacutetrica surge a partir dos potenciais eleacutetricos de dois metais que satildeo cravados no limatildeo na laranja
e na batata O caraacuteter aacutecido do limatildeolaranja e o caraacuteter baacutesico da batata ajudam na conduccedilatildeo da eletricidade Mas o que eacute que causa esta corrente Pense um pouco antes de prosseguir a leitura
Bom depois de esperar vocecirc pensar um pouquinho vamos prosseguir dois pedaccedilos de metal satildeo usados O melhor resultado surge da combinaccedilatildeo de zinco e cobre mas tambeacutem pode ser usado zinco e alumiacutenio ou ainda latatildeo e alumiacutenio
Alguns tipos de pregos conteacutem zinco e o cobre pode ser encontrado na forma de fios e mesmo na composiccedilatildeo de algumas moedas Pode-se tambeacutem utilizar (na falta destes) uma taxinha destas de latatildeo e um clips
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Apoacutes fincaacute-los no limatildeo (ou laranja ou batata) e uniacute-los por fios pode-se ligaacute-los a um pequeno aparelho eleacutetrico O melhor resultado se daacute usando um destes reloacutegios eletrocircnicos - tira-se a pilha deste e faz-se a ligaccedilatildeo dos fios positivo e negativo nos pequenos terminais do reloacutegio A corrente produzida eacute suficiente para acendecirc-lo ainda que por alguns minutos Natildeo esqueccedila de antes limpar as peccedilas de metal e evitar que elas se toquem no interior do limatildeo (ou da laranja ou ainda da batata)
Cuidados no Experimento
A eletricidade produzida eacute na realidade muito pequena para acender uma lacircmpada comum mesmo as menores Mas eacute possiacutevel acender uma pequena lampadinha se vocecirc quiser substituindo o limatildeo por uma soluccedilatildeo de aacutegua + sal Assim como na soluccedilatildeo salina existem no limatildeo batata e laranja alguns sais que se dissociam em iacuteons positivos e negativos e cada um destes tipos de iacuteons migram para os terminais metaacutelicos O certo eacute dizer que houve uma conduccedilatildeo iocircnica no interior do limatildeo da laranja e da batata Jaacute nos terminais satildeo os eleacutetrons dos metais que migram alcanccedilando o reloacutegio e fazendo-o funcionar com a corrente de eleacutetrons Esta eacute a diferenccedila
Uma lampadinha (ou mesmo um LED - uma lacircmpada especial destas coloridas que existem nos aparelhos de TV e de som esteacutereo geralmente nas cores vermelha e verde) satildeo materiais muito baratos e facilmente encontraacuteveis nas lojas de produtos eleacutetricos Para se acender uma destas lampadinhas eacute necessaacuterio 15 volt e alguns miliamperes o que eacute difiacutecil de se conseguir com apenas 1 limatildeo laranja ou batatinha
A voltagem tambeacutem varia de limatildeo para limatildeo laranja para laranja e batata para batata dependendo de vaacuterios fatores incluindo a acidezbasicidade teor de sais aacutegua Por exemplo um limatildeo pode acender um pequeno circuito eleacutetrico por pouco tempo e soacute Procure testaacute-lo com um voltiacutemetro (um medidor de tensatildeo eleacutetrica) Se for muito difiacutecil mesmo trabalhar com apenas um tente experimentar uma ligaccedilatildeo em seacuterie lacircmpada-cobre-limatildeo-zinco-fio-cobre-limatildeo-zinco-lacircmpada O resultado eacute mais visiacutevel
cienciaemcasacienciavivaptpilha_limaohtml
3ordf sugestatildeo de experimento
Pilha de Batata
Objetivo
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Estudar o funcionamento das ceacutelulas voltaacuteicas e associaccedilotildees em seacuterie Uma batata cortada pela metade duas plaquinhas de cobre e duas plaquinhas de zinco permitem a confecccedilatildeo de uma batateria capaz de acionar um reloacutegio digital por pelo menos dois meses Com certos cuidados os quais comentaremos esse tempo de uso pode ser estendido para cerca de quatro meses
Apresentaccedilatildeo
Os modernos reloacutegios digitais a cristal de quartzo requerem uma baixiacutessima intensidade de corrente eleacutetrica para seu funcionamento Se vocecirc tiver um bom microamperocircmetro poderaacute constatar que ela seraacute algo como 15 x 10-6 A sob tensatildeo eleacutetrica (ddp) de 135 V Eacute devido a isso que tais reloacutegios podem funcionar com as minuacutesculas baterias bototildees que geram uma fem entre 12 a 14 volts notadamente as baterias com ceacutelulas de mercuacuterio Os experimentos a seguir aproveitam-se dessa propriedade inerente aos circuitos eletrocircnicos --- funcionarem com baixiacutessimas intensidades de corrente eleacutetrica
O que faremos essencialmente seraacute construir baterias a partir de duas ceacutelulas voltaacuteicas que produziratildeo cada uma 06 a 07 V Dois eletrodos distintos (plaquinhas de cobre e zinco) seratildeo introduzidos em meias-batata (ou quiabo ou limatildeo ou abacaxi etc) e associados em seacuterie de modo a constituiacuterem uma bateria [associaccedilatildeo de duas pilhas primaacuterias (ceacutelulas voltaicas)]
Fazendo uma pilha primaacuteria
Corte uma batata pela metade Corte duas chapinhas uma de cobre outra de zinco com cerca de (2 x 4) cm Qualquer espessura das chapinhas entre 1 e 2 mm serviraacute essas chapinhas seratildeo os eletrodos da pilha primaacuteria Solde em cada uma dessas plaquinhas um fio de cobre flexiacutevel (cabinho 22) com cerca de 20 cm de comprimento (descasque as extremidades e estanhe-as --- passe solda) Espete as plaquinhas na meia-batata (bem perpendicular agrave superfiacutecie cortada) deixando para fora apenas cerca de 1 cm e separada por cerca de 08 cm Natildeo deixe as plaquinhas se encontrarem dentro da meia-batata Veja a ilustraccedilatildeo
Fazendo a batateria
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Essa pilha de meia-batata apresentaraacute forccedila eletromotriz (fem) de cerca de 07 V o que pode ser constatado mediante um bom voltocircmetro (resistecircncia interna grande) conectado aos dois fios indicados acima Como iremos necessitar de cerca de 14 V para acionar o reloacutegio digital deveremos construir uma bateria a partir de duas dessas pilhas primaacuterias e associando-as em seacuterie como se ilustra
Preparando o reloacutegio
Qualquer reloacutegio digital que utilize uma bateria botatildeo poderaacute ser usado O que utilizei eacute um CITIZEN - CRYSTON LC A primeira coisa a fazer eacute remover a tampinha em forma de disco do alojamento da bateria botatildeo Retire a bateria pifada Olhe bem para essa bateria e repare que o corpo dela corresponde ao poacutelo positivo enquanto que o botatildeo superior corresponde ao poacutelo negativo Veja dentro do local de alojamento dessa bateria as duas lacircminas de contato uma que encosta no poacutelo positivo da bateria e outra que encosta no poacutelo negativo Solde nessa pequenas lacircminas dois pedaccedilos de cabinho 22 um vermelho ligado na lacircmina positiva e um preto ligado na lacircmina negativa
O fio que vem da plaquinha de cobre da batateria deve ser ligado ao fio vermelho do reloacutegio e o fio que vem da plaquinha de zinco da batateria deve ser ligado ao fio preto do reloacutegio
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Pronto O reloacutegio jaacute deve estar funcionando Eis as ilustraccedilotildees de minha montagem
Agrave esquerda a proteccedilatildeo de madeira para a montagem numa divisatildeo foi feito o orifiacutecio para inserir o reloacutegio na outra foi colocado um pires quadrado para conter as meias-batatas Agrave direita um destaque da montagem Abaixo detalhes da parte posterior da montagem
Anaacutelise do circuito
A tensatildeo eleacutetrica uacutetil (U) entre os terminais de cada pilha primaacuteria pode ser expressa em termos de sua fem (E) de sua resistecircncia interna (r) e da corrente de intensidade i que por ela circula assim U = E - ri mostrando claramente que a tensatildeo uacutetil depende da intensidade da corrente eleacutetrica solicitada (i)
Em circuito aberto um bom voltocircmetro (Rvint--gt conectado aos eletrodos fornece Uaberto= E pois iaberto = 0 Um bom amperocircmetro (Raint--gt0) conectado diretamente entre os eletrodos (curto-circuitando a pilha) fornece Icc = Er uma vez que Ucc = 0 Da leitura da fem E (via voltocircmetro) e da corrente de curto circuito icc
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(via amperocircmetro) obtemos r = Eicc Para nossa montagem esse valor resultou ao redor dos 3 000 ohms e E = 07 V
Para as duas pilhas em seacuterie formando nossa batateria teremos Ebat = 14 V
e rbat = 6 000
Sob ddp uacutetil de 12 V teremos i = (Ebat- U)r = (14 - 12)6000 = 3 x 10-5 A que satildeo suficientes para o funcionamento do reloacutegio digital
Como dissemos como eletroacutelito podemos usar limatildeo abacaxi pepino uvas cebolas etc e como eletrodos podemos usar os pares cobrezinco magneacutesioferro alumiacuteniocobre prego zincadocobre etc Para cada par deve-se testar antes de ligar no reloacutegio qual a polaridade obtida (sob risco que queimar o cristal de quartzo) para a bateria Por exemplo se for usado eletrodos de magneacutesio e de ferro o magneacutesio seraacute o terminal negativo e o ferro o terminal positivo Calculadoras e jogos eletrocircnicos tambeacutem funcionam com tais baterias culinaacuterias Eis abaixo uma tomateria uma bateria de tomates
Mais teoria As reaccedilotildees nas ceacutelulas voltaacuteicas satildeo
catodo Zn lt==gt Zn2 + 2e anodo 2H+ + 2e lt==gt H2
A FEM da reaccedilatildeo vem expressa por E(ZnZn22H+H2) = Eo +
(RTnF)ln([Zn2+][H+]2) O eletrodo de cobre opera apenas como coletor de eleacutetrons podendo ser substituiacutedo por platina ou outro metal inerte
httpwwwfeiradecienciascombrsala1212_21asp
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Aulas 2 e 3 Reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo e o uso da tabela de potenciais de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo
Com a utilizaccedilatildeo dos dados recolhidos pelos alunos sobre o experimento anterior pode-se introduzir o conteuacutedo sobre reaccedilotildees de oxirreduccedilatildeo e o uso da tabela de potenciais de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo
Para facilitar a inicializaccedilatildeo do conteuacutedo pode-se retomar algumas questotildees dos experimentos anteriores
1 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 2 Como a energia eleacutetrica foi obtida 3 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 4 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 5 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 6 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 7 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 8 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha Conteuacutedo sugerido para trabalhar o conceito de reaccedilatildeo de oxidorreduccedilatildeo
A eletroquiacutemica eacute o estudo sobre a transferecircncia de eleacutetrons entre diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-versa Pilhas e baterias satildeo reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo capazes de gerar corrente eleacutetrica Eletroacutelise satildeo reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo produzidas pela passagem da corrente eleacutetrica Numa eletrolise existe os seguintes termos CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e mergulhados num eletroacutelito ELETRODOS Satildeo as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica ELETROacuteLITOS Satildeo as soluccedilotildees que conduzem a corrente eleacutetrica AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula entra na soluccedilatildeo CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula deixa a soluccedilatildeo IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na soluccedilatildeo Resumo
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons aumenta o numero de oxidaccedilatildeo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons diminui o numero de oxidaccedilatildeo
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Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz o numero de oxidaccedilatildeo diminui
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida o numero de oxidaccedilatildeo aumenta
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em energia eleacutetrica
BIBLIOGRAFIA sobre o conceito de oxidorreduccedilatildeo Programa de ensino para jovens e adultosescola da juventude Ciecircncias da NaturezaMatemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemicaeditora iacutecone ltdaSatildeo Paulo
Figura retirada WWWgooglecombr
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
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A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu
++ Isso provocaraacute
diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo
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que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
AULA 4 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o experimento da pilha de Daniel
Confecccedilatildeo de relatoacuterio pode-se trabalhar produccedilatildeo de textos do gecircnero artigo de opiniatildeo (conclusatildeo) e resumos ( introduccedilatildeo) Com o relatoacuterio em matildeos o
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professor poderaacute avaliar se houve aprendizagem real ou natildeo Espera-se que os alunos possam descrever em seu relatoacuterio os seguintes toacutepicos
Na pilha de Daniel o eletrodo de cobre metaacutelico que recebe eleacutetrons eacute chamado de caacutetodo ou terminal positivo e a lacircmina de zinco que cede eleacutetrons eacute o acircnodo ou terminal negativo O conjunto montado no experimento eacute uma pilha de Daniell com ponte salina A placa de zinco fornece eleacutetrons oxidando-se atraveacutes do fio para a placa de cobre que reduziraacute iacuteons de cobre na soluccedilatildeo Os eleacutetrons passando atraveacutes do fio iratildeo alimentar o cartatildeo musical Invertendo-se os fios de ligaccedilatildeo da pilha o terminal negativo do cartatildeo musical estaraacute ligado ao caacutetodo da pilha e o terminal positivo ao acircnodo Esta inversatildeo do sentido da corrente natildeo permite que o cartatildeo musical funcione
Sugestatildeo de modelo de relatoacuterio
RELATOacuteRIO
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em sete itens principais
Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram utilizados no experimento
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32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o experimento
5 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2 ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
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baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Conteuacutedo e temas impactos ambientais relacionado ao uso de pilhas e baterias
Competecircncias e habilidades identificar os impactos ambientais causados pelo descarte inadequado de pilhas e baterias avaliar como a composiccedilatildeo das pilhas pode causar possiacuteveis impactos relacionar os impactos causados pelas induacutestrias nos processos de eletroacutelise refletir sobre a importacircncia da adoccedilatildeo de posturas conscientes com relaccedilatildeo ao consumo e descarte de pilhas e baterias
Estrateacutegias elaboraccedilatildeo de mural produccedilatildeo de folder
Recursos biombos para anexar material produzido cartolinas fitas adesivas
Avaliaccedilatildeo participaccedilatildeo e envolvimento
Nuacutemero de aulas 3
AULA 1 Elaboraccedilatildeo de mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias os alunos finalizaratildeo a segunda etapa desta unidade didaacutetica construindo seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo Nesse momento comeccedila-se a desenvolver a terceira etapa dessa unidade ( que eacute uma das mais importantes)pois os alunos iratildeo aplicar o que aprenderam preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo em um local estrateacutegico da escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas sobre o assunto estudado O nosso estudante nesta etapa final da unidade temaacutetica poderaacute desenvolver accedilotildees sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente e tambeacutem composiccedilatildeo de muacutesicas sobre os assuntos abordados
AULA 2 A escola como ponto de coleta de pilhas e baterias
Os alunos apoacutes terem finalizado o trabalho da aula anterior poderatildeo distribuir agrave comunidade o material confeccionado sensibilizando-a buscando parcerias para que a escola seja um ponto de coleta desses materiais pois somente com accedilotildees dessa natureza podemos acreditar que possam desenvolver a accedilatildeo social e ambiental desejada
AULA 3 Retomada das questotildees diagnoacutesticas poacutes desenvolvimento da unidade didaacutetica
Eacute importante retomar as questotildees aplicadas no iniacutecio dessa unidade pois somente assim teremos a certeza do quanto os alunos assimilaram de conhecimento cientiacutefico Muito importante nesse momento tambeacutem eacute poder avaliaacute-los como indiviacuteduos atuantes na sociedade
AULA 4 Avaliaccedilatildeo final
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Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos (sugere-se que contenha mapa conceitual dos conteuacutedos apreendidos) e devolutiva das questotildees comentadas
Consideraccedilotildees finais
A eletroquiacutemica trabalhada da forma que estaacute sendo apresentada nessa unidade didaacutetica leva o aluno a adquirir conhecimentos de maneira significativa O ensino atraveacutes da experimentaccedilatildeo o faraacute tirar suas proacuteprias conclusotildees e ter um aprendizado real produzindo nele mudanccedila de postura diante dos fatos observados refletindo e opinando criticamente frente a informaccedilotildees que poderaacute encontrar doravante sobre o assunto
A participaccedilatildeo e a integraccedilatildeo do aluno nas aulas tecircm que ser consideradas ponto de partida para que o mesmo possa compreender que as transformaccedilotildees quiacutemicas fazem parte do seu cotidiano Toda tecnologia existente eacute produto dessas transformaccedilotildees
Finalizando o estudo dessa unidade espera-se que o aluno natildeo soacute compreenda a importacircncia das transformaccedilotildees quiacutemicas mas que esteja envolvido a ponto de adotar uma postura responsaacutevel em relaccedilatildeo aos impactos ambientais causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e baterias e dentro dessa nova postura possa tomar decisotildees e atuar de forma eacutetica no meio em que vive
REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
41
9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
14- Programa de ensino para jovens e adultos escola da juventude Ciecircncias da Natureza Matemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemica Editora Iacutecone Ltda Satildeo Paulo
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Imagem maisumtekofileswordpresscom
2009
Katia Regina Varela Roa-DE SUZANO
Gilson Silva ndashDE CAEIRAS
Leonardo Bassi Ubeda das Neves-DE SUZANO
Massuko Sawayama Warigoda-DE MOGI DAS
CRUZES
GEPEQ- USP CURSO DE FORMACcedilAtildeO
CONTINUADA DE PROFESSORES 2008 2009
28082009
PILHAS E BATERIAS USOS E DESCARTES X IMPACTOS AMBIENTAIS Caderno do aluno
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Situaccedilatildeo de aprendizagem 1- As pilhas e baterias que fazem parte do nosso lixo eletrocircnico podem ser prejudiciais ao ser humano
Por meio desta primeira situaccedilatildeo de aprendizagem vocecirc poderaacute reconhecer
que quando descartadas incorretamente pilhas e baterias podem prejudicar o meio
ambiente apesar de indispensaacutevel para o homem E tambeacutem pode comeccedilar a
refletir o porquecirc dessa questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil toneladas de lixo eletrocircnico
por hora dentro deste destacam-se pilhas e baterias Este lixo eacute jogado na
natureza provocando vaacuterios problemas ambientais Quais os problemas
ambientais que as pilhas e baterias provocam na natureza e como podemos
evitaacute-losrdquo
Atividade 1Refletindo sobre pilhas e baterias x impactos ambientais
1 O que vocecirc entende por pilhas E baterias
2 Elas satildeo imprescindiacuteveis na atualidade Onde
3 Existe alguma relaccedilatildeo entre pilha eletricidade e transformaccedilotildees quiacutemicas
4 Que tipo de material(is) vocecirc acha que eacute(satildeo) necessaacuterio(os) para se construir
uma pilha
5 Cite alguns problemas ambientais relacionados ao uso e descarte de pilhas e
baterias Qual deve ser sua postura em relaccedilatildeo a esses problemas
Atividade 2 Pilhas e Baterias x impactos ambientais
Leitura e Anaacutelise de textos
TEXTO 1 Descarte de pilhas e baterias eacute problema seacuterio para meio ambiente
O Brasil eacute o uacutenico paiacutes da Ameacuterica do Sul que regulamenta a fabricaccedilatildeo venda e destinaccedilatildeo final de pilhas e baterias Com a entrada da Resoluccedilatildeo 257 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama) que dispotildee sobre estes resiacuteduos em vigor desde junho de 2001 o Ibama passou a fiscalizar esses limites Ou pelo menos era o que deveria acontecer Em Cuiabaacute por exemplo o gerente do oacutergatildeo Hugo Scheuer declarou natildeo estar a par do assunto mas garantiu ser este seu proacuteximo objetivo por considerar o descarte destes resiacuteduos um problema de grande amplitude Mas enquanto isso o que fazer com pilhas e baterias principalmente as de celulares quando acabam Esta duacutevida eacute frequumlente em toda a populaccedilatildeo
Considerados toacutexicos o lanccedilamento desses resiacuteduos em lixotildees nas margens das estradas ou em terrenos baldios compromete a qualidade ambiental e de vida da populaccedilatildeo Os resiacuteduos pesados quando aterrados migram para partes mais profundas do solo Com isso podem atingir o lenccedilol freaacutetico contaminando a flora e a fauna das regiotildees proacuteximas e ainda causar doenccedilas que variam de lesotildees cerebrais a disfunccedilotildees renais e pulmonares passando por distuacuterbios visuais e
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anemia Segundo a Resoluccedilatildeo 257 os fabricantes e importadores satildeo os responsaacuteveis pelo recolhimento do material e sua destinaccedilatildeo final o que deve ser fiscalizado pelos oacutergatildeos puacuteblicos ambientais Mas em Cuiabaacute apesar do site do Ministeacuterio do Meio Ambiente indicar o endereccedilo de 28 postos nenhum deles efetua o recolhimento apenas duas empresas de celulares recolhem as baterias em seus postos de venda (Vivo e Americel) e a fiscalizaccedilatildeo do Ibama eacute inexistente A Resoluccedilatildeo estabelece que as pilhas e baterias apoacutes o seu esgotamento energeacutetico devem ser entregues pelos usuaacuterios aos estabelecimentos que as comercializam ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelas respectivas induacutestrias Estas por sua vez devem repassaacute-las aos fabricantes e importadores para que passem por procedimentos de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final ambientalmente adequada No artigo 13deg estaacute previsto que as pilhas e baterias que atenderem aos limites previstos no artigo 6deg podem ser dispostas juntamente com os resiacuteduos domiciliares em aterros sanitaacuterios licenciados Mas por falta de aterros licenciados a maior parte das baterias e pilhas usadas continuam tendo os lixotildees irregulares como destino significando um risco para o meio ambiente e para as pessoas Apenas 30 destes resiacuteduos satildeo reciclados No Brasil uma empresa chamada Suzaquim anuncia que deteacutem um processo de reciclagem de baterias
Dependendo do material de que satildeo constituiacutedas pilhas e baterias podem ser jogadas em lixo domeacutestico As pilhas secas composta por zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs as mais consumidas para uso domeacutestico tecircm em sua maioria operado nos limites estabelecidos pelo artigo 6deg da Resoluccedilatildeo 257 As baterias de telefone sem fio de filmadoras de celular ou outros tipos normalmente recarregaacuteveis devem ser devolvidas agraves lojas Os fabricantes estatildeo obrigados a informar nas embalagens a necessidade ou natildeo de devoluccedilatildeo
O Brasil produz cerca de 800 milhotildees de pilhas comuns por ano o que representa seis unidades por habitante Deve-se lembrar que uma uacutenica pilha contamina o solo durante 50 anos Circulam anualmente 10 milhotildees de baterias de celular 12 milhotildees de baterias automotivas e 200 mil baterias industriais Do total de pilhas e baterias consumidas no paiacutes quase 70 satildeo constituiacutedas principalmente por zinco e caacutedmio aproximadamente 30 por amocircnia e manganecircs Ao se desfazer de pilhas e baterias usadas em local inadequado pode-se contaminar o solo a aacutegua e o ar Atraveacutes da cadeia alimentar esse produto chega aos seres humanos causando doenccedilas que afetam o sistema nervoso central Todos satildeo considerados bioacumulativos - acumula-se no organismo ao longo do tempo
RECICLAVEISCOMBR
Texto 2 Metais pesados contaminam meio ambiente e oferecem riscos agrave
sauacutede puacuteblica
Estima-se que cada bateria ou pilha depositada de forma inadequada no meio
ambiente contamine uma aacuterea de um metro quadrado Entretanto o dano ambiental
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pode ser maior se a quantidade desses equipamentos jogados em lixotildees for muito
alta
A dissoluccedilatildeo de metais pesados depositados em aterros
sanitaacuterios improacuteprios pode contaminar lenccediloacuteis freaacuteticos e o
ambiente local Em aterros a dissoluccedilatildeo dos metais eacute mais faacutecil
devido agrave acidez da aacuterea Isso facilita a acumulaccedilatildeo de metais
pesados na cadeia alimentar atraveacutes da contaminaccedilatildeo de
animais e vegetais que podem causar a intoxicaccedilatildeo de seres humanos que venham
a consumir esses alimentos afetados Metais pesados como chumbo caacutedmio
mercuacuterio e seus compostos podem provocar graves doenccedilas neuroloacutegicas aleacutem de
afetar a condiccedilatildeo motora
Pilhas e baterias comuns (pequenas usadas em raacutedios por exemplo) podem
ser descartadas no lixo domeacutestico de acordo com a determinaccedilatildeo do Conama No
entanto a professora Andreacutea Bernardes do Departamento de Engenharia de
Materiais da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) avalia que esses
produtos que acabam sendo depositados em aterros sanitaacuterios soacute poderiam ser
descartados nestes locais se houvesse o tratamento adequado do chorume
(substacircncia liacutequida encontrada em lixotildees) O chorume contaminado com metais
pesados contaminaraacute tambeacutem a terra e os lenccediloacuteis freaacuteticos
Marcelo Furtado coordenador da aacuterea de substacircncias toacutexicas do
Greenpeace vecirc com bons olhos a determinaccedilatildeo do Conama A iniciativa serve
como incentivo para que as empresas passem a reduzir o uso de substacircncias
toacutexicas para evitar todo o processo de recolhimento de baterias e pilhas usadas
diz Ele lembra que a tendecircncia eacute que substacircncias reciclaacuteveis sejam usadas cada
vez mais para que a reutilizaccedilatildeo dos produtos seja constante
Danilo FantinelRedaccedilatildeo Terra
Questotildees para anaacutelise do texto
6 Cite algumas das questotildees ambientais relacionadas ao uso de pilhas e baterias Qual deve ser a postura da populaccedilatildeo em relaccedilatildeo a essas questotildees 7 Com base na legislaccedilatildeo apresentada explique como deve ser feito o descarte de pilhas e baterias Quais impecilhos poderatildeo dificultar o cumprimento da lei 8 Qual o destino que deve ser dado agraves pilhas que seratildeo descartadas Existem formas de reciclagem Quais 9 Considerando os impactos ambientais que podem ocorrer do descarte inadequado das pilhas e baterias qual a sua opiniatildeo sobre o uso delas Existe uma ideal Explique 10 Vocecirc acha que hoje eacute possiacutevel sobrevivermos sem o uso de pilhas e baterias
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Atividade 3 Trechos do filme WALL-E
Converse com o seu professor sobre o filme a ser assistido na escola caso natildeo seja possiacutevel assista o filme em casa para auxiliaacute-lo nessa atividade
Questotildees para sala de aula reflexatildeo dos assuntos abordados no filme
5 Sente-se um escravo da tecnologia atual ( especificamente aqueles que em curto espaccedilo de tempo geram lixo eletrocircnico tais como celular Ipod Iphone etc) 6 Ficou sensibilizado sobre a quantidade de lixo eletrocircnico que o homem produz 7 Haacute uma remota possibilidade de o Planeta ser recuperado 8 Qual a sua opiniatildeo sobre a mensagem que o filme Wall-E passa 9 Viacutedeo WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97
minutos) som e cor
Situaccedilatildeo de aprendizagem 2 - Que tipos de materiais existem em uma pilha que
a classifique como poluidora do meio ambiente
Apoacutes a visatildeo do que vocecirc teve do filme e discussatildeo de trechos que falam sobre
impactos ambientais provocados pelo mau descarte de pilhas e baterias vocecirc
imagina quais seriam os agentes contaminantes
Atividade 1 Experimento demonstrativo ndash Desmontagem de uma pilha
No inicio da aula entregue para o seu professor um desenho que demonstre os
componentes que estruturam uma pilha
Apoacutes o teacutermino da desmontagem faccedila um novo desenho colocando aquilo que vocecirc
observou Compare o primeiro com o segundo desenho e em poucas linhas
descreva o que mais lhe chamou a atenccedilatildeo
Atividade 2 Buscando orientaccedilotildees com o professor para trabalho de
pesquisa
Leve para sala de aula revistas jornaislivros e mateacuterias de internet trazendo
informaccedilotildees sobre pilha ecologicamente correta
Atividade 3 Reciclagem de pilhas
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Apoacutes a viacutedeoaula sobre a reciclagem de pilhas elabore um artigo de opiniatildeo sobre
a importacircncia da reciclagem de pilhas em favor do meio ambiente e a necessidade
de maiores investimentos nessa aacuterea Ao final entregue a seu professor
Atividade 4 Pesquisa em grupo Pilha ideal
A partir de uma preacutevia busca em revistas jornais livros e internet procure obter
informaccedilotildees sobre uma pilha ideal
Atividade 5 Escolha da Pilha ideal
Apresente o material para o professor e os seus colegas para que seja feita a
escolha da melhor ideia
Questotildees para anaacutelise das ideacuteias sobre pilha ideal
5 Eacute possiacutevel produzir energia eleacutetrica atraveacutes de uma transformaccedilatildeo quiacutemica
6 Explique o surgimento da energia eleacutetrica nas transformaccedilotildees quiacutemicas
7 Podemos montar uma pilha ecologicamente correta
8 O funcionamento de uma pilha soacute acontece atraveacutes de transformaccedilatildeo quiacutemica Explique
Situaccedilatildeo de aprendizagem 3- O lado cientiacutefico da Pilha
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem permitiraacute a vocecirc compreender melhor o
funcionamento de uma pilha( conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
) e a produccedilatildeo de novos materiais atraveacutes da eletrolise (conversatildeo natildeo espontacircnea
energia eleacutetrica em quiacutemica) com experimentos Para essa situaccedilatildeo eacute importante
que vocecirc observe e anote em seu caderno tudo que se alterou
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Atividade 1 O experimento da pilha do Daniel
Questotildees que podem auxiliaacute-lo durante a execuccedilatildeo do experimento
6 As placas mudaram de cor apoacutes serem mergulhadas na soluccedilatildeo Explique
7 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
8 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
9 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
7 Limpar as placas com palha de accedilo
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8 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 9 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 10 Interligar os dois potes com a ponte salina 11 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 12 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e
transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo
PauloEdusp 1998
Atividade 2 Anaacutelise sobre experimento
Questotildees sobre o experimento
9 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 10 Como a energia eleacutetrica foi obtida 11 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 12 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 13 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 14 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 15 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 16 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha
UM POUCO DE ELETROQUIMICA
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A eletroquiacutemica estuda o aproveitamento da transferecircncia de eleacutetrons entre
diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-
versa
Pilhas conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
Eletroacutelise conversatildeo natildeo espontacircnea de energia eleacutetrica em quiacutemica
A seguir estatildeo descritos alguns termos que apareceratildeo no estudo da eletroquiacutemica
ELETRODOS Satildeo assim chamadas as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com
a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica
AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
ENTRA na soluccedilatildeo
CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
DEIXA a soluccedilatildeo
d) ELETROacuteLITOS Satildeo assim chamadas todas as soluccedilotildees que CONDUZEM a
corrente eleacutetrica
e) IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na
soluccedilatildeo
AcircNODO Eletrodo do qual saem os eleacutetrons para o circuito externo da ceacutelula
CAacuteTODO Eletrodo no qual entram os eleacutetrons atraveacutes do circuito externo da ceacutelula
f) CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que
conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e
mergulhados num eletroacutelito
Resumindo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons ( diminuiccedilatildeo de Nox)
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons ( aumento de Nox)
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida (Nox aumenta)
Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz (Nox diminui)
O redutor reduz o oxidante
O oxidante oxida o redutor
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em
energia eleacutetrica
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Cada substacircncia possui uma maior ou menor tendecircncia de perder eleacutetrons
tendecircncia esta chamada de Potencial de Oxidaccedilatildeo Deste modo uma substacircncia X
que tenha um potencial de oxidaccedilatildeo maior que uma substacircncia Y iraacute perder seus
eleacutetrons gradativamente para esta substacircncia se as duas estiverem juntas
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do
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eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu++ Isso provocaraacute diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
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Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
Atividade 3 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o
experimento da pilha de Daniel
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas
dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os
relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em
eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e
conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em
sete itens principais
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Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve
comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos
resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo
do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos
objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser
esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram
utilizados no experimento
32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute
apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela
caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o
experimento
10 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a
profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno
Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos
pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
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Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento
e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na
redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os
objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem
de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed
Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo
de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO
BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro
ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2
ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte
das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos
ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos
Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o
aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Atividade 1 Montagem de um Mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias vocecirc poderaacute construir
o seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo em que vocecirc iraacute aplicar o que
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aprendeu preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo na entrada da
escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas
sobre o assunto estudado Orientado pelo seu professor vocecirc desenvolveraacute accedilotildees
sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre
o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente Poderaacute tambeacutem
compor muacutesicas sobre os assuntos abordados
Atividade 2 Montagem de um Portifolio
Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-
avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos
ao longo do bimestre de modo que venha justificar a questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil
toneladas de lixo eletrocircnico por hora dentro deste destacam-se pilhas e
baterias Este lixo eacute jogado na natureza provocando vaacuterios problemas
ambientais Quais os problemas ambientais que as pilhas e baterias provocam
na natureza e como podemos evitaacute-losrdquo citada no inicio do bimestre
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REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
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Estrateacutegias leitura e discussotildees de textos debates realizaccedilatildeo de pesquisas e anaacutelise de resultados experimentais
Recursos livros didaacuteticos paradidaacuteticos perioacutedicos pesquisa na internet materiais para experimento
Nuacutemero de aulas 5
AULA 1 EXPERIMENTO INVESTIGATIVO Quais componentes estatildeo presentes em uma Pilha
Devido a toxidade presente nos componentes da pilha (chapa de accedilozincobastatildeo de carbonodioacutexido de manganecircs e cloretos de zinco e amocircnio) sugere-se um experimento de natureza demonstrativa tais como desmontar uma pilha passo a passo conforme figuras abaixo e tambeacutem pesquisar viacutedeos no youtube sobre desmontagem de pilhas ou pode produzir uma filmagem da desmontagem da pilha uma vez que a ideia eacute preservar o meio ambiente Entatildeo os viacutedeos satildeo uma ideia aceitaacutevel
A ideacuteia de trabalhar esse experimento eacute demonstrar para o aluno os componentes de uma pilha o aluno durante o experimento deve ser questionado a todo tempo sobre os materiais existentes em uma pilha e o que pode prejudicar o meio ambiente apoacutes o descarte
Sugestotildees de questotildees para os alunos
1 Quais os componentes presentes em uma pilha
2 Quantos materiais perigosos podem conter uma pilhaExplique por que esses materiais satildeo perigosos
3 Seraacute que os materiais de uma pilha podem ter alguma utilidade ao ser humano
Outra sugestatildeo eacute pedir para o aluno fazer um desenho da pilhas antes e depois do experimento
ROTEIRO EXPERIMENTAL DESMONTAGEM DE PILHA
OBJETIVO Mostrar a constituiccedilatildeo quiacutemica de uma pilha e obter a partir dela alguns reagentes aproveitaacuteveis em aulas praacuteticas de laboratoacuterio
MATERIAL
1 pilha comum
Canivete
Chave de fenda
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Alicate
Funil plaacutestico
Filtro de papel
Bico de bunsen ou lamparina com aacutelcool
Beacutequer (pyrex)
Tripeacute
Tela de amianto
Espaacutetula (ou palito de sorvete)
Baqueta de vidro
Erlenmeyer
REAGENTES
Aacutegua destilada
PROCEDIMENTO
1 Com auxilio de um canivete abrir a pilha ao longo da emendaretirando a proteccedilatildeo de accedilo
2 Desenrolar bem a chapa obtida
3 Retirar o papelatildeo ou plaacutestico que se encontra abaixo da chapa de accedilo
4 O zinco eacute a camada que vem logo a seguir devendo ser retirado lavado com aacutegua e detergente colocando-o para secar
5 Finalmente retirar o bastatildeo preto e central da pilha (bastatildeo de carbono)lavando-o igualmente com aacutegua e detergente e transferir o resto do conteuacutedo da pilha para um beacutequer ou um copo de vidro
6 Acrescentar agrave esta mistura aproximadamente 50 ml de aacutegua e agitar bem
7 Filtrar a misturarecolhendo o filtrado em um erlenmeyere em seguidaabrir o papel de filtro com resiacuteduo para deixaacute-lo secar
8 Depois de secoguarde o poacute preto obtido (dioacutexido de manganecircs)em um frasco rotulado
9 Aquecer o filtrado com o auxilio do bico de bunsen (ou lamparina )ateacute toda a aacutegua evaporar
10 Depois de filtrarguardar os cristais em um frasco devidamente rotulado
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O filtrado conteacutem a misturas de cloretos de zinco e amocircnio ambos soluacuteveis em aacutegua
Observaccedilatildeo O invoacutelucro de accedilo pode ser usado como cadinho para uma secagem raacutepida e de pequenas quantidades de dioacutexido de manganecircs obtido
BIBLIOGRAFIA BRAATHENPCet AL Curso de treinamento de professores de segundo grau- Moacutedulo de QuiacutemicaViccedilosaMGUniversidade Federal de Viccedilosa1989
A seguir sequumlecircncia de fotos da desmontagem de uma pilha
Figura 1-pilha antes da desmontagem
Figura 2-passo1 retirada do invoacutelucro
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Figura 3-passo 2 retirada da camada de papelatildeo
Figura 4-passo 3 retirada da parte superior
Figura 5-passo 4 retirada do bastatildeo de carbono
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Figura 6- passo 5 retirada do poacute preto de dioacutexido de manganecircs
Figura 7 passo 6 visualizaccedilatildeo do interior da pilha
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Figura 8-passo 7 visualizaccedilatildeo de todos os componentes presentes em uma pilha
Para colaborar na avaliaccedilatildeo dessa aula investigativa e demonstrativa o ideal seria que o professor retomasse as questotildees que foram aplicadas no inicio da aula
AULA 2 Pilhas e baterias conceituaccedilatildeo a partir de pesquisas em livros didaacuteticos paradidaacuteticos internet e revistas especializadas
Com intuito de melhorar o conhecimento cientiacutefico dos alunos pode-se orientaacute-los para realizarem uma pesquisa literaacuteria sobre o que vem a ser pilha e bateria e os possiacuteveis problemas ambientais causados pelos usos e descarte inadequados destes Esta pesquisa pode ser realizada em grupo ou individualmente em sala ou extraclasse (a criteacuterio do professor) O objetivo da pesquisa eacute que os alunos com o auxilio do professor durante a aula aprenda transpor a linguagem da ciecircncia comum para a linguagem cientiacutefica compreendendo termos teacutecnicos especiacuteficos da Quiacutemica para opinar e atuar como cidadatildeo ou profissional num futuro proacuteximo de forma eacutetica
AULA 3 Visita virtual a uma induacutestria de reciclagem
Apoacutes discussotildees introdutoacuterias feitas na situaccedilatildeo de aprendizagem anterior pode-se fazer uma visita virtual no site do youtube onde poderatildeo assistir a um filme ( 5 minutos de duraccedilatildeo) da empresa de reciclagem de pilhas SUZAQUIM tem-se a possibilidade de se observar um processo quiacutemico de reciclagem de pilhas e baterias ( a visita fiacutesica eacute praticamente impossiacutevel de se realizar devido ao ambiente ser improacuteprio para essa finalidade) Finaliza-se essa primeira etapa do processo de aprendizagem pedindo aos alunos um relatoacuterio na forma de artigo de
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opiniatildeo sobre a importacircncia da reciclagem de pilhas em favor do meio ambiente e a necessidade de maiores investimentos nessa aacuterea
AULA 4 Modelo de pilha ideal
Considerando que agrave essa altura os nossos alunos jaacute tenham conhecimento sobre descarte de pilhas e baterias podemos inicializar a segunda etapa da unidade didaacutetica propondo que criem um modelo ideal de pilha (que impacte minimamente o meio ambiente) Essa atividade pode ser realizada em grupo os alunos teratildeo como material base informaccedilotildees jaacute trabalhadas anteriormente
Pode-se sugerir temas como
Pilhas recarregaacuteveis
Fontes de energias alternativas
Utilizaccedilatildeo de metais natildeo agressivos ao meio ambiente ou novos processos de eletroacutelise
Professor e alunos levaratildeo agrave sala de aula livros didaacuteticos paradidaacuteticos perioacutedicos e materiais da internet para consulta e realizaccedilatildeo da atividade propostaOs alunos seratildeo orientados pelo professor para em grupo montarem um modelo ideal de pilha que poderaacute ser apresentada na aula seguinte em forma de seminaacuterio experimento demonstrativo slides ou filmagens
Observaccedilatildeo para facilitar o trabalho o professor pode pedir aos alunos que usem os recursos mencionados acima para confecccedilatildeo do material a ser apresentado extraclasse
AULA 5 Modelos de pilhas produzidos apresentaccedilatildeo
Nesta aula o objetivo eacute que os alunos apresentem o seu modelo ideal de pilha escolhidos e idealizados na aula anterior e produzidos extraclasse Natildeo resta a menor duacutevida que seraacute um facilitador para o aprofundamento dos conteuacutedos gerais e especiacuteficos desta unidade didaacutetica Para que isso aconteccedila pode-se desencadear uma discussatildeo e um acordo coletivo para escolha da melhor pilha apresentada para que a haja compreensatildeo do processo de transformaccedilatildeo de energia quiacutemica em eleacutetrica
Para finalizar esta situaccedilatildeo de aprendizagem podemos avaliar os nossos alunos propondo as questotildees abaixo sugere-se que sejam realizadas individualmente pelos alunos pois somente desta maneira o professor poderaacute diagnosticar se houve o aprendizado real e significativo
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Questotildees sugeridas
1 Eacute possiacutevel produzir energia eleacutetrica atraveacutes de uma transformaccedilatildeo quiacutemica
2 Explique o surgimento da energia eleacutetrica nas transformaccedilotildees quiacutemicas
3 Podemos montar uma pilha ecologicamente correta
4 O funcionamento de uma pilha soacute acontece atraveacutes de transformaccedilatildeo quiacutemica Explique
Situaccedilatildeo de aprendizagem 3- O lado cientiacutefico da Pilha
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem permitiraacute aos alunos compreenderem o funcionamento de uma pilha( conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica ) e a produccedilatildeo de novos materiais atraveacutes da eletrolise (conversatildeo natildeo espontacircnea energia eleacutetrica em quiacutemica) com experimentos
Conteuacutedos e temas eletroacutelise reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo seacuterie de reatividade de metais
Competecircncias e habilidades compreender que existem transformaccedilotildees quiacutemicas que ocorrem com transferecircncia de eleacutetrons e podem gerar corrente eleacutetrica prever a ocorrecircncia de transformaccedilotildees quiacutemicas com a utilizaccedilatildeo da seacuterie de reatividade de metais
Estrateacutegias textos jornaliacutesticos experimentos abordagem investigativa com perguntas
Avaliaccedilatildeo anaacutelise dos resultados experimentais
Recursos materiais para o experimentolousa e giztabelas
Nuacutemero de aulas 4
AULA 1 O experimento da pilha do Daniel
Nessa aula propotildee ao professor a sugestatildeo de roteiro experimental da pilha de Daniel Esse experimento eacute bastante comum e o professor pode fazecirc-lo de maneira demonstrativa ou dividir a sala em grupos para sua realizaccedilatildeo Eacute importante orientar os alunos para que observem atentamente os estados iniciais e finais das placas metaacutelicas assim como da soluccedilatildeo em relaccedilatildeo agrave coloraccedilatildeo brilho e outros aspectos para que a aprendizagem ocorra de forma plena
Questotildees que poderatildeo auxiliar os alunos durante a execuccedilatildeo do experimento
1 As placas mudaram de cor apoacutes serem mergulhadas na soluccedilatildeo Explique
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2 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
3 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
4 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
1 Limpar as placas com palha de accedilo 2 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 3 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 4 Interligar os dois potes com a ponte salina
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5 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 6 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo PauloEdusp 1998
Caso o professor deseje trabalhar outros experimentos abaixo estatildeo descritos alguns (roteiros) para trabalhar o processo de eletroacutelise Dentre eles alguns satildeo bastante simples podem ser realizados de maneira demonstrativa pelo professor ou pelos alunos (divididos em grupo)
1ordf sugestatildeo de experimento
Quem natildeo gosta de receber o troco das compras em moedas novinhas O que ningueacutem gosta mas tem que aceitar eacute aquele monte de moedas enferrujadas e com aparecircncia envelhecida Mas por que elas adquirem este aspecto Tudo comeccedila pela composiccedilatildeo das moedas que satildeo obtidas atraveacutes de ligas metaacutelicas soacute por este fato jaacute se nota porque as moedas satildeo mais resistentes do que notas As ceacutedulas de dinheiro satildeo feitas com papel especial (papel moeda) que eacute resistente mas com o passar de matildeo em matildeo ficam velhas e se rasgam A umidade presente em nossas matildeos eacute que realiza o estrago e as moedas natildeo escapam elas ficam escurecidas devido agrave oxidaccedilatildeo As moedas constituem um dinheiro muito manuseado sendo assim fica inevitaacutevel que entre em contato com a umidade e exposiccedilatildeo ao oxigecircnio fatores necessaacuterios para que ocorra a reaccedilatildeo de oxidaccedilatildeo Mas saiba agora que existe um truque para deixar suas moedinhas novinhas em folha
O que vamos demonstrar a seguir pode ser usado em sala de aula como um experimento de Quiacutemica
Reaccedilotildees de oxidaccedilatildeo em moedas
Vamos usar como exemplo a moeda de 5 centavos pois eacute uma das mais manuseadas Portanto peccedila a seus alunos que tragam moedas envelhecidas neste valor
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Vocecirc sabe de que esta moeda eacute feita Eacute composta de Accedilo e recoberta com Cobre e agrave medida que vai sendo usada vai se formando uma camada de oacutexido de cobre sobre ela Veja a equaccedilatildeo do processo 2 Cu + frac12 O2 rarr Cu2O
O metal Cobre presente na moeda eacute oxidado e forma o monoacutexido de Dicobre (Cu2O) o qual tem coloraccedilatildeo escura daiacute o porquecirc daquela cor horriacutevel O segredo para que as moedas tornem a ficar como eram antes (brilhantes e avermelhadas) eacute deixaacute-las de molho em aacutecido cloriacutedrico Equaccedilatildeo que representa a lavagem Cu2O + 2 HCl rarr Cu2Cl2 + H2O
Como se vecirc na equaccedilatildeo acima o oacutexido reage com aacutecido cloriacutedrico (HCl) e daacute origem a um sal de cobre (Cu2Cl2) esta reaccedilatildeo permite agrave moeda adquirir aparecircncia de nova Por Liacuteria Alves Graduada em Quiacutemica Equipe Brasil Escola
2ordf sugestatildeo de experimento
Pilha de Limatildeo
ou Pilha de Laranja ou ainda Pilha de Batata
Eacute possiacutevel obter eletricidade a partir de um limatildeo Sim natildeo soacute satildeo as pilhas comuns que podem gerar eletricidade E o mais legal eacute que na falta do limatildeo vocecirc pode usar uma laranja ou mesmo uma batata
Na verdade a corrente eleacutetrica surge a partir dos potenciais eleacutetricos de dois metais que satildeo cravados no limatildeo na laranja
e na batata O caraacuteter aacutecido do limatildeolaranja e o caraacuteter baacutesico da batata ajudam na conduccedilatildeo da eletricidade Mas o que eacute que causa esta corrente Pense um pouco antes de prosseguir a leitura
Bom depois de esperar vocecirc pensar um pouquinho vamos prosseguir dois pedaccedilos de metal satildeo usados O melhor resultado surge da combinaccedilatildeo de zinco e cobre mas tambeacutem pode ser usado zinco e alumiacutenio ou ainda latatildeo e alumiacutenio
Alguns tipos de pregos conteacutem zinco e o cobre pode ser encontrado na forma de fios e mesmo na composiccedilatildeo de algumas moedas Pode-se tambeacutem utilizar (na falta destes) uma taxinha destas de latatildeo e um clips
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Apoacutes fincaacute-los no limatildeo (ou laranja ou batata) e uniacute-los por fios pode-se ligaacute-los a um pequeno aparelho eleacutetrico O melhor resultado se daacute usando um destes reloacutegios eletrocircnicos - tira-se a pilha deste e faz-se a ligaccedilatildeo dos fios positivo e negativo nos pequenos terminais do reloacutegio A corrente produzida eacute suficiente para acendecirc-lo ainda que por alguns minutos Natildeo esqueccedila de antes limpar as peccedilas de metal e evitar que elas se toquem no interior do limatildeo (ou da laranja ou ainda da batata)
Cuidados no Experimento
A eletricidade produzida eacute na realidade muito pequena para acender uma lacircmpada comum mesmo as menores Mas eacute possiacutevel acender uma pequena lampadinha se vocecirc quiser substituindo o limatildeo por uma soluccedilatildeo de aacutegua + sal Assim como na soluccedilatildeo salina existem no limatildeo batata e laranja alguns sais que se dissociam em iacuteons positivos e negativos e cada um destes tipos de iacuteons migram para os terminais metaacutelicos O certo eacute dizer que houve uma conduccedilatildeo iocircnica no interior do limatildeo da laranja e da batata Jaacute nos terminais satildeo os eleacutetrons dos metais que migram alcanccedilando o reloacutegio e fazendo-o funcionar com a corrente de eleacutetrons Esta eacute a diferenccedila
Uma lampadinha (ou mesmo um LED - uma lacircmpada especial destas coloridas que existem nos aparelhos de TV e de som esteacutereo geralmente nas cores vermelha e verde) satildeo materiais muito baratos e facilmente encontraacuteveis nas lojas de produtos eleacutetricos Para se acender uma destas lampadinhas eacute necessaacuterio 15 volt e alguns miliamperes o que eacute difiacutecil de se conseguir com apenas 1 limatildeo laranja ou batatinha
A voltagem tambeacutem varia de limatildeo para limatildeo laranja para laranja e batata para batata dependendo de vaacuterios fatores incluindo a acidezbasicidade teor de sais aacutegua Por exemplo um limatildeo pode acender um pequeno circuito eleacutetrico por pouco tempo e soacute Procure testaacute-lo com um voltiacutemetro (um medidor de tensatildeo eleacutetrica) Se for muito difiacutecil mesmo trabalhar com apenas um tente experimentar uma ligaccedilatildeo em seacuterie lacircmpada-cobre-limatildeo-zinco-fio-cobre-limatildeo-zinco-lacircmpada O resultado eacute mais visiacutevel
cienciaemcasacienciavivaptpilha_limaohtml
3ordf sugestatildeo de experimento
Pilha de Batata
Objetivo
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Estudar o funcionamento das ceacutelulas voltaacuteicas e associaccedilotildees em seacuterie Uma batata cortada pela metade duas plaquinhas de cobre e duas plaquinhas de zinco permitem a confecccedilatildeo de uma batateria capaz de acionar um reloacutegio digital por pelo menos dois meses Com certos cuidados os quais comentaremos esse tempo de uso pode ser estendido para cerca de quatro meses
Apresentaccedilatildeo
Os modernos reloacutegios digitais a cristal de quartzo requerem uma baixiacutessima intensidade de corrente eleacutetrica para seu funcionamento Se vocecirc tiver um bom microamperocircmetro poderaacute constatar que ela seraacute algo como 15 x 10-6 A sob tensatildeo eleacutetrica (ddp) de 135 V Eacute devido a isso que tais reloacutegios podem funcionar com as minuacutesculas baterias bototildees que geram uma fem entre 12 a 14 volts notadamente as baterias com ceacutelulas de mercuacuterio Os experimentos a seguir aproveitam-se dessa propriedade inerente aos circuitos eletrocircnicos --- funcionarem com baixiacutessimas intensidades de corrente eleacutetrica
O que faremos essencialmente seraacute construir baterias a partir de duas ceacutelulas voltaacuteicas que produziratildeo cada uma 06 a 07 V Dois eletrodos distintos (plaquinhas de cobre e zinco) seratildeo introduzidos em meias-batata (ou quiabo ou limatildeo ou abacaxi etc) e associados em seacuterie de modo a constituiacuterem uma bateria [associaccedilatildeo de duas pilhas primaacuterias (ceacutelulas voltaicas)]
Fazendo uma pilha primaacuteria
Corte uma batata pela metade Corte duas chapinhas uma de cobre outra de zinco com cerca de (2 x 4) cm Qualquer espessura das chapinhas entre 1 e 2 mm serviraacute essas chapinhas seratildeo os eletrodos da pilha primaacuteria Solde em cada uma dessas plaquinhas um fio de cobre flexiacutevel (cabinho 22) com cerca de 20 cm de comprimento (descasque as extremidades e estanhe-as --- passe solda) Espete as plaquinhas na meia-batata (bem perpendicular agrave superfiacutecie cortada) deixando para fora apenas cerca de 1 cm e separada por cerca de 08 cm Natildeo deixe as plaquinhas se encontrarem dentro da meia-batata Veja a ilustraccedilatildeo
Fazendo a batateria
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Essa pilha de meia-batata apresentaraacute forccedila eletromotriz (fem) de cerca de 07 V o que pode ser constatado mediante um bom voltocircmetro (resistecircncia interna grande) conectado aos dois fios indicados acima Como iremos necessitar de cerca de 14 V para acionar o reloacutegio digital deveremos construir uma bateria a partir de duas dessas pilhas primaacuterias e associando-as em seacuterie como se ilustra
Preparando o reloacutegio
Qualquer reloacutegio digital que utilize uma bateria botatildeo poderaacute ser usado O que utilizei eacute um CITIZEN - CRYSTON LC A primeira coisa a fazer eacute remover a tampinha em forma de disco do alojamento da bateria botatildeo Retire a bateria pifada Olhe bem para essa bateria e repare que o corpo dela corresponde ao poacutelo positivo enquanto que o botatildeo superior corresponde ao poacutelo negativo Veja dentro do local de alojamento dessa bateria as duas lacircminas de contato uma que encosta no poacutelo positivo da bateria e outra que encosta no poacutelo negativo Solde nessa pequenas lacircminas dois pedaccedilos de cabinho 22 um vermelho ligado na lacircmina positiva e um preto ligado na lacircmina negativa
O fio que vem da plaquinha de cobre da batateria deve ser ligado ao fio vermelho do reloacutegio e o fio que vem da plaquinha de zinco da batateria deve ser ligado ao fio preto do reloacutegio
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Pronto O reloacutegio jaacute deve estar funcionando Eis as ilustraccedilotildees de minha montagem
Agrave esquerda a proteccedilatildeo de madeira para a montagem numa divisatildeo foi feito o orifiacutecio para inserir o reloacutegio na outra foi colocado um pires quadrado para conter as meias-batatas Agrave direita um destaque da montagem Abaixo detalhes da parte posterior da montagem
Anaacutelise do circuito
A tensatildeo eleacutetrica uacutetil (U) entre os terminais de cada pilha primaacuteria pode ser expressa em termos de sua fem (E) de sua resistecircncia interna (r) e da corrente de intensidade i que por ela circula assim U = E - ri mostrando claramente que a tensatildeo uacutetil depende da intensidade da corrente eleacutetrica solicitada (i)
Em circuito aberto um bom voltocircmetro (Rvint--gt conectado aos eletrodos fornece Uaberto= E pois iaberto = 0 Um bom amperocircmetro (Raint--gt0) conectado diretamente entre os eletrodos (curto-circuitando a pilha) fornece Icc = Er uma vez que Ucc = 0 Da leitura da fem E (via voltocircmetro) e da corrente de curto circuito icc
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(via amperocircmetro) obtemos r = Eicc Para nossa montagem esse valor resultou ao redor dos 3 000 ohms e E = 07 V
Para as duas pilhas em seacuterie formando nossa batateria teremos Ebat = 14 V
e rbat = 6 000
Sob ddp uacutetil de 12 V teremos i = (Ebat- U)r = (14 - 12)6000 = 3 x 10-5 A que satildeo suficientes para o funcionamento do reloacutegio digital
Como dissemos como eletroacutelito podemos usar limatildeo abacaxi pepino uvas cebolas etc e como eletrodos podemos usar os pares cobrezinco magneacutesioferro alumiacuteniocobre prego zincadocobre etc Para cada par deve-se testar antes de ligar no reloacutegio qual a polaridade obtida (sob risco que queimar o cristal de quartzo) para a bateria Por exemplo se for usado eletrodos de magneacutesio e de ferro o magneacutesio seraacute o terminal negativo e o ferro o terminal positivo Calculadoras e jogos eletrocircnicos tambeacutem funcionam com tais baterias culinaacuterias Eis abaixo uma tomateria uma bateria de tomates
Mais teoria As reaccedilotildees nas ceacutelulas voltaacuteicas satildeo
catodo Zn lt==gt Zn2 + 2e anodo 2H+ + 2e lt==gt H2
A FEM da reaccedilatildeo vem expressa por E(ZnZn22H+H2) = Eo +
(RTnF)ln([Zn2+][H+]2) O eletrodo de cobre opera apenas como coletor de eleacutetrons podendo ser substituiacutedo por platina ou outro metal inerte
httpwwwfeiradecienciascombrsala1212_21asp
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Aulas 2 e 3 Reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo e o uso da tabela de potenciais de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo
Com a utilizaccedilatildeo dos dados recolhidos pelos alunos sobre o experimento anterior pode-se introduzir o conteuacutedo sobre reaccedilotildees de oxirreduccedilatildeo e o uso da tabela de potenciais de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo
Para facilitar a inicializaccedilatildeo do conteuacutedo pode-se retomar algumas questotildees dos experimentos anteriores
1 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 2 Como a energia eleacutetrica foi obtida 3 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 4 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 5 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 6 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 7 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 8 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha Conteuacutedo sugerido para trabalhar o conceito de reaccedilatildeo de oxidorreduccedilatildeo
A eletroquiacutemica eacute o estudo sobre a transferecircncia de eleacutetrons entre diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-versa Pilhas e baterias satildeo reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo capazes de gerar corrente eleacutetrica Eletroacutelise satildeo reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo produzidas pela passagem da corrente eleacutetrica Numa eletrolise existe os seguintes termos CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e mergulhados num eletroacutelito ELETRODOS Satildeo as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica ELETROacuteLITOS Satildeo as soluccedilotildees que conduzem a corrente eleacutetrica AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula entra na soluccedilatildeo CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula deixa a soluccedilatildeo IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na soluccedilatildeo Resumo
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons aumenta o numero de oxidaccedilatildeo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons diminui o numero de oxidaccedilatildeo
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Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz o numero de oxidaccedilatildeo diminui
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida o numero de oxidaccedilatildeo aumenta
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em energia eleacutetrica
BIBLIOGRAFIA sobre o conceito de oxidorreduccedilatildeo Programa de ensino para jovens e adultosescola da juventude Ciecircncias da NaturezaMatemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemicaeditora iacutecone ltdaSatildeo Paulo
Figura retirada WWWgooglecombr
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
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A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu
++ Isso provocaraacute
diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo
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que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
AULA 4 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o experimento da pilha de Daniel
Confecccedilatildeo de relatoacuterio pode-se trabalhar produccedilatildeo de textos do gecircnero artigo de opiniatildeo (conclusatildeo) e resumos ( introduccedilatildeo) Com o relatoacuterio em matildeos o
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professor poderaacute avaliar se houve aprendizagem real ou natildeo Espera-se que os alunos possam descrever em seu relatoacuterio os seguintes toacutepicos
Na pilha de Daniel o eletrodo de cobre metaacutelico que recebe eleacutetrons eacute chamado de caacutetodo ou terminal positivo e a lacircmina de zinco que cede eleacutetrons eacute o acircnodo ou terminal negativo O conjunto montado no experimento eacute uma pilha de Daniell com ponte salina A placa de zinco fornece eleacutetrons oxidando-se atraveacutes do fio para a placa de cobre que reduziraacute iacuteons de cobre na soluccedilatildeo Os eleacutetrons passando atraveacutes do fio iratildeo alimentar o cartatildeo musical Invertendo-se os fios de ligaccedilatildeo da pilha o terminal negativo do cartatildeo musical estaraacute ligado ao caacutetodo da pilha e o terminal positivo ao acircnodo Esta inversatildeo do sentido da corrente natildeo permite que o cartatildeo musical funcione
Sugestatildeo de modelo de relatoacuterio
RELATOacuteRIO
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em sete itens principais
Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram utilizados no experimento
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32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o experimento
5 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2 ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
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baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Conteuacutedo e temas impactos ambientais relacionado ao uso de pilhas e baterias
Competecircncias e habilidades identificar os impactos ambientais causados pelo descarte inadequado de pilhas e baterias avaliar como a composiccedilatildeo das pilhas pode causar possiacuteveis impactos relacionar os impactos causados pelas induacutestrias nos processos de eletroacutelise refletir sobre a importacircncia da adoccedilatildeo de posturas conscientes com relaccedilatildeo ao consumo e descarte de pilhas e baterias
Estrateacutegias elaboraccedilatildeo de mural produccedilatildeo de folder
Recursos biombos para anexar material produzido cartolinas fitas adesivas
Avaliaccedilatildeo participaccedilatildeo e envolvimento
Nuacutemero de aulas 3
AULA 1 Elaboraccedilatildeo de mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias os alunos finalizaratildeo a segunda etapa desta unidade didaacutetica construindo seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo Nesse momento comeccedila-se a desenvolver a terceira etapa dessa unidade ( que eacute uma das mais importantes)pois os alunos iratildeo aplicar o que aprenderam preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo em um local estrateacutegico da escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas sobre o assunto estudado O nosso estudante nesta etapa final da unidade temaacutetica poderaacute desenvolver accedilotildees sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente e tambeacutem composiccedilatildeo de muacutesicas sobre os assuntos abordados
AULA 2 A escola como ponto de coleta de pilhas e baterias
Os alunos apoacutes terem finalizado o trabalho da aula anterior poderatildeo distribuir agrave comunidade o material confeccionado sensibilizando-a buscando parcerias para que a escola seja um ponto de coleta desses materiais pois somente com accedilotildees dessa natureza podemos acreditar que possam desenvolver a accedilatildeo social e ambiental desejada
AULA 3 Retomada das questotildees diagnoacutesticas poacutes desenvolvimento da unidade didaacutetica
Eacute importante retomar as questotildees aplicadas no iniacutecio dessa unidade pois somente assim teremos a certeza do quanto os alunos assimilaram de conhecimento cientiacutefico Muito importante nesse momento tambeacutem eacute poder avaliaacute-los como indiviacuteduos atuantes na sociedade
AULA 4 Avaliaccedilatildeo final
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Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos (sugere-se que contenha mapa conceitual dos conteuacutedos apreendidos) e devolutiva das questotildees comentadas
Consideraccedilotildees finais
A eletroquiacutemica trabalhada da forma que estaacute sendo apresentada nessa unidade didaacutetica leva o aluno a adquirir conhecimentos de maneira significativa O ensino atraveacutes da experimentaccedilatildeo o faraacute tirar suas proacuteprias conclusotildees e ter um aprendizado real produzindo nele mudanccedila de postura diante dos fatos observados refletindo e opinando criticamente frente a informaccedilotildees que poderaacute encontrar doravante sobre o assunto
A participaccedilatildeo e a integraccedilatildeo do aluno nas aulas tecircm que ser consideradas ponto de partida para que o mesmo possa compreender que as transformaccedilotildees quiacutemicas fazem parte do seu cotidiano Toda tecnologia existente eacute produto dessas transformaccedilotildees
Finalizando o estudo dessa unidade espera-se que o aluno natildeo soacute compreenda a importacircncia das transformaccedilotildees quiacutemicas mas que esteja envolvido a ponto de adotar uma postura responsaacutevel em relaccedilatildeo aos impactos ambientais causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e baterias e dentro dessa nova postura possa tomar decisotildees e atuar de forma eacutetica no meio em que vive
REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
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9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
14- Programa de ensino para jovens e adultos escola da juventude Ciecircncias da Natureza Matemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemica Editora Iacutecone Ltda Satildeo Paulo
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Imagem maisumtekofileswordpresscom
2009
Katia Regina Varela Roa-DE SUZANO
Gilson Silva ndashDE CAEIRAS
Leonardo Bassi Ubeda das Neves-DE SUZANO
Massuko Sawayama Warigoda-DE MOGI DAS
CRUZES
GEPEQ- USP CURSO DE FORMACcedilAtildeO
CONTINUADA DE PROFESSORES 2008 2009
28082009
PILHAS E BATERIAS USOS E DESCARTES X IMPACTOS AMBIENTAIS Caderno do aluno
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Situaccedilatildeo de aprendizagem 1- As pilhas e baterias que fazem parte do nosso lixo eletrocircnico podem ser prejudiciais ao ser humano
Por meio desta primeira situaccedilatildeo de aprendizagem vocecirc poderaacute reconhecer
que quando descartadas incorretamente pilhas e baterias podem prejudicar o meio
ambiente apesar de indispensaacutevel para o homem E tambeacutem pode comeccedilar a
refletir o porquecirc dessa questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil toneladas de lixo eletrocircnico
por hora dentro deste destacam-se pilhas e baterias Este lixo eacute jogado na
natureza provocando vaacuterios problemas ambientais Quais os problemas
ambientais que as pilhas e baterias provocam na natureza e como podemos
evitaacute-losrdquo
Atividade 1Refletindo sobre pilhas e baterias x impactos ambientais
1 O que vocecirc entende por pilhas E baterias
2 Elas satildeo imprescindiacuteveis na atualidade Onde
3 Existe alguma relaccedilatildeo entre pilha eletricidade e transformaccedilotildees quiacutemicas
4 Que tipo de material(is) vocecirc acha que eacute(satildeo) necessaacuterio(os) para se construir
uma pilha
5 Cite alguns problemas ambientais relacionados ao uso e descarte de pilhas e
baterias Qual deve ser sua postura em relaccedilatildeo a esses problemas
Atividade 2 Pilhas e Baterias x impactos ambientais
Leitura e Anaacutelise de textos
TEXTO 1 Descarte de pilhas e baterias eacute problema seacuterio para meio ambiente
O Brasil eacute o uacutenico paiacutes da Ameacuterica do Sul que regulamenta a fabricaccedilatildeo venda e destinaccedilatildeo final de pilhas e baterias Com a entrada da Resoluccedilatildeo 257 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama) que dispotildee sobre estes resiacuteduos em vigor desde junho de 2001 o Ibama passou a fiscalizar esses limites Ou pelo menos era o que deveria acontecer Em Cuiabaacute por exemplo o gerente do oacutergatildeo Hugo Scheuer declarou natildeo estar a par do assunto mas garantiu ser este seu proacuteximo objetivo por considerar o descarte destes resiacuteduos um problema de grande amplitude Mas enquanto isso o que fazer com pilhas e baterias principalmente as de celulares quando acabam Esta duacutevida eacute frequumlente em toda a populaccedilatildeo
Considerados toacutexicos o lanccedilamento desses resiacuteduos em lixotildees nas margens das estradas ou em terrenos baldios compromete a qualidade ambiental e de vida da populaccedilatildeo Os resiacuteduos pesados quando aterrados migram para partes mais profundas do solo Com isso podem atingir o lenccedilol freaacutetico contaminando a flora e a fauna das regiotildees proacuteximas e ainda causar doenccedilas que variam de lesotildees cerebrais a disfunccedilotildees renais e pulmonares passando por distuacuterbios visuais e
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anemia Segundo a Resoluccedilatildeo 257 os fabricantes e importadores satildeo os responsaacuteveis pelo recolhimento do material e sua destinaccedilatildeo final o que deve ser fiscalizado pelos oacutergatildeos puacuteblicos ambientais Mas em Cuiabaacute apesar do site do Ministeacuterio do Meio Ambiente indicar o endereccedilo de 28 postos nenhum deles efetua o recolhimento apenas duas empresas de celulares recolhem as baterias em seus postos de venda (Vivo e Americel) e a fiscalizaccedilatildeo do Ibama eacute inexistente A Resoluccedilatildeo estabelece que as pilhas e baterias apoacutes o seu esgotamento energeacutetico devem ser entregues pelos usuaacuterios aos estabelecimentos que as comercializam ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelas respectivas induacutestrias Estas por sua vez devem repassaacute-las aos fabricantes e importadores para que passem por procedimentos de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final ambientalmente adequada No artigo 13deg estaacute previsto que as pilhas e baterias que atenderem aos limites previstos no artigo 6deg podem ser dispostas juntamente com os resiacuteduos domiciliares em aterros sanitaacuterios licenciados Mas por falta de aterros licenciados a maior parte das baterias e pilhas usadas continuam tendo os lixotildees irregulares como destino significando um risco para o meio ambiente e para as pessoas Apenas 30 destes resiacuteduos satildeo reciclados No Brasil uma empresa chamada Suzaquim anuncia que deteacutem um processo de reciclagem de baterias
Dependendo do material de que satildeo constituiacutedas pilhas e baterias podem ser jogadas em lixo domeacutestico As pilhas secas composta por zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs as mais consumidas para uso domeacutestico tecircm em sua maioria operado nos limites estabelecidos pelo artigo 6deg da Resoluccedilatildeo 257 As baterias de telefone sem fio de filmadoras de celular ou outros tipos normalmente recarregaacuteveis devem ser devolvidas agraves lojas Os fabricantes estatildeo obrigados a informar nas embalagens a necessidade ou natildeo de devoluccedilatildeo
O Brasil produz cerca de 800 milhotildees de pilhas comuns por ano o que representa seis unidades por habitante Deve-se lembrar que uma uacutenica pilha contamina o solo durante 50 anos Circulam anualmente 10 milhotildees de baterias de celular 12 milhotildees de baterias automotivas e 200 mil baterias industriais Do total de pilhas e baterias consumidas no paiacutes quase 70 satildeo constituiacutedas principalmente por zinco e caacutedmio aproximadamente 30 por amocircnia e manganecircs Ao se desfazer de pilhas e baterias usadas em local inadequado pode-se contaminar o solo a aacutegua e o ar Atraveacutes da cadeia alimentar esse produto chega aos seres humanos causando doenccedilas que afetam o sistema nervoso central Todos satildeo considerados bioacumulativos - acumula-se no organismo ao longo do tempo
RECICLAVEISCOMBR
Texto 2 Metais pesados contaminam meio ambiente e oferecem riscos agrave
sauacutede puacuteblica
Estima-se que cada bateria ou pilha depositada de forma inadequada no meio
ambiente contamine uma aacuterea de um metro quadrado Entretanto o dano ambiental
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pode ser maior se a quantidade desses equipamentos jogados em lixotildees for muito
alta
A dissoluccedilatildeo de metais pesados depositados em aterros
sanitaacuterios improacuteprios pode contaminar lenccediloacuteis freaacuteticos e o
ambiente local Em aterros a dissoluccedilatildeo dos metais eacute mais faacutecil
devido agrave acidez da aacuterea Isso facilita a acumulaccedilatildeo de metais
pesados na cadeia alimentar atraveacutes da contaminaccedilatildeo de
animais e vegetais que podem causar a intoxicaccedilatildeo de seres humanos que venham
a consumir esses alimentos afetados Metais pesados como chumbo caacutedmio
mercuacuterio e seus compostos podem provocar graves doenccedilas neuroloacutegicas aleacutem de
afetar a condiccedilatildeo motora
Pilhas e baterias comuns (pequenas usadas em raacutedios por exemplo) podem
ser descartadas no lixo domeacutestico de acordo com a determinaccedilatildeo do Conama No
entanto a professora Andreacutea Bernardes do Departamento de Engenharia de
Materiais da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) avalia que esses
produtos que acabam sendo depositados em aterros sanitaacuterios soacute poderiam ser
descartados nestes locais se houvesse o tratamento adequado do chorume
(substacircncia liacutequida encontrada em lixotildees) O chorume contaminado com metais
pesados contaminaraacute tambeacutem a terra e os lenccediloacuteis freaacuteticos
Marcelo Furtado coordenador da aacuterea de substacircncias toacutexicas do
Greenpeace vecirc com bons olhos a determinaccedilatildeo do Conama A iniciativa serve
como incentivo para que as empresas passem a reduzir o uso de substacircncias
toacutexicas para evitar todo o processo de recolhimento de baterias e pilhas usadas
diz Ele lembra que a tendecircncia eacute que substacircncias reciclaacuteveis sejam usadas cada
vez mais para que a reutilizaccedilatildeo dos produtos seja constante
Danilo FantinelRedaccedilatildeo Terra
Questotildees para anaacutelise do texto
6 Cite algumas das questotildees ambientais relacionadas ao uso de pilhas e baterias Qual deve ser a postura da populaccedilatildeo em relaccedilatildeo a essas questotildees 7 Com base na legislaccedilatildeo apresentada explique como deve ser feito o descarte de pilhas e baterias Quais impecilhos poderatildeo dificultar o cumprimento da lei 8 Qual o destino que deve ser dado agraves pilhas que seratildeo descartadas Existem formas de reciclagem Quais 9 Considerando os impactos ambientais que podem ocorrer do descarte inadequado das pilhas e baterias qual a sua opiniatildeo sobre o uso delas Existe uma ideal Explique 10 Vocecirc acha que hoje eacute possiacutevel sobrevivermos sem o uso de pilhas e baterias
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Atividade 3 Trechos do filme WALL-E
Converse com o seu professor sobre o filme a ser assistido na escola caso natildeo seja possiacutevel assista o filme em casa para auxiliaacute-lo nessa atividade
Questotildees para sala de aula reflexatildeo dos assuntos abordados no filme
5 Sente-se um escravo da tecnologia atual ( especificamente aqueles que em curto espaccedilo de tempo geram lixo eletrocircnico tais como celular Ipod Iphone etc) 6 Ficou sensibilizado sobre a quantidade de lixo eletrocircnico que o homem produz 7 Haacute uma remota possibilidade de o Planeta ser recuperado 8 Qual a sua opiniatildeo sobre a mensagem que o filme Wall-E passa 9 Viacutedeo WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97
minutos) som e cor
Situaccedilatildeo de aprendizagem 2 - Que tipos de materiais existem em uma pilha que
a classifique como poluidora do meio ambiente
Apoacutes a visatildeo do que vocecirc teve do filme e discussatildeo de trechos que falam sobre
impactos ambientais provocados pelo mau descarte de pilhas e baterias vocecirc
imagina quais seriam os agentes contaminantes
Atividade 1 Experimento demonstrativo ndash Desmontagem de uma pilha
No inicio da aula entregue para o seu professor um desenho que demonstre os
componentes que estruturam uma pilha
Apoacutes o teacutermino da desmontagem faccedila um novo desenho colocando aquilo que vocecirc
observou Compare o primeiro com o segundo desenho e em poucas linhas
descreva o que mais lhe chamou a atenccedilatildeo
Atividade 2 Buscando orientaccedilotildees com o professor para trabalho de
pesquisa
Leve para sala de aula revistas jornaislivros e mateacuterias de internet trazendo
informaccedilotildees sobre pilha ecologicamente correta
Atividade 3 Reciclagem de pilhas
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Apoacutes a viacutedeoaula sobre a reciclagem de pilhas elabore um artigo de opiniatildeo sobre
a importacircncia da reciclagem de pilhas em favor do meio ambiente e a necessidade
de maiores investimentos nessa aacuterea Ao final entregue a seu professor
Atividade 4 Pesquisa em grupo Pilha ideal
A partir de uma preacutevia busca em revistas jornais livros e internet procure obter
informaccedilotildees sobre uma pilha ideal
Atividade 5 Escolha da Pilha ideal
Apresente o material para o professor e os seus colegas para que seja feita a
escolha da melhor ideia
Questotildees para anaacutelise das ideacuteias sobre pilha ideal
5 Eacute possiacutevel produzir energia eleacutetrica atraveacutes de uma transformaccedilatildeo quiacutemica
6 Explique o surgimento da energia eleacutetrica nas transformaccedilotildees quiacutemicas
7 Podemos montar uma pilha ecologicamente correta
8 O funcionamento de uma pilha soacute acontece atraveacutes de transformaccedilatildeo quiacutemica Explique
Situaccedilatildeo de aprendizagem 3- O lado cientiacutefico da Pilha
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem permitiraacute a vocecirc compreender melhor o
funcionamento de uma pilha( conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
) e a produccedilatildeo de novos materiais atraveacutes da eletrolise (conversatildeo natildeo espontacircnea
energia eleacutetrica em quiacutemica) com experimentos Para essa situaccedilatildeo eacute importante
que vocecirc observe e anote em seu caderno tudo que se alterou
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Atividade 1 O experimento da pilha do Daniel
Questotildees que podem auxiliaacute-lo durante a execuccedilatildeo do experimento
6 As placas mudaram de cor apoacutes serem mergulhadas na soluccedilatildeo Explique
7 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
8 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
9 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
7 Limpar as placas com palha de accedilo
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8 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 9 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 10 Interligar os dois potes com a ponte salina 11 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 12 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e
transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo
PauloEdusp 1998
Atividade 2 Anaacutelise sobre experimento
Questotildees sobre o experimento
9 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 10 Como a energia eleacutetrica foi obtida 11 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 12 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 13 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 14 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 15 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 16 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha
UM POUCO DE ELETROQUIMICA
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A eletroquiacutemica estuda o aproveitamento da transferecircncia de eleacutetrons entre
diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-
versa
Pilhas conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
Eletroacutelise conversatildeo natildeo espontacircnea de energia eleacutetrica em quiacutemica
A seguir estatildeo descritos alguns termos que apareceratildeo no estudo da eletroquiacutemica
ELETRODOS Satildeo assim chamadas as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com
a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica
AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
ENTRA na soluccedilatildeo
CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
DEIXA a soluccedilatildeo
d) ELETROacuteLITOS Satildeo assim chamadas todas as soluccedilotildees que CONDUZEM a
corrente eleacutetrica
e) IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na
soluccedilatildeo
AcircNODO Eletrodo do qual saem os eleacutetrons para o circuito externo da ceacutelula
CAacuteTODO Eletrodo no qual entram os eleacutetrons atraveacutes do circuito externo da ceacutelula
f) CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que
conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e
mergulhados num eletroacutelito
Resumindo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons ( diminuiccedilatildeo de Nox)
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons ( aumento de Nox)
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida (Nox aumenta)
Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz (Nox diminui)
O redutor reduz o oxidante
O oxidante oxida o redutor
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em
energia eleacutetrica
51
Cada substacircncia possui uma maior ou menor tendecircncia de perder eleacutetrons
tendecircncia esta chamada de Potencial de Oxidaccedilatildeo Deste modo uma substacircncia X
que tenha um potencial de oxidaccedilatildeo maior que uma substacircncia Y iraacute perder seus
eleacutetrons gradativamente para esta substacircncia se as duas estiverem juntas
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do
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eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu++ Isso provocaraacute diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
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Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
Atividade 3 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o
experimento da pilha de Daniel
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas
dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os
relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em
eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e
conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em
sete itens principais
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Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve
comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos
resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo
do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos
objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser
esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram
utilizados no experimento
32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute
apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela
caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o
experimento
10 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a
profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno
Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos
pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
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Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento
e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na
redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os
objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem
de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed
Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo
de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO
BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro
ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2
ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte
das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos
ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos
Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o
aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Atividade 1 Montagem de um Mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias vocecirc poderaacute construir
o seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo em que vocecirc iraacute aplicar o que
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aprendeu preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo na entrada da
escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas
sobre o assunto estudado Orientado pelo seu professor vocecirc desenvolveraacute accedilotildees
sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre
o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente Poderaacute tambeacutem
compor muacutesicas sobre os assuntos abordados
Atividade 2 Montagem de um Portifolio
Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-
avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos
ao longo do bimestre de modo que venha justificar a questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil
toneladas de lixo eletrocircnico por hora dentro deste destacam-se pilhas e
baterias Este lixo eacute jogado na natureza provocando vaacuterios problemas
ambientais Quais os problemas ambientais que as pilhas e baterias provocam
na natureza e como podemos evitaacute-losrdquo citada no inicio do bimestre
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REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
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Alicate
Funil plaacutestico
Filtro de papel
Bico de bunsen ou lamparina com aacutelcool
Beacutequer (pyrex)
Tripeacute
Tela de amianto
Espaacutetula (ou palito de sorvete)
Baqueta de vidro
Erlenmeyer
REAGENTES
Aacutegua destilada
PROCEDIMENTO
1 Com auxilio de um canivete abrir a pilha ao longo da emendaretirando a proteccedilatildeo de accedilo
2 Desenrolar bem a chapa obtida
3 Retirar o papelatildeo ou plaacutestico que se encontra abaixo da chapa de accedilo
4 O zinco eacute a camada que vem logo a seguir devendo ser retirado lavado com aacutegua e detergente colocando-o para secar
5 Finalmente retirar o bastatildeo preto e central da pilha (bastatildeo de carbono)lavando-o igualmente com aacutegua e detergente e transferir o resto do conteuacutedo da pilha para um beacutequer ou um copo de vidro
6 Acrescentar agrave esta mistura aproximadamente 50 ml de aacutegua e agitar bem
7 Filtrar a misturarecolhendo o filtrado em um erlenmeyere em seguidaabrir o papel de filtro com resiacuteduo para deixaacute-lo secar
8 Depois de secoguarde o poacute preto obtido (dioacutexido de manganecircs)em um frasco rotulado
9 Aquecer o filtrado com o auxilio do bico de bunsen (ou lamparina )ateacute toda a aacutegua evaporar
10 Depois de filtrarguardar os cristais em um frasco devidamente rotulado
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O filtrado conteacutem a misturas de cloretos de zinco e amocircnio ambos soluacuteveis em aacutegua
Observaccedilatildeo O invoacutelucro de accedilo pode ser usado como cadinho para uma secagem raacutepida e de pequenas quantidades de dioacutexido de manganecircs obtido
BIBLIOGRAFIA BRAATHENPCet AL Curso de treinamento de professores de segundo grau- Moacutedulo de QuiacutemicaViccedilosaMGUniversidade Federal de Viccedilosa1989
A seguir sequumlecircncia de fotos da desmontagem de uma pilha
Figura 1-pilha antes da desmontagem
Figura 2-passo1 retirada do invoacutelucro
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Figura 3-passo 2 retirada da camada de papelatildeo
Figura 4-passo 3 retirada da parte superior
Figura 5-passo 4 retirada do bastatildeo de carbono
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Figura 6- passo 5 retirada do poacute preto de dioacutexido de manganecircs
Figura 7 passo 6 visualizaccedilatildeo do interior da pilha
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Figura 8-passo 7 visualizaccedilatildeo de todos os componentes presentes em uma pilha
Para colaborar na avaliaccedilatildeo dessa aula investigativa e demonstrativa o ideal seria que o professor retomasse as questotildees que foram aplicadas no inicio da aula
AULA 2 Pilhas e baterias conceituaccedilatildeo a partir de pesquisas em livros didaacuteticos paradidaacuteticos internet e revistas especializadas
Com intuito de melhorar o conhecimento cientiacutefico dos alunos pode-se orientaacute-los para realizarem uma pesquisa literaacuteria sobre o que vem a ser pilha e bateria e os possiacuteveis problemas ambientais causados pelos usos e descarte inadequados destes Esta pesquisa pode ser realizada em grupo ou individualmente em sala ou extraclasse (a criteacuterio do professor) O objetivo da pesquisa eacute que os alunos com o auxilio do professor durante a aula aprenda transpor a linguagem da ciecircncia comum para a linguagem cientiacutefica compreendendo termos teacutecnicos especiacuteficos da Quiacutemica para opinar e atuar como cidadatildeo ou profissional num futuro proacuteximo de forma eacutetica
AULA 3 Visita virtual a uma induacutestria de reciclagem
Apoacutes discussotildees introdutoacuterias feitas na situaccedilatildeo de aprendizagem anterior pode-se fazer uma visita virtual no site do youtube onde poderatildeo assistir a um filme ( 5 minutos de duraccedilatildeo) da empresa de reciclagem de pilhas SUZAQUIM tem-se a possibilidade de se observar um processo quiacutemico de reciclagem de pilhas e baterias ( a visita fiacutesica eacute praticamente impossiacutevel de se realizar devido ao ambiente ser improacuteprio para essa finalidade) Finaliza-se essa primeira etapa do processo de aprendizagem pedindo aos alunos um relatoacuterio na forma de artigo de
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opiniatildeo sobre a importacircncia da reciclagem de pilhas em favor do meio ambiente e a necessidade de maiores investimentos nessa aacuterea
AULA 4 Modelo de pilha ideal
Considerando que agrave essa altura os nossos alunos jaacute tenham conhecimento sobre descarte de pilhas e baterias podemos inicializar a segunda etapa da unidade didaacutetica propondo que criem um modelo ideal de pilha (que impacte minimamente o meio ambiente) Essa atividade pode ser realizada em grupo os alunos teratildeo como material base informaccedilotildees jaacute trabalhadas anteriormente
Pode-se sugerir temas como
Pilhas recarregaacuteveis
Fontes de energias alternativas
Utilizaccedilatildeo de metais natildeo agressivos ao meio ambiente ou novos processos de eletroacutelise
Professor e alunos levaratildeo agrave sala de aula livros didaacuteticos paradidaacuteticos perioacutedicos e materiais da internet para consulta e realizaccedilatildeo da atividade propostaOs alunos seratildeo orientados pelo professor para em grupo montarem um modelo ideal de pilha que poderaacute ser apresentada na aula seguinte em forma de seminaacuterio experimento demonstrativo slides ou filmagens
Observaccedilatildeo para facilitar o trabalho o professor pode pedir aos alunos que usem os recursos mencionados acima para confecccedilatildeo do material a ser apresentado extraclasse
AULA 5 Modelos de pilhas produzidos apresentaccedilatildeo
Nesta aula o objetivo eacute que os alunos apresentem o seu modelo ideal de pilha escolhidos e idealizados na aula anterior e produzidos extraclasse Natildeo resta a menor duacutevida que seraacute um facilitador para o aprofundamento dos conteuacutedos gerais e especiacuteficos desta unidade didaacutetica Para que isso aconteccedila pode-se desencadear uma discussatildeo e um acordo coletivo para escolha da melhor pilha apresentada para que a haja compreensatildeo do processo de transformaccedilatildeo de energia quiacutemica em eleacutetrica
Para finalizar esta situaccedilatildeo de aprendizagem podemos avaliar os nossos alunos propondo as questotildees abaixo sugere-se que sejam realizadas individualmente pelos alunos pois somente desta maneira o professor poderaacute diagnosticar se houve o aprendizado real e significativo
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Questotildees sugeridas
1 Eacute possiacutevel produzir energia eleacutetrica atraveacutes de uma transformaccedilatildeo quiacutemica
2 Explique o surgimento da energia eleacutetrica nas transformaccedilotildees quiacutemicas
3 Podemos montar uma pilha ecologicamente correta
4 O funcionamento de uma pilha soacute acontece atraveacutes de transformaccedilatildeo quiacutemica Explique
Situaccedilatildeo de aprendizagem 3- O lado cientiacutefico da Pilha
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem permitiraacute aos alunos compreenderem o funcionamento de uma pilha( conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica ) e a produccedilatildeo de novos materiais atraveacutes da eletrolise (conversatildeo natildeo espontacircnea energia eleacutetrica em quiacutemica) com experimentos
Conteuacutedos e temas eletroacutelise reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo seacuterie de reatividade de metais
Competecircncias e habilidades compreender que existem transformaccedilotildees quiacutemicas que ocorrem com transferecircncia de eleacutetrons e podem gerar corrente eleacutetrica prever a ocorrecircncia de transformaccedilotildees quiacutemicas com a utilizaccedilatildeo da seacuterie de reatividade de metais
Estrateacutegias textos jornaliacutesticos experimentos abordagem investigativa com perguntas
Avaliaccedilatildeo anaacutelise dos resultados experimentais
Recursos materiais para o experimentolousa e giztabelas
Nuacutemero de aulas 4
AULA 1 O experimento da pilha do Daniel
Nessa aula propotildee ao professor a sugestatildeo de roteiro experimental da pilha de Daniel Esse experimento eacute bastante comum e o professor pode fazecirc-lo de maneira demonstrativa ou dividir a sala em grupos para sua realizaccedilatildeo Eacute importante orientar os alunos para que observem atentamente os estados iniciais e finais das placas metaacutelicas assim como da soluccedilatildeo em relaccedilatildeo agrave coloraccedilatildeo brilho e outros aspectos para que a aprendizagem ocorra de forma plena
Questotildees que poderatildeo auxiliar os alunos durante a execuccedilatildeo do experimento
1 As placas mudaram de cor apoacutes serem mergulhadas na soluccedilatildeo Explique
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2 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
3 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
4 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
1 Limpar as placas com palha de accedilo 2 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 3 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 4 Interligar os dois potes com a ponte salina
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5 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 6 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo PauloEdusp 1998
Caso o professor deseje trabalhar outros experimentos abaixo estatildeo descritos alguns (roteiros) para trabalhar o processo de eletroacutelise Dentre eles alguns satildeo bastante simples podem ser realizados de maneira demonstrativa pelo professor ou pelos alunos (divididos em grupo)
1ordf sugestatildeo de experimento
Quem natildeo gosta de receber o troco das compras em moedas novinhas O que ningueacutem gosta mas tem que aceitar eacute aquele monte de moedas enferrujadas e com aparecircncia envelhecida Mas por que elas adquirem este aspecto Tudo comeccedila pela composiccedilatildeo das moedas que satildeo obtidas atraveacutes de ligas metaacutelicas soacute por este fato jaacute se nota porque as moedas satildeo mais resistentes do que notas As ceacutedulas de dinheiro satildeo feitas com papel especial (papel moeda) que eacute resistente mas com o passar de matildeo em matildeo ficam velhas e se rasgam A umidade presente em nossas matildeos eacute que realiza o estrago e as moedas natildeo escapam elas ficam escurecidas devido agrave oxidaccedilatildeo As moedas constituem um dinheiro muito manuseado sendo assim fica inevitaacutevel que entre em contato com a umidade e exposiccedilatildeo ao oxigecircnio fatores necessaacuterios para que ocorra a reaccedilatildeo de oxidaccedilatildeo Mas saiba agora que existe um truque para deixar suas moedinhas novinhas em folha
O que vamos demonstrar a seguir pode ser usado em sala de aula como um experimento de Quiacutemica
Reaccedilotildees de oxidaccedilatildeo em moedas
Vamos usar como exemplo a moeda de 5 centavos pois eacute uma das mais manuseadas Portanto peccedila a seus alunos que tragam moedas envelhecidas neste valor
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Vocecirc sabe de que esta moeda eacute feita Eacute composta de Accedilo e recoberta com Cobre e agrave medida que vai sendo usada vai se formando uma camada de oacutexido de cobre sobre ela Veja a equaccedilatildeo do processo 2 Cu + frac12 O2 rarr Cu2O
O metal Cobre presente na moeda eacute oxidado e forma o monoacutexido de Dicobre (Cu2O) o qual tem coloraccedilatildeo escura daiacute o porquecirc daquela cor horriacutevel O segredo para que as moedas tornem a ficar como eram antes (brilhantes e avermelhadas) eacute deixaacute-las de molho em aacutecido cloriacutedrico Equaccedilatildeo que representa a lavagem Cu2O + 2 HCl rarr Cu2Cl2 + H2O
Como se vecirc na equaccedilatildeo acima o oacutexido reage com aacutecido cloriacutedrico (HCl) e daacute origem a um sal de cobre (Cu2Cl2) esta reaccedilatildeo permite agrave moeda adquirir aparecircncia de nova Por Liacuteria Alves Graduada em Quiacutemica Equipe Brasil Escola
2ordf sugestatildeo de experimento
Pilha de Limatildeo
ou Pilha de Laranja ou ainda Pilha de Batata
Eacute possiacutevel obter eletricidade a partir de um limatildeo Sim natildeo soacute satildeo as pilhas comuns que podem gerar eletricidade E o mais legal eacute que na falta do limatildeo vocecirc pode usar uma laranja ou mesmo uma batata
Na verdade a corrente eleacutetrica surge a partir dos potenciais eleacutetricos de dois metais que satildeo cravados no limatildeo na laranja
e na batata O caraacuteter aacutecido do limatildeolaranja e o caraacuteter baacutesico da batata ajudam na conduccedilatildeo da eletricidade Mas o que eacute que causa esta corrente Pense um pouco antes de prosseguir a leitura
Bom depois de esperar vocecirc pensar um pouquinho vamos prosseguir dois pedaccedilos de metal satildeo usados O melhor resultado surge da combinaccedilatildeo de zinco e cobre mas tambeacutem pode ser usado zinco e alumiacutenio ou ainda latatildeo e alumiacutenio
Alguns tipos de pregos conteacutem zinco e o cobre pode ser encontrado na forma de fios e mesmo na composiccedilatildeo de algumas moedas Pode-se tambeacutem utilizar (na falta destes) uma taxinha destas de latatildeo e um clips
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Apoacutes fincaacute-los no limatildeo (ou laranja ou batata) e uniacute-los por fios pode-se ligaacute-los a um pequeno aparelho eleacutetrico O melhor resultado se daacute usando um destes reloacutegios eletrocircnicos - tira-se a pilha deste e faz-se a ligaccedilatildeo dos fios positivo e negativo nos pequenos terminais do reloacutegio A corrente produzida eacute suficiente para acendecirc-lo ainda que por alguns minutos Natildeo esqueccedila de antes limpar as peccedilas de metal e evitar que elas se toquem no interior do limatildeo (ou da laranja ou ainda da batata)
Cuidados no Experimento
A eletricidade produzida eacute na realidade muito pequena para acender uma lacircmpada comum mesmo as menores Mas eacute possiacutevel acender uma pequena lampadinha se vocecirc quiser substituindo o limatildeo por uma soluccedilatildeo de aacutegua + sal Assim como na soluccedilatildeo salina existem no limatildeo batata e laranja alguns sais que se dissociam em iacuteons positivos e negativos e cada um destes tipos de iacuteons migram para os terminais metaacutelicos O certo eacute dizer que houve uma conduccedilatildeo iocircnica no interior do limatildeo da laranja e da batata Jaacute nos terminais satildeo os eleacutetrons dos metais que migram alcanccedilando o reloacutegio e fazendo-o funcionar com a corrente de eleacutetrons Esta eacute a diferenccedila
Uma lampadinha (ou mesmo um LED - uma lacircmpada especial destas coloridas que existem nos aparelhos de TV e de som esteacutereo geralmente nas cores vermelha e verde) satildeo materiais muito baratos e facilmente encontraacuteveis nas lojas de produtos eleacutetricos Para se acender uma destas lampadinhas eacute necessaacuterio 15 volt e alguns miliamperes o que eacute difiacutecil de se conseguir com apenas 1 limatildeo laranja ou batatinha
A voltagem tambeacutem varia de limatildeo para limatildeo laranja para laranja e batata para batata dependendo de vaacuterios fatores incluindo a acidezbasicidade teor de sais aacutegua Por exemplo um limatildeo pode acender um pequeno circuito eleacutetrico por pouco tempo e soacute Procure testaacute-lo com um voltiacutemetro (um medidor de tensatildeo eleacutetrica) Se for muito difiacutecil mesmo trabalhar com apenas um tente experimentar uma ligaccedilatildeo em seacuterie lacircmpada-cobre-limatildeo-zinco-fio-cobre-limatildeo-zinco-lacircmpada O resultado eacute mais visiacutevel
cienciaemcasacienciavivaptpilha_limaohtml
3ordf sugestatildeo de experimento
Pilha de Batata
Objetivo
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Estudar o funcionamento das ceacutelulas voltaacuteicas e associaccedilotildees em seacuterie Uma batata cortada pela metade duas plaquinhas de cobre e duas plaquinhas de zinco permitem a confecccedilatildeo de uma batateria capaz de acionar um reloacutegio digital por pelo menos dois meses Com certos cuidados os quais comentaremos esse tempo de uso pode ser estendido para cerca de quatro meses
Apresentaccedilatildeo
Os modernos reloacutegios digitais a cristal de quartzo requerem uma baixiacutessima intensidade de corrente eleacutetrica para seu funcionamento Se vocecirc tiver um bom microamperocircmetro poderaacute constatar que ela seraacute algo como 15 x 10-6 A sob tensatildeo eleacutetrica (ddp) de 135 V Eacute devido a isso que tais reloacutegios podem funcionar com as minuacutesculas baterias bototildees que geram uma fem entre 12 a 14 volts notadamente as baterias com ceacutelulas de mercuacuterio Os experimentos a seguir aproveitam-se dessa propriedade inerente aos circuitos eletrocircnicos --- funcionarem com baixiacutessimas intensidades de corrente eleacutetrica
O que faremos essencialmente seraacute construir baterias a partir de duas ceacutelulas voltaacuteicas que produziratildeo cada uma 06 a 07 V Dois eletrodos distintos (plaquinhas de cobre e zinco) seratildeo introduzidos em meias-batata (ou quiabo ou limatildeo ou abacaxi etc) e associados em seacuterie de modo a constituiacuterem uma bateria [associaccedilatildeo de duas pilhas primaacuterias (ceacutelulas voltaicas)]
Fazendo uma pilha primaacuteria
Corte uma batata pela metade Corte duas chapinhas uma de cobre outra de zinco com cerca de (2 x 4) cm Qualquer espessura das chapinhas entre 1 e 2 mm serviraacute essas chapinhas seratildeo os eletrodos da pilha primaacuteria Solde em cada uma dessas plaquinhas um fio de cobre flexiacutevel (cabinho 22) com cerca de 20 cm de comprimento (descasque as extremidades e estanhe-as --- passe solda) Espete as plaquinhas na meia-batata (bem perpendicular agrave superfiacutecie cortada) deixando para fora apenas cerca de 1 cm e separada por cerca de 08 cm Natildeo deixe as plaquinhas se encontrarem dentro da meia-batata Veja a ilustraccedilatildeo
Fazendo a batateria
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Essa pilha de meia-batata apresentaraacute forccedila eletromotriz (fem) de cerca de 07 V o que pode ser constatado mediante um bom voltocircmetro (resistecircncia interna grande) conectado aos dois fios indicados acima Como iremos necessitar de cerca de 14 V para acionar o reloacutegio digital deveremos construir uma bateria a partir de duas dessas pilhas primaacuterias e associando-as em seacuterie como se ilustra
Preparando o reloacutegio
Qualquer reloacutegio digital que utilize uma bateria botatildeo poderaacute ser usado O que utilizei eacute um CITIZEN - CRYSTON LC A primeira coisa a fazer eacute remover a tampinha em forma de disco do alojamento da bateria botatildeo Retire a bateria pifada Olhe bem para essa bateria e repare que o corpo dela corresponde ao poacutelo positivo enquanto que o botatildeo superior corresponde ao poacutelo negativo Veja dentro do local de alojamento dessa bateria as duas lacircminas de contato uma que encosta no poacutelo positivo da bateria e outra que encosta no poacutelo negativo Solde nessa pequenas lacircminas dois pedaccedilos de cabinho 22 um vermelho ligado na lacircmina positiva e um preto ligado na lacircmina negativa
O fio que vem da plaquinha de cobre da batateria deve ser ligado ao fio vermelho do reloacutegio e o fio que vem da plaquinha de zinco da batateria deve ser ligado ao fio preto do reloacutegio
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Pronto O reloacutegio jaacute deve estar funcionando Eis as ilustraccedilotildees de minha montagem
Agrave esquerda a proteccedilatildeo de madeira para a montagem numa divisatildeo foi feito o orifiacutecio para inserir o reloacutegio na outra foi colocado um pires quadrado para conter as meias-batatas Agrave direita um destaque da montagem Abaixo detalhes da parte posterior da montagem
Anaacutelise do circuito
A tensatildeo eleacutetrica uacutetil (U) entre os terminais de cada pilha primaacuteria pode ser expressa em termos de sua fem (E) de sua resistecircncia interna (r) e da corrente de intensidade i que por ela circula assim U = E - ri mostrando claramente que a tensatildeo uacutetil depende da intensidade da corrente eleacutetrica solicitada (i)
Em circuito aberto um bom voltocircmetro (Rvint--gt conectado aos eletrodos fornece Uaberto= E pois iaberto = 0 Um bom amperocircmetro (Raint--gt0) conectado diretamente entre os eletrodos (curto-circuitando a pilha) fornece Icc = Er uma vez que Ucc = 0 Da leitura da fem E (via voltocircmetro) e da corrente de curto circuito icc
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(via amperocircmetro) obtemos r = Eicc Para nossa montagem esse valor resultou ao redor dos 3 000 ohms e E = 07 V
Para as duas pilhas em seacuterie formando nossa batateria teremos Ebat = 14 V
e rbat = 6 000
Sob ddp uacutetil de 12 V teremos i = (Ebat- U)r = (14 - 12)6000 = 3 x 10-5 A que satildeo suficientes para o funcionamento do reloacutegio digital
Como dissemos como eletroacutelito podemos usar limatildeo abacaxi pepino uvas cebolas etc e como eletrodos podemos usar os pares cobrezinco magneacutesioferro alumiacuteniocobre prego zincadocobre etc Para cada par deve-se testar antes de ligar no reloacutegio qual a polaridade obtida (sob risco que queimar o cristal de quartzo) para a bateria Por exemplo se for usado eletrodos de magneacutesio e de ferro o magneacutesio seraacute o terminal negativo e o ferro o terminal positivo Calculadoras e jogos eletrocircnicos tambeacutem funcionam com tais baterias culinaacuterias Eis abaixo uma tomateria uma bateria de tomates
Mais teoria As reaccedilotildees nas ceacutelulas voltaacuteicas satildeo
catodo Zn lt==gt Zn2 + 2e anodo 2H+ + 2e lt==gt H2
A FEM da reaccedilatildeo vem expressa por E(ZnZn22H+H2) = Eo +
(RTnF)ln([Zn2+][H+]2) O eletrodo de cobre opera apenas como coletor de eleacutetrons podendo ser substituiacutedo por platina ou outro metal inerte
httpwwwfeiradecienciascombrsala1212_21asp
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Aulas 2 e 3 Reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo e o uso da tabela de potenciais de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo
Com a utilizaccedilatildeo dos dados recolhidos pelos alunos sobre o experimento anterior pode-se introduzir o conteuacutedo sobre reaccedilotildees de oxirreduccedilatildeo e o uso da tabela de potenciais de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo
Para facilitar a inicializaccedilatildeo do conteuacutedo pode-se retomar algumas questotildees dos experimentos anteriores
1 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 2 Como a energia eleacutetrica foi obtida 3 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 4 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 5 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 6 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 7 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 8 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha Conteuacutedo sugerido para trabalhar o conceito de reaccedilatildeo de oxidorreduccedilatildeo
A eletroquiacutemica eacute o estudo sobre a transferecircncia de eleacutetrons entre diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-versa Pilhas e baterias satildeo reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo capazes de gerar corrente eleacutetrica Eletroacutelise satildeo reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo produzidas pela passagem da corrente eleacutetrica Numa eletrolise existe os seguintes termos CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e mergulhados num eletroacutelito ELETRODOS Satildeo as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica ELETROacuteLITOS Satildeo as soluccedilotildees que conduzem a corrente eleacutetrica AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula entra na soluccedilatildeo CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula deixa a soluccedilatildeo IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na soluccedilatildeo Resumo
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons aumenta o numero de oxidaccedilatildeo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons diminui o numero de oxidaccedilatildeo
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Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz o numero de oxidaccedilatildeo diminui
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida o numero de oxidaccedilatildeo aumenta
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em energia eleacutetrica
BIBLIOGRAFIA sobre o conceito de oxidorreduccedilatildeo Programa de ensino para jovens e adultosescola da juventude Ciecircncias da NaturezaMatemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemicaeditora iacutecone ltdaSatildeo Paulo
Figura retirada WWWgooglecombr
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
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A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu
++ Isso provocaraacute
diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo
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que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
AULA 4 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o experimento da pilha de Daniel
Confecccedilatildeo de relatoacuterio pode-se trabalhar produccedilatildeo de textos do gecircnero artigo de opiniatildeo (conclusatildeo) e resumos ( introduccedilatildeo) Com o relatoacuterio em matildeos o
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professor poderaacute avaliar se houve aprendizagem real ou natildeo Espera-se que os alunos possam descrever em seu relatoacuterio os seguintes toacutepicos
Na pilha de Daniel o eletrodo de cobre metaacutelico que recebe eleacutetrons eacute chamado de caacutetodo ou terminal positivo e a lacircmina de zinco que cede eleacutetrons eacute o acircnodo ou terminal negativo O conjunto montado no experimento eacute uma pilha de Daniell com ponte salina A placa de zinco fornece eleacutetrons oxidando-se atraveacutes do fio para a placa de cobre que reduziraacute iacuteons de cobre na soluccedilatildeo Os eleacutetrons passando atraveacutes do fio iratildeo alimentar o cartatildeo musical Invertendo-se os fios de ligaccedilatildeo da pilha o terminal negativo do cartatildeo musical estaraacute ligado ao caacutetodo da pilha e o terminal positivo ao acircnodo Esta inversatildeo do sentido da corrente natildeo permite que o cartatildeo musical funcione
Sugestatildeo de modelo de relatoacuterio
RELATOacuteRIO
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em sete itens principais
Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram utilizados no experimento
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32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o experimento
5 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2 ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
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baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Conteuacutedo e temas impactos ambientais relacionado ao uso de pilhas e baterias
Competecircncias e habilidades identificar os impactos ambientais causados pelo descarte inadequado de pilhas e baterias avaliar como a composiccedilatildeo das pilhas pode causar possiacuteveis impactos relacionar os impactos causados pelas induacutestrias nos processos de eletroacutelise refletir sobre a importacircncia da adoccedilatildeo de posturas conscientes com relaccedilatildeo ao consumo e descarte de pilhas e baterias
Estrateacutegias elaboraccedilatildeo de mural produccedilatildeo de folder
Recursos biombos para anexar material produzido cartolinas fitas adesivas
Avaliaccedilatildeo participaccedilatildeo e envolvimento
Nuacutemero de aulas 3
AULA 1 Elaboraccedilatildeo de mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias os alunos finalizaratildeo a segunda etapa desta unidade didaacutetica construindo seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo Nesse momento comeccedila-se a desenvolver a terceira etapa dessa unidade ( que eacute uma das mais importantes)pois os alunos iratildeo aplicar o que aprenderam preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo em um local estrateacutegico da escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas sobre o assunto estudado O nosso estudante nesta etapa final da unidade temaacutetica poderaacute desenvolver accedilotildees sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente e tambeacutem composiccedilatildeo de muacutesicas sobre os assuntos abordados
AULA 2 A escola como ponto de coleta de pilhas e baterias
Os alunos apoacutes terem finalizado o trabalho da aula anterior poderatildeo distribuir agrave comunidade o material confeccionado sensibilizando-a buscando parcerias para que a escola seja um ponto de coleta desses materiais pois somente com accedilotildees dessa natureza podemos acreditar que possam desenvolver a accedilatildeo social e ambiental desejada
AULA 3 Retomada das questotildees diagnoacutesticas poacutes desenvolvimento da unidade didaacutetica
Eacute importante retomar as questotildees aplicadas no iniacutecio dessa unidade pois somente assim teremos a certeza do quanto os alunos assimilaram de conhecimento cientiacutefico Muito importante nesse momento tambeacutem eacute poder avaliaacute-los como indiviacuteduos atuantes na sociedade
AULA 4 Avaliaccedilatildeo final
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Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos (sugere-se que contenha mapa conceitual dos conteuacutedos apreendidos) e devolutiva das questotildees comentadas
Consideraccedilotildees finais
A eletroquiacutemica trabalhada da forma que estaacute sendo apresentada nessa unidade didaacutetica leva o aluno a adquirir conhecimentos de maneira significativa O ensino atraveacutes da experimentaccedilatildeo o faraacute tirar suas proacuteprias conclusotildees e ter um aprendizado real produzindo nele mudanccedila de postura diante dos fatos observados refletindo e opinando criticamente frente a informaccedilotildees que poderaacute encontrar doravante sobre o assunto
A participaccedilatildeo e a integraccedilatildeo do aluno nas aulas tecircm que ser consideradas ponto de partida para que o mesmo possa compreender que as transformaccedilotildees quiacutemicas fazem parte do seu cotidiano Toda tecnologia existente eacute produto dessas transformaccedilotildees
Finalizando o estudo dessa unidade espera-se que o aluno natildeo soacute compreenda a importacircncia das transformaccedilotildees quiacutemicas mas que esteja envolvido a ponto de adotar uma postura responsaacutevel em relaccedilatildeo aos impactos ambientais causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e baterias e dentro dessa nova postura possa tomar decisotildees e atuar de forma eacutetica no meio em que vive
REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
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9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
14- Programa de ensino para jovens e adultos escola da juventude Ciecircncias da Natureza Matemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemica Editora Iacutecone Ltda Satildeo Paulo
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Imagem maisumtekofileswordpresscom
2009
Katia Regina Varela Roa-DE SUZANO
Gilson Silva ndashDE CAEIRAS
Leonardo Bassi Ubeda das Neves-DE SUZANO
Massuko Sawayama Warigoda-DE MOGI DAS
CRUZES
GEPEQ- USP CURSO DE FORMACcedilAtildeO
CONTINUADA DE PROFESSORES 2008 2009
28082009
PILHAS E BATERIAS USOS E DESCARTES X IMPACTOS AMBIENTAIS Caderno do aluno
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Situaccedilatildeo de aprendizagem 1- As pilhas e baterias que fazem parte do nosso lixo eletrocircnico podem ser prejudiciais ao ser humano
Por meio desta primeira situaccedilatildeo de aprendizagem vocecirc poderaacute reconhecer
que quando descartadas incorretamente pilhas e baterias podem prejudicar o meio
ambiente apesar de indispensaacutevel para o homem E tambeacutem pode comeccedilar a
refletir o porquecirc dessa questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil toneladas de lixo eletrocircnico
por hora dentro deste destacam-se pilhas e baterias Este lixo eacute jogado na
natureza provocando vaacuterios problemas ambientais Quais os problemas
ambientais que as pilhas e baterias provocam na natureza e como podemos
evitaacute-losrdquo
Atividade 1Refletindo sobre pilhas e baterias x impactos ambientais
1 O que vocecirc entende por pilhas E baterias
2 Elas satildeo imprescindiacuteveis na atualidade Onde
3 Existe alguma relaccedilatildeo entre pilha eletricidade e transformaccedilotildees quiacutemicas
4 Que tipo de material(is) vocecirc acha que eacute(satildeo) necessaacuterio(os) para se construir
uma pilha
5 Cite alguns problemas ambientais relacionados ao uso e descarte de pilhas e
baterias Qual deve ser sua postura em relaccedilatildeo a esses problemas
Atividade 2 Pilhas e Baterias x impactos ambientais
Leitura e Anaacutelise de textos
TEXTO 1 Descarte de pilhas e baterias eacute problema seacuterio para meio ambiente
O Brasil eacute o uacutenico paiacutes da Ameacuterica do Sul que regulamenta a fabricaccedilatildeo venda e destinaccedilatildeo final de pilhas e baterias Com a entrada da Resoluccedilatildeo 257 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama) que dispotildee sobre estes resiacuteduos em vigor desde junho de 2001 o Ibama passou a fiscalizar esses limites Ou pelo menos era o que deveria acontecer Em Cuiabaacute por exemplo o gerente do oacutergatildeo Hugo Scheuer declarou natildeo estar a par do assunto mas garantiu ser este seu proacuteximo objetivo por considerar o descarte destes resiacuteduos um problema de grande amplitude Mas enquanto isso o que fazer com pilhas e baterias principalmente as de celulares quando acabam Esta duacutevida eacute frequumlente em toda a populaccedilatildeo
Considerados toacutexicos o lanccedilamento desses resiacuteduos em lixotildees nas margens das estradas ou em terrenos baldios compromete a qualidade ambiental e de vida da populaccedilatildeo Os resiacuteduos pesados quando aterrados migram para partes mais profundas do solo Com isso podem atingir o lenccedilol freaacutetico contaminando a flora e a fauna das regiotildees proacuteximas e ainda causar doenccedilas que variam de lesotildees cerebrais a disfunccedilotildees renais e pulmonares passando por distuacuterbios visuais e
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anemia Segundo a Resoluccedilatildeo 257 os fabricantes e importadores satildeo os responsaacuteveis pelo recolhimento do material e sua destinaccedilatildeo final o que deve ser fiscalizado pelos oacutergatildeos puacuteblicos ambientais Mas em Cuiabaacute apesar do site do Ministeacuterio do Meio Ambiente indicar o endereccedilo de 28 postos nenhum deles efetua o recolhimento apenas duas empresas de celulares recolhem as baterias em seus postos de venda (Vivo e Americel) e a fiscalizaccedilatildeo do Ibama eacute inexistente A Resoluccedilatildeo estabelece que as pilhas e baterias apoacutes o seu esgotamento energeacutetico devem ser entregues pelos usuaacuterios aos estabelecimentos que as comercializam ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelas respectivas induacutestrias Estas por sua vez devem repassaacute-las aos fabricantes e importadores para que passem por procedimentos de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final ambientalmente adequada No artigo 13deg estaacute previsto que as pilhas e baterias que atenderem aos limites previstos no artigo 6deg podem ser dispostas juntamente com os resiacuteduos domiciliares em aterros sanitaacuterios licenciados Mas por falta de aterros licenciados a maior parte das baterias e pilhas usadas continuam tendo os lixotildees irregulares como destino significando um risco para o meio ambiente e para as pessoas Apenas 30 destes resiacuteduos satildeo reciclados No Brasil uma empresa chamada Suzaquim anuncia que deteacutem um processo de reciclagem de baterias
Dependendo do material de que satildeo constituiacutedas pilhas e baterias podem ser jogadas em lixo domeacutestico As pilhas secas composta por zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs as mais consumidas para uso domeacutestico tecircm em sua maioria operado nos limites estabelecidos pelo artigo 6deg da Resoluccedilatildeo 257 As baterias de telefone sem fio de filmadoras de celular ou outros tipos normalmente recarregaacuteveis devem ser devolvidas agraves lojas Os fabricantes estatildeo obrigados a informar nas embalagens a necessidade ou natildeo de devoluccedilatildeo
O Brasil produz cerca de 800 milhotildees de pilhas comuns por ano o que representa seis unidades por habitante Deve-se lembrar que uma uacutenica pilha contamina o solo durante 50 anos Circulam anualmente 10 milhotildees de baterias de celular 12 milhotildees de baterias automotivas e 200 mil baterias industriais Do total de pilhas e baterias consumidas no paiacutes quase 70 satildeo constituiacutedas principalmente por zinco e caacutedmio aproximadamente 30 por amocircnia e manganecircs Ao se desfazer de pilhas e baterias usadas em local inadequado pode-se contaminar o solo a aacutegua e o ar Atraveacutes da cadeia alimentar esse produto chega aos seres humanos causando doenccedilas que afetam o sistema nervoso central Todos satildeo considerados bioacumulativos - acumula-se no organismo ao longo do tempo
RECICLAVEISCOMBR
Texto 2 Metais pesados contaminam meio ambiente e oferecem riscos agrave
sauacutede puacuteblica
Estima-se que cada bateria ou pilha depositada de forma inadequada no meio
ambiente contamine uma aacuterea de um metro quadrado Entretanto o dano ambiental
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pode ser maior se a quantidade desses equipamentos jogados em lixotildees for muito
alta
A dissoluccedilatildeo de metais pesados depositados em aterros
sanitaacuterios improacuteprios pode contaminar lenccediloacuteis freaacuteticos e o
ambiente local Em aterros a dissoluccedilatildeo dos metais eacute mais faacutecil
devido agrave acidez da aacuterea Isso facilita a acumulaccedilatildeo de metais
pesados na cadeia alimentar atraveacutes da contaminaccedilatildeo de
animais e vegetais que podem causar a intoxicaccedilatildeo de seres humanos que venham
a consumir esses alimentos afetados Metais pesados como chumbo caacutedmio
mercuacuterio e seus compostos podem provocar graves doenccedilas neuroloacutegicas aleacutem de
afetar a condiccedilatildeo motora
Pilhas e baterias comuns (pequenas usadas em raacutedios por exemplo) podem
ser descartadas no lixo domeacutestico de acordo com a determinaccedilatildeo do Conama No
entanto a professora Andreacutea Bernardes do Departamento de Engenharia de
Materiais da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) avalia que esses
produtos que acabam sendo depositados em aterros sanitaacuterios soacute poderiam ser
descartados nestes locais se houvesse o tratamento adequado do chorume
(substacircncia liacutequida encontrada em lixotildees) O chorume contaminado com metais
pesados contaminaraacute tambeacutem a terra e os lenccediloacuteis freaacuteticos
Marcelo Furtado coordenador da aacuterea de substacircncias toacutexicas do
Greenpeace vecirc com bons olhos a determinaccedilatildeo do Conama A iniciativa serve
como incentivo para que as empresas passem a reduzir o uso de substacircncias
toacutexicas para evitar todo o processo de recolhimento de baterias e pilhas usadas
diz Ele lembra que a tendecircncia eacute que substacircncias reciclaacuteveis sejam usadas cada
vez mais para que a reutilizaccedilatildeo dos produtos seja constante
Danilo FantinelRedaccedilatildeo Terra
Questotildees para anaacutelise do texto
6 Cite algumas das questotildees ambientais relacionadas ao uso de pilhas e baterias Qual deve ser a postura da populaccedilatildeo em relaccedilatildeo a essas questotildees 7 Com base na legislaccedilatildeo apresentada explique como deve ser feito o descarte de pilhas e baterias Quais impecilhos poderatildeo dificultar o cumprimento da lei 8 Qual o destino que deve ser dado agraves pilhas que seratildeo descartadas Existem formas de reciclagem Quais 9 Considerando os impactos ambientais que podem ocorrer do descarte inadequado das pilhas e baterias qual a sua opiniatildeo sobre o uso delas Existe uma ideal Explique 10 Vocecirc acha que hoje eacute possiacutevel sobrevivermos sem o uso de pilhas e baterias
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Atividade 3 Trechos do filme WALL-E
Converse com o seu professor sobre o filme a ser assistido na escola caso natildeo seja possiacutevel assista o filme em casa para auxiliaacute-lo nessa atividade
Questotildees para sala de aula reflexatildeo dos assuntos abordados no filme
5 Sente-se um escravo da tecnologia atual ( especificamente aqueles que em curto espaccedilo de tempo geram lixo eletrocircnico tais como celular Ipod Iphone etc) 6 Ficou sensibilizado sobre a quantidade de lixo eletrocircnico que o homem produz 7 Haacute uma remota possibilidade de o Planeta ser recuperado 8 Qual a sua opiniatildeo sobre a mensagem que o filme Wall-E passa 9 Viacutedeo WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97
minutos) som e cor
Situaccedilatildeo de aprendizagem 2 - Que tipos de materiais existem em uma pilha que
a classifique como poluidora do meio ambiente
Apoacutes a visatildeo do que vocecirc teve do filme e discussatildeo de trechos que falam sobre
impactos ambientais provocados pelo mau descarte de pilhas e baterias vocecirc
imagina quais seriam os agentes contaminantes
Atividade 1 Experimento demonstrativo ndash Desmontagem de uma pilha
No inicio da aula entregue para o seu professor um desenho que demonstre os
componentes que estruturam uma pilha
Apoacutes o teacutermino da desmontagem faccedila um novo desenho colocando aquilo que vocecirc
observou Compare o primeiro com o segundo desenho e em poucas linhas
descreva o que mais lhe chamou a atenccedilatildeo
Atividade 2 Buscando orientaccedilotildees com o professor para trabalho de
pesquisa
Leve para sala de aula revistas jornaislivros e mateacuterias de internet trazendo
informaccedilotildees sobre pilha ecologicamente correta
Atividade 3 Reciclagem de pilhas
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Apoacutes a viacutedeoaula sobre a reciclagem de pilhas elabore um artigo de opiniatildeo sobre
a importacircncia da reciclagem de pilhas em favor do meio ambiente e a necessidade
de maiores investimentos nessa aacuterea Ao final entregue a seu professor
Atividade 4 Pesquisa em grupo Pilha ideal
A partir de uma preacutevia busca em revistas jornais livros e internet procure obter
informaccedilotildees sobre uma pilha ideal
Atividade 5 Escolha da Pilha ideal
Apresente o material para o professor e os seus colegas para que seja feita a
escolha da melhor ideia
Questotildees para anaacutelise das ideacuteias sobre pilha ideal
5 Eacute possiacutevel produzir energia eleacutetrica atraveacutes de uma transformaccedilatildeo quiacutemica
6 Explique o surgimento da energia eleacutetrica nas transformaccedilotildees quiacutemicas
7 Podemos montar uma pilha ecologicamente correta
8 O funcionamento de uma pilha soacute acontece atraveacutes de transformaccedilatildeo quiacutemica Explique
Situaccedilatildeo de aprendizagem 3- O lado cientiacutefico da Pilha
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem permitiraacute a vocecirc compreender melhor o
funcionamento de uma pilha( conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
) e a produccedilatildeo de novos materiais atraveacutes da eletrolise (conversatildeo natildeo espontacircnea
energia eleacutetrica em quiacutemica) com experimentos Para essa situaccedilatildeo eacute importante
que vocecirc observe e anote em seu caderno tudo que se alterou
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Atividade 1 O experimento da pilha do Daniel
Questotildees que podem auxiliaacute-lo durante a execuccedilatildeo do experimento
6 As placas mudaram de cor apoacutes serem mergulhadas na soluccedilatildeo Explique
7 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
8 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
9 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
7 Limpar as placas com palha de accedilo
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8 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 9 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 10 Interligar os dois potes com a ponte salina 11 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 12 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e
transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo
PauloEdusp 1998
Atividade 2 Anaacutelise sobre experimento
Questotildees sobre o experimento
9 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 10 Como a energia eleacutetrica foi obtida 11 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 12 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 13 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 14 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 15 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 16 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha
UM POUCO DE ELETROQUIMICA
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A eletroquiacutemica estuda o aproveitamento da transferecircncia de eleacutetrons entre
diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-
versa
Pilhas conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
Eletroacutelise conversatildeo natildeo espontacircnea de energia eleacutetrica em quiacutemica
A seguir estatildeo descritos alguns termos que apareceratildeo no estudo da eletroquiacutemica
ELETRODOS Satildeo assim chamadas as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com
a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica
AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
ENTRA na soluccedilatildeo
CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
DEIXA a soluccedilatildeo
d) ELETROacuteLITOS Satildeo assim chamadas todas as soluccedilotildees que CONDUZEM a
corrente eleacutetrica
e) IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na
soluccedilatildeo
AcircNODO Eletrodo do qual saem os eleacutetrons para o circuito externo da ceacutelula
CAacuteTODO Eletrodo no qual entram os eleacutetrons atraveacutes do circuito externo da ceacutelula
f) CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que
conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e
mergulhados num eletroacutelito
Resumindo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons ( diminuiccedilatildeo de Nox)
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons ( aumento de Nox)
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida (Nox aumenta)
Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz (Nox diminui)
O redutor reduz o oxidante
O oxidante oxida o redutor
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em
energia eleacutetrica
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Cada substacircncia possui uma maior ou menor tendecircncia de perder eleacutetrons
tendecircncia esta chamada de Potencial de Oxidaccedilatildeo Deste modo uma substacircncia X
que tenha um potencial de oxidaccedilatildeo maior que uma substacircncia Y iraacute perder seus
eleacutetrons gradativamente para esta substacircncia se as duas estiverem juntas
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do
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eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu++ Isso provocaraacute diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
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Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
Atividade 3 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o
experimento da pilha de Daniel
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas
dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os
relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em
eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e
conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em
sete itens principais
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Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve
comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos
resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo
do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos
objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser
esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram
utilizados no experimento
32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute
apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela
caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o
experimento
10 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a
profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno
Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos
pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
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Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento
e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na
redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os
objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem
de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed
Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo
de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO
BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro
ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2
ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte
das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos
ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos
Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o
aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Atividade 1 Montagem de um Mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias vocecirc poderaacute construir
o seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo em que vocecirc iraacute aplicar o que
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aprendeu preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo na entrada da
escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas
sobre o assunto estudado Orientado pelo seu professor vocecirc desenvolveraacute accedilotildees
sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre
o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente Poderaacute tambeacutem
compor muacutesicas sobre os assuntos abordados
Atividade 2 Montagem de um Portifolio
Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-
avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos
ao longo do bimestre de modo que venha justificar a questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil
toneladas de lixo eletrocircnico por hora dentro deste destacam-se pilhas e
baterias Este lixo eacute jogado na natureza provocando vaacuterios problemas
ambientais Quais os problemas ambientais que as pilhas e baterias provocam
na natureza e como podemos evitaacute-losrdquo citada no inicio do bimestre
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REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
19
O filtrado conteacutem a misturas de cloretos de zinco e amocircnio ambos soluacuteveis em aacutegua
Observaccedilatildeo O invoacutelucro de accedilo pode ser usado como cadinho para uma secagem raacutepida e de pequenas quantidades de dioacutexido de manganecircs obtido
BIBLIOGRAFIA BRAATHENPCet AL Curso de treinamento de professores de segundo grau- Moacutedulo de QuiacutemicaViccedilosaMGUniversidade Federal de Viccedilosa1989
A seguir sequumlecircncia de fotos da desmontagem de uma pilha
Figura 1-pilha antes da desmontagem
Figura 2-passo1 retirada do invoacutelucro
20
Figura 3-passo 2 retirada da camada de papelatildeo
Figura 4-passo 3 retirada da parte superior
Figura 5-passo 4 retirada do bastatildeo de carbono
21
Figura 6- passo 5 retirada do poacute preto de dioacutexido de manganecircs
Figura 7 passo 6 visualizaccedilatildeo do interior da pilha
22
Figura 8-passo 7 visualizaccedilatildeo de todos os componentes presentes em uma pilha
Para colaborar na avaliaccedilatildeo dessa aula investigativa e demonstrativa o ideal seria que o professor retomasse as questotildees que foram aplicadas no inicio da aula
AULA 2 Pilhas e baterias conceituaccedilatildeo a partir de pesquisas em livros didaacuteticos paradidaacuteticos internet e revistas especializadas
Com intuito de melhorar o conhecimento cientiacutefico dos alunos pode-se orientaacute-los para realizarem uma pesquisa literaacuteria sobre o que vem a ser pilha e bateria e os possiacuteveis problemas ambientais causados pelos usos e descarte inadequados destes Esta pesquisa pode ser realizada em grupo ou individualmente em sala ou extraclasse (a criteacuterio do professor) O objetivo da pesquisa eacute que os alunos com o auxilio do professor durante a aula aprenda transpor a linguagem da ciecircncia comum para a linguagem cientiacutefica compreendendo termos teacutecnicos especiacuteficos da Quiacutemica para opinar e atuar como cidadatildeo ou profissional num futuro proacuteximo de forma eacutetica
AULA 3 Visita virtual a uma induacutestria de reciclagem
Apoacutes discussotildees introdutoacuterias feitas na situaccedilatildeo de aprendizagem anterior pode-se fazer uma visita virtual no site do youtube onde poderatildeo assistir a um filme ( 5 minutos de duraccedilatildeo) da empresa de reciclagem de pilhas SUZAQUIM tem-se a possibilidade de se observar um processo quiacutemico de reciclagem de pilhas e baterias ( a visita fiacutesica eacute praticamente impossiacutevel de se realizar devido ao ambiente ser improacuteprio para essa finalidade) Finaliza-se essa primeira etapa do processo de aprendizagem pedindo aos alunos um relatoacuterio na forma de artigo de
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opiniatildeo sobre a importacircncia da reciclagem de pilhas em favor do meio ambiente e a necessidade de maiores investimentos nessa aacuterea
AULA 4 Modelo de pilha ideal
Considerando que agrave essa altura os nossos alunos jaacute tenham conhecimento sobre descarte de pilhas e baterias podemos inicializar a segunda etapa da unidade didaacutetica propondo que criem um modelo ideal de pilha (que impacte minimamente o meio ambiente) Essa atividade pode ser realizada em grupo os alunos teratildeo como material base informaccedilotildees jaacute trabalhadas anteriormente
Pode-se sugerir temas como
Pilhas recarregaacuteveis
Fontes de energias alternativas
Utilizaccedilatildeo de metais natildeo agressivos ao meio ambiente ou novos processos de eletroacutelise
Professor e alunos levaratildeo agrave sala de aula livros didaacuteticos paradidaacuteticos perioacutedicos e materiais da internet para consulta e realizaccedilatildeo da atividade propostaOs alunos seratildeo orientados pelo professor para em grupo montarem um modelo ideal de pilha que poderaacute ser apresentada na aula seguinte em forma de seminaacuterio experimento demonstrativo slides ou filmagens
Observaccedilatildeo para facilitar o trabalho o professor pode pedir aos alunos que usem os recursos mencionados acima para confecccedilatildeo do material a ser apresentado extraclasse
AULA 5 Modelos de pilhas produzidos apresentaccedilatildeo
Nesta aula o objetivo eacute que os alunos apresentem o seu modelo ideal de pilha escolhidos e idealizados na aula anterior e produzidos extraclasse Natildeo resta a menor duacutevida que seraacute um facilitador para o aprofundamento dos conteuacutedos gerais e especiacuteficos desta unidade didaacutetica Para que isso aconteccedila pode-se desencadear uma discussatildeo e um acordo coletivo para escolha da melhor pilha apresentada para que a haja compreensatildeo do processo de transformaccedilatildeo de energia quiacutemica em eleacutetrica
Para finalizar esta situaccedilatildeo de aprendizagem podemos avaliar os nossos alunos propondo as questotildees abaixo sugere-se que sejam realizadas individualmente pelos alunos pois somente desta maneira o professor poderaacute diagnosticar se houve o aprendizado real e significativo
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Questotildees sugeridas
1 Eacute possiacutevel produzir energia eleacutetrica atraveacutes de uma transformaccedilatildeo quiacutemica
2 Explique o surgimento da energia eleacutetrica nas transformaccedilotildees quiacutemicas
3 Podemos montar uma pilha ecologicamente correta
4 O funcionamento de uma pilha soacute acontece atraveacutes de transformaccedilatildeo quiacutemica Explique
Situaccedilatildeo de aprendizagem 3- O lado cientiacutefico da Pilha
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem permitiraacute aos alunos compreenderem o funcionamento de uma pilha( conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica ) e a produccedilatildeo de novos materiais atraveacutes da eletrolise (conversatildeo natildeo espontacircnea energia eleacutetrica em quiacutemica) com experimentos
Conteuacutedos e temas eletroacutelise reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo seacuterie de reatividade de metais
Competecircncias e habilidades compreender que existem transformaccedilotildees quiacutemicas que ocorrem com transferecircncia de eleacutetrons e podem gerar corrente eleacutetrica prever a ocorrecircncia de transformaccedilotildees quiacutemicas com a utilizaccedilatildeo da seacuterie de reatividade de metais
Estrateacutegias textos jornaliacutesticos experimentos abordagem investigativa com perguntas
Avaliaccedilatildeo anaacutelise dos resultados experimentais
Recursos materiais para o experimentolousa e giztabelas
Nuacutemero de aulas 4
AULA 1 O experimento da pilha do Daniel
Nessa aula propotildee ao professor a sugestatildeo de roteiro experimental da pilha de Daniel Esse experimento eacute bastante comum e o professor pode fazecirc-lo de maneira demonstrativa ou dividir a sala em grupos para sua realizaccedilatildeo Eacute importante orientar os alunos para que observem atentamente os estados iniciais e finais das placas metaacutelicas assim como da soluccedilatildeo em relaccedilatildeo agrave coloraccedilatildeo brilho e outros aspectos para que a aprendizagem ocorra de forma plena
Questotildees que poderatildeo auxiliar os alunos durante a execuccedilatildeo do experimento
1 As placas mudaram de cor apoacutes serem mergulhadas na soluccedilatildeo Explique
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2 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
3 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
4 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
1 Limpar as placas com palha de accedilo 2 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 3 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 4 Interligar os dois potes com a ponte salina
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5 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 6 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo PauloEdusp 1998
Caso o professor deseje trabalhar outros experimentos abaixo estatildeo descritos alguns (roteiros) para trabalhar o processo de eletroacutelise Dentre eles alguns satildeo bastante simples podem ser realizados de maneira demonstrativa pelo professor ou pelos alunos (divididos em grupo)
1ordf sugestatildeo de experimento
Quem natildeo gosta de receber o troco das compras em moedas novinhas O que ningueacutem gosta mas tem que aceitar eacute aquele monte de moedas enferrujadas e com aparecircncia envelhecida Mas por que elas adquirem este aspecto Tudo comeccedila pela composiccedilatildeo das moedas que satildeo obtidas atraveacutes de ligas metaacutelicas soacute por este fato jaacute se nota porque as moedas satildeo mais resistentes do que notas As ceacutedulas de dinheiro satildeo feitas com papel especial (papel moeda) que eacute resistente mas com o passar de matildeo em matildeo ficam velhas e se rasgam A umidade presente em nossas matildeos eacute que realiza o estrago e as moedas natildeo escapam elas ficam escurecidas devido agrave oxidaccedilatildeo As moedas constituem um dinheiro muito manuseado sendo assim fica inevitaacutevel que entre em contato com a umidade e exposiccedilatildeo ao oxigecircnio fatores necessaacuterios para que ocorra a reaccedilatildeo de oxidaccedilatildeo Mas saiba agora que existe um truque para deixar suas moedinhas novinhas em folha
O que vamos demonstrar a seguir pode ser usado em sala de aula como um experimento de Quiacutemica
Reaccedilotildees de oxidaccedilatildeo em moedas
Vamos usar como exemplo a moeda de 5 centavos pois eacute uma das mais manuseadas Portanto peccedila a seus alunos que tragam moedas envelhecidas neste valor
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Vocecirc sabe de que esta moeda eacute feita Eacute composta de Accedilo e recoberta com Cobre e agrave medida que vai sendo usada vai se formando uma camada de oacutexido de cobre sobre ela Veja a equaccedilatildeo do processo 2 Cu + frac12 O2 rarr Cu2O
O metal Cobre presente na moeda eacute oxidado e forma o monoacutexido de Dicobre (Cu2O) o qual tem coloraccedilatildeo escura daiacute o porquecirc daquela cor horriacutevel O segredo para que as moedas tornem a ficar como eram antes (brilhantes e avermelhadas) eacute deixaacute-las de molho em aacutecido cloriacutedrico Equaccedilatildeo que representa a lavagem Cu2O + 2 HCl rarr Cu2Cl2 + H2O
Como se vecirc na equaccedilatildeo acima o oacutexido reage com aacutecido cloriacutedrico (HCl) e daacute origem a um sal de cobre (Cu2Cl2) esta reaccedilatildeo permite agrave moeda adquirir aparecircncia de nova Por Liacuteria Alves Graduada em Quiacutemica Equipe Brasil Escola
2ordf sugestatildeo de experimento
Pilha de Limatildeo
ou Pilha de Laranja ou ainda Pilha de Batata
Eacute possiacutevel obter eletricidade a partir de um limatildeo Sim natildeo soacute satildeo as pilhas comuns que podem gerar eletricidade E o mais legal eacute que na falta do limatildeo vocecirc pode usar uma laranja ou mesmo uma batata
Na verdade a corrente eleacutetrica surge a partir dos potenciais eleacutetricos de dois metais que satildeo cravados no limatildeo na laranja
e na batata O caraacuteter aacutecido do limatildeolaranja e o caraacuteter baacutesico da batata ajudam na conduccedilatildeo da eletricidade Mas o que eacute que causa esta corrente Pense um pouco antes de prosseguir a leitura
Bom depois de esperar vocecirc pensar um pouquinho vamos prosseguir dois pedaccedilos de metal satildeo usados O melhor resultado surge da combinaccedilatildeo de zinco e cobre mas tambeacutem pode ser usado zinco e alumiacutenio ou ainda latatildeo e alumiacutenio
Alguns tipos de pregos conteacutem zinco e o cobre pode ser encontrado na forma de fios e mesmo na composiccedilatildeo de algumas moedas Pode-se tambeacutem utilizar (na falta destes) uma taxinha destas de latatildeo e um clips
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Apoacutes fincaacute-los no limatildeo (ou laranja ou batata) e uniacute-los por fios pode-se ligaacute-los a um pequeno aparelho eleacutetrico O melhor resultado se daacute usando um destes reloacutegios eletrocircnicos - tira-se a pilha deste e faz-se a ligaccedilatildeo dos fios positivo e negativo nos pequenos terminais do reloacutegio A corrente produzida eacute suficiente para acendecirc-lo ainda que por alguns minutos Natildeo esqueccedila de antes limpar as peccedilas de metal e evitar que elas se toquem no interior do limatildeo (ou da laranja ou ainda da batata)
Cuidados no Experimento
A eletricidade produzida eacute na realidade muito pequena para acender uma lacircmpada comum mesmo as menores Mas eacute possiacutevel acender uma pequena lampadinha se vocecirc quiser substituindo o limatildeo por uma soluccedilatildeo de aacutegua + sal Assim como na soluccedilatildeo salina existem no limatildeo batata e laranja alguns sais que se dissociam em iacuteons positivos e negativos e cada um destes tipos de iacuteons migram para os terminais metaacutelicos O certo eacute dizer que houve uma conduccedilatildeo iocircnica no interior do limatildeo da laranja e da batata Jaacute nos terminais satildeo os eleacutetrons dos metais que migram alcanccedilando o reloacutegio e fazendo-o funcionar com a corrente de eleacutetrons Esta eacute a diferenccedila
Uma lampadinha (ou mesmo um LED - uma lacircmpada especial destas coloridas que existem nos aparelhos de TV e de som esteacutereo geralmente nas cores vermelha e verde) satildeo materiais muito baratos e facilmente encontraacuteveis nas lojas de produtos eleacutetricos Para se acender uma destas lampadinhas eacute necessaacuterio 15 volt e alguns miliamperes o que eacute difiacutecil de se conseguir com apenas 1 limatildeo laranja ou batatinha
A voltagem tambeacutem varia de limatildeo para limatildeo laranja para laranja e batata para batata dependendo de vaacuterios fatores incluindo a acidezbasicidade teor de sais aacutegua Por exemplo um limatildeo pode acender um pequeno circuito eleacutetrico por pouco tempo e soacute Procure testaacute-lo com um voltiacutemetro (um medidor de tensatildeo eleacutetrica) Se for muito difiacutecil mesmo trabalhar com apenas um tente experimentar uma ligaccedilatildeo em seacuterie lacircmpada-cobre-limatildeo-zinco-fio-cobre-limatildeo-zinco-lacircmpada O resultado eacute mais visiacutevel
cienciaemcasacienciavivaptpilha_limaohtml
3ordf sugestatildeo de experimento
Pilha de Batata
Objetivo
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Estudar o funcionamento das ceacutelulas voltaacuteicas e associaccedilotildees em seacuterie Uma batata cortada pela metade duas plaquinhas de cobre e duas plaquinhas de zinco permitem a confecccedilatildeo de uma batateria capaz de acionar um reloacutegio digital por pelo menos dois meses Com certos cuidados os quais comentaremos esse tempo de uso pode ser estendido para cerca de quatro meses
Apresentaccedilatildeo
Os modernos reloacutegios digitais a cristal de quartzo requerem uma baixiacutessima intensidade de corrente eleacutetrica para seu funcionamento Se vocecirc tiver um bom microamperocircmetro poderaacute constatar que ela seraacute algo como 15 x 10-6 A sob tensatildeo eleacutetrica (ddp) de 135 V Eacute devido a isso que tais reloacutegios podem funcionar com as minuacutesculas baterias bototildees que geram uma fem entre 12 a 14 volts notadamente as baterias com ceacutelulas de mercuacuterio Os experimentos a seguir aproveitam-se dessa propriedade inerente aos circuitos eletrocircnicos --- funcionarem com baixiacutessimas intensidades de corrente eleacutetrica
O que faremos essencialmente seraacute construir baterias a partir de duas ceacutelulas voltaacuteicas que produziratildeo cada uma 06 a 07 V Dois eletrodos distintos (plaquinhas de cobre e zinco) seratildeo introduzidos em meias-batata (ou quiabo ou limatildeo ou abacaxi etc) e associados em seacuterie de modo a constituiacuterem uma bateria [associaccedilatildeo de duas pilhas primaacuterias (ceacutelulas voltaicas)]
Fazendo uma pilha primaacuteria
Corte uma batata pela metade Corte duas chapinhas uma de cobre outra de zinco com cerca de (2 x 4) cm Qualquer espessura das chapinhas entre 1 e 2 mm serviraacute essas chapinhas seratildeo os eletrodos da pilha primaacuteria Solde em cada uma dessas plaquinhas um fio de cobre flexiacutevel (cabinho 22) com cerca de 20 cm de comprimento (descasque as extremidades e estanhe-as --- passe solda) Espete as plaquinhas na meia-batata (bem perpendicular agrave superfiacutecie cortada) deixando para fora apenas cerca de 1 cm e separada por cerca de 08 cm Natildeo deixe as plaquinhas se encontrarem dentro da meia-batata Veja a ilustraccedilatildeo
Fazendo a batateria
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Essa pilha de meia-batata apresentaraacute forccedila eletromotriz (fem) de cerca de 07 V o que pode ser constatado mediante um bom voltocircmetro (resistecircncia interna grande) conectado aos dois fios indicados acima Como iremos necessitar de cerca de 14 V para acionar o reloacutegio digital deveremos construir uma bateria a partir de duas dessas pilhas primaacuterias e associando-as em seacuterie como se ilustra
Preparando o reloacutegio
Qualquer reloacutegio digital que utilize uma bateria botatildeo poderaacute ser usado O que utilizei eacute um CITIZEN - CRYSTON LC A primeira coisa a fazer eacute remover a tampinha em forma de disco do alojamento da bateria botatildeo Retire a bateria pifada Olhe bem para essa bateria e repare que o corpo dela corresponde ao poacutelo positivo enquanto que o botatildeo superior corresponde ao poacutelo negativo Veja dentro do local de alojamento dessa bateria as duas lacircminas de contato uma que encosta no poacutelo positivo da bateria e outra que encosta no poacutelo negativo Solde nessa pequenas lacircminas dois pedaccedilos de cabinho 22 um vermelho ligado na lacircmina positiva e um preto ligado na lacircmina negativa
O fio que vem da plaquinha de cobre da batateria deve ser ligado ao fio vermelho do reloacutegio e o fio que vem da plaquinha de zinco da batateria deve ser ligado ao fio preto do reloacutegio
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Pronto O reloacutegio jaacute deve estar funcionando Eis as ilustraccedilotildees de minha montagem
Agrave esquerda a proteccedilatildeo de madeira para a montagem numa divisatildeo foi feito o orifiacutecio para inserir o reloacutegio na outra foi colocado um pires quadrado para conter as meias-batatas Agrave direita um destaque da montagem Abaixo detalhes da parte posterior da montagem
Anaacutelise do circuito
A tensatildeo eleacutetrica uacutetil (U) entre os terminais de cada pilha primaacuteria pode ser expressa em termos de sua fem (E) de sua resistecircncia interna (r) e da corrente de intensidade i que por ela circula assim U = E - ri mostrando claramente que a tensatildeo uacutetil depende da intensidade da corrente eleacutetrica solicitada (i)
Em circuito aberto um bom voltocircmetro (Rvint--gt conectado aos eletrodos fornece Uaberto= E pois iaberto = 0 Um bom amperocircmetro (Raint--gt0) conectado diretamente entre os eletrodos (curto-circuitando a pilha) fornece Icc = Er uma vez que Ucc = 0 Da leitura da fem E (via voltocircmetro) e da corrente de curto circuito icc
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(via amperocircmetro) obtemos r = Eicc Para nossa montagem esse valor resultou ao redor dos 3 000 ohms e E = 07 V
Para as duas pilhas em seacuterie formando nossa batateria teremos Ebat = 14 V
e rbat = 6 000
Sob ddp uacutetil de 12 V teremos i = (Ebat- U)r = (14 - 12)6000 = 3 x 10-5 A que satildeo suficientes para o funcionamento do reloacutegio digital
Como dissemos como eletroacutelito podemos usar limatildeo abacaxi pepino uvas cebolas etc e como eletrodos podemos usar os pares cobrezinco magneacutesioferro alumiacuteniocobre prego zincadocobre etc Para cada par deve-se testar antes de ligar no reloacutegio qual a polaridade obtida (sob risco que queimar o cristal de quartzo) para a bateria Por exemplo se for usado eletrodos de magneacutesio e de ferro o magneacutesio seraacute o terminal negativo e o ferro o terminal positivo Calculadoras e jogos eletrocircnicos tambeacutem funcionam com tais baterias culinaacuterias Eis abaixo uma tomateria uma bateria de tomates
Mais teoria As reaccedilotildees nas ceacutelulas voltaacuteicas satildeo
catodo Zn lt==gt Zn2 + 2e anodo 2H+ + 2e lt==gt H2
A FEM da reaccedilatildeo vem expressa por E(ZnZn22H+H2) = Eo +
(RTnF)ln([Zn2+][H+]2) O eletrodo de cobre opera apenas como coletor de eleacutetrons podendo ser substituiacutedo por platina ou outro metal inerte
httpwwwfeiradecienciascombrsala1212_21asp
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Aulas 2 e 3 Reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo e o uso da tabela de potenciais de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo
Com a utilizaccedilatildeo dos dados recolhidos pelos alunos sobre o experimento anterior pode-se introduzir o conteuacutedo sobre reaccedilotildees de oxirreduccedilatildeo e o uso da tabela de potenciais de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo
Para facilitar a inicializaccedilatildeo do conteuacutedo pode-se retomar algumas questotildees dos experimentos anteriores
1 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 2 Como a energia eleacutetrica foi obtida 3 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 4 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 5 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 6 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 7 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 8 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha Conteuacutedo sugerido para trabalhar o conceito de reaccedilatildeo de oxidorreduccedilatildeo
A eletroquiacutemica eacute o estudo sobre a transferecircncia de eleacutetrons entre diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-versa Pilhas e baterias satildeo reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo capazes de gerar corrente eleacutetrica Eletroacutelise satildeo reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo produzidas pela passagem da corrente eleacutetrica Numa eletrolise existe os seguintes termos CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e mergulhados num eletroacutelito ELETRODOS Satildeo as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica ELETROacuteLITOS Satildeo as soluccedilotildees que conduzem a corrente eleacutetrica AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula entra na soluccedilatildeo CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula deixa a soluccedilatildeo IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na soluccedilatildeo Resumo
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons aumenta o numero de oxidaccedilatildeo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons diminui o numero de oxidaccedilatildeo
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Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz o numero de oxidaccedilatildeo diminui
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida o numero de oxidaccedilatildeo aumenta
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em energia eleacutetrica
BIBLIOGRAFIA sobre o conceito de oxidorreduccedilatildeo Programa de ensino para jovens e adultosescola da juventude Ciecircncias da NaturezaMatemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemicaeditora iacutecone ltdaSatildeo Paulo
Figura retirada WWWgooglecombr
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
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A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu
++ Isso provocaraacute
diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo
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que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
AULA 4 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o experimento da pilha de Daniel
Confecccedilatildeo de relatoacuterio pode-se trabalhar produccedilatildeo de textos do gecircnero artigo de opiniatildeo (conclusatildeo) e resumos ( introduccedilatildeo) Com o relatoacuterio em matildeos o
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professor poderaacute avaliar se houve aprendizagem real ou natildeo Espera-se que os alunos possam descrever em seu relatoacuterio os seguintes toacutepicos
Na pilha de Daniel o eletrodo de cobre metaacutelico que recebe eleacutetrons eacute chamado de caacutetodo ou terminal positivo e a lacircmina de zinco que cede eleacutetrons eacute o acircnodo ou terminal negativo O conjunto montado no experimento eacute uma pilha de Daniell com ponte salina A placa de zinco fornece eleacutetrons oxidando-se atraveacutes do fio para a placa de cobre que reduziraacute iacuteons de cobre na soluccedilatildeo Os eleacutetrons passando atraveacutes do fio iratildeo alimentar o cartatildeo musical Invertendo-se os fios de ligaccedilatildeo da pilha o terminal negativo do cartatildeo musical estaraacute ligado ao caacutetodo da pilha e o terminal positivo ao acircnodo Esta inversatildeo do sentido da corrente natildeo permite que o cartatildeo musical funcione
Sugestatildeo de modelo de relatoacuterio
RELATOacuteRIO
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em sete itens principais
Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram utilizados no experimento
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32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o experimento
5 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2 ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
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baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Conteuacutedo e temas impactos ambientais relacionado ao uso de pilhas e baterias
Competecircncias e habilidades identificar os impactos ambientais causados pelo descarte inadequado de pilhas e baterias avaliar como a composiccedilatildeo das pilhas pode causar possiacuteveis impactos relacionar os impactos causados pelas induacutestrias nos processos de eletroacutelise refletir sobre a importacircncia da adoccedilatildeo de posturas conscientes com relaccedilatildeo ao consumo e descarte de pilhas e baterias
Estrateacutegias elaboraccedilatildeo de mural produccedilatildeo de folder
Recursos biombos para anexar material produzido cartolinas fitas adesivas
Avaliaccedilatildeo participaccedilatildeo e envolvimento
Nuacutemero de aulas 3
AULA 1 Elaboraccedilatildeo de mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias os alunos finalizaratildeo a segunda etapa desta unidade didaacutetica construindo seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo Nesse momento comeccedila-se a desenvolver a terceira etapa dessa unidade ( que eacute uma das mais importantes)pois os alunos iratildeo aplicar o que aprenderam preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo em um local estrateacutegico da escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas sobre o assunto estudado O nosso estudante nesta etapa final da unidade temaacutetica poderaacute desenvolver accedilotildees sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente e tambeacutem composiccedilatildeo de muacutesicas sobre os assuntos abordados
AULA 2 A escola como ponto de coleta de pilhas e baterias
Os alunos apoacutes terem finalizado o trabalho da aula anterior poderatildeo distribuir agrave comunidade o material confeccionado sensibilizando-a buscando parcerias para que a escola seja um ponto de coleta desses materiais pois somente com accedilotildees dessa natureza podemos acreditar que possam desenvolver a accedilatildeo social e ambiental desejada
AULA 3 Retomada das questotildees diagnoacutesticas poacutes desenvolvimento da unidade didaacutetica
Eacute importante retomar as questotildees aplicadas no iniacutecio dessa unidade pois somente assim teremos a certeza do quanto os alunos assimilaram de conhecimento cientiacutefico Muito importante nesse momento tambeacutem eacute poder avaliaacute-los como indiviacuteduos atuantes na sociedade
AULA 4 Avaliaccedilatildeo final
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Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos (sugere-se que contenha mapa conceitual dos conteuacutedos apreendidos) e devolutiva das questotildees comentadas
Consideraccedilotildees finais
A eletroquiacutemica trabalhada da forma que estaacute sendo apresentada nessa unidade didaacutetica leva o aluno a adquirir conhecimentos de maneira significativa O ensino atraveacutes da experimentaccedilatildeo o faraacute tirar suas proacuteprias conclusotildees e ter um aprendizado real produzindo nele mudanccedila de postura diante dos fatos observados refletindo e opinando criticamente frente a informaccedilotildees que poderaacute encontrar doravante sobre o assunto
A participaccedilatildeo e a integraccedilatildeo do aluno nas aulas tecircm que ser consideradas ponto de partida para que o mesmo possa compreender que as transformaccedilotildees quiacutemicas fazem parte do seu cotidiano Toda tecnologia existente eacute produto dessas transformaccedilotildees
Finalizando o estudo dessa unidade espera-se que o aluno natildeo soacute compreenda a importacircncia das transformaccedilotildees quiacutemicas mas que esteja envolvido a ponto de adotar uma postura responsaacutevel em relaccedilatildeo aos impactos ambientais causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e baterias e dentro dessa nova postura possa tomar decisotildees e atuar de forma eacutetica no meio em que vive
REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
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9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
14- Programa de ensino para jovens e adultos escola da juventude Ciecircncias da Natureza Matemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemica Editora Iacutecone Ltda Satildeo Paulo
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Imagem maisumtekofileswordpresscom
2009
Katia Regina Varela Roa-DE SUZANO
Gilson Silva ndashDE CAEIRAS
Leonardo Bassi Ubeda das Neves-DE SUZANO
Massuko Sawayama Warigoda-DE MOGI DAS
CRUZES
GEPEQ- USP CURSO DE FORMACcedilAtildeO
CONTINUADA DE PROFESSORES 2008 2009
28082009
PILHAS E BATERIAS USOS E DESCARTES X IMPACTOS AMBIENTAIS Caderno do aluno
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Situaccedilatildeo de aprendizagem 1- As pilhas e baterias que fazem parte do nosso lixo eletrocircnico podem ser prejudiciais ao ser humano
Por meio desta primeira situaccedilatildeo de aprendizagem vocecirc poderaacute reconhecer
que quando descartadas incorretamente pilhas e baterias podem prejudicar o meio
ambiente apesar de indispensaacutevel para o homem E tambeacutem pode comeccedilar a
refletir o porquecirc dessa questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil toneladas de lixo eletrocircnico
por hora dentro deste destacam-se pilhas e baterias Este lixo eacute jogado na
natureza provocando vaacuterios problemas ambientais Quais os problemas
ambientais que as pilhas e baterias provocam na natureza e como podemos
evitaacute-losrdquo
Atividade 1Refletindo sobre pilhas e baterias x impactos ambientais
1 O que vocecirc entende por pilhas E baterias
2 Elas satildeo imprescindiacuteveis na atualidade Onde
3 Existe alguma relaccedilatildeo entre pilha eletricidade e transformaccedilotildees quiacutemicas
4 Que tipo de material(is) vocecirc acha que eacute(satildeo) necessaacuterio(os) para se construir
uma pilha
5 Cite alguns problemas ambientais relacionados ao uso e descarte de pilhas e
baterias Qual deve ser sua postura em relaccedilatildeo a esses problemas
Atividade 2 Pilhas e Baterias x impactos ambientais
Leitura e Anaacutelise de textos
TEXTO 1 Descarte de pilhas e baterias eacute problema seacuterio para meio ambiente
O Brasil eacute o uacutenico paiacutes da Ameacuterica do Sul que regulamenta a fabricaccedilatildeo venda e destinaccedilatildeo final de pilhas e baterias Com a entrada da Resoluccedilatildeo 257 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama) que dispotildee sobre estes resiacuteduos em vigor desde junho de 2001 o Ibama passou a fiscalizar esses limites Ou pelo menos era o que deveria acontecer Em Cuiabaacute por exemplo o gerente do oacutergatildeo Hugo Scheuer declarou natildeo estar a par do assunto mas garantiu ser este seu proacuteximo objetivo por considerar o descarte destes resiacuteduos um problema de grande amplitude Mas enquanto isso o que fazer com pilhas e baterias principalmente as de celulares quando acabam Esta duacutevida eacute frequumlente em toda a populaccedilatildeo
Considerados toacutexicos o lanccedilamento desses resiacuteduos em lixotildees nas margens das estradas ou em terrenos baldios compromete a qualidade ambiental e de vida da populaccedilatildeo Os resiacuteduos pesados quando aterrados migram para partes mais profundas do solo Com isso podem atingir o lenccedilol freaacutetico contaminando a flora e a fauna das regiotildees proacuteximas e ainda causar doenccedilas que variam de lesotildees cerebrais a disfunccedilotildees renais e pulmonares passando por distuacuterbios visuais e
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anemia Segundo a Resoluccedilatildeo 257 os fabricantes e importadores satildeo os responsaacuteveis pelo recolhimento do material e sua destinaccedilatildeo final o que deve ser fiscalizado pelos oacutergatildeos puacuteblicos ambientais Mas em Cuiabaacute apesar do site do Ministeacuterio do Meio Ambiente indicar o endereccedilo de 28 postos nenhum deles efetua o recolhimento apenas duas empresas de celulares recolhem as baterias em seus postos de venda (Vivo e Americel) e a fiscalizaccedilatildeo do Ibama eacute inexistente A Resoluccedilatildeo estabelece que as pilhas e baterias apoacutes o seu esgotamento energeacutetico devem ser entregues pelos usuaacuterios aos estabelecimentos que as comercializam ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelas respectivas induacutestrias Estas por sua vez devem repassaacute-las aos fabricantes e importadores para que passem por procedimentos de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final ambientalmente adequada No artigo 13deg estaacute previsto que as pilhas e baterias que atenderem aos limites previstos no artigo 6deg podem ser dispostas juntamente com os resiacuteduos domiciliares em aterros sanitaacuterios licenciados Mas por falta de aterros licenciados a maior parte das baterias e pilhas usadas continuam tendo os lixotildees irregulares como destino significando um risco para o meio ambiente e para as pessoas Apenas 30 destes resiacuteduos satildeo reciclados No Brasil uma empresa chamada Suzaquim anuncia que deteacutem um processo de reciclagem de baterias
Dependendo do material de que satildeo constituiacutedas pilhas e baterias podem ser jogadas em lixo domeacutestico As pilhas secas composta por zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs as mais consumidas para uso domeacutestico tecircm em sua maioria operado nos limites estabelecidos pelo artigo 6deg da Resoluccedilatildeo 257 As baterias de telefone sem fio de filmadoras de celular ou outros tipos normalmente recarregaacuteveis devem ser devolvidas agraves lojas Os fabricantes estatildeo obrigados a informar nas embalagens a necessidade ou natildeo de devoluccedilatildeo
O Brasil produz cerca de 800 milhotildees de pilhas comuns por ano o que representa seis unidades por habitante Deve-se lembrar que uma uacutenica pilha contamina o solo durante 50 anos Circulam anualmente 10 milhotildees de baterias de celular 12 milhotildees de baterias automotivas e 200 mil baterias industriais Do total de pilhas e baterias consumidas no paiacutes quase 70 satildeo constituiacutedas principalmente por zinco e caacutedmio aproximadamente 30 por amocircnia e manganecircs Ao se desfazer de pilhas e baterias usadas em local inadequado pode-se contaminar o solo a aacutegua e o ar Atraveacutes da cadeia alimentar esse produto chega aos seres humanos causando doenccedilas que afetam o sistema nervoso central Todos satildeo considerados bioacumulativos - acumula-se no organismo ao longo do tempo
RECICLAVEISCOMBR
Texto 2 Metais pesados contaminam meio ambiente e oferecem riscos agrave
sauacutede puacuteblica
Estima-se que cada bateria ou pilha depositada de forma inadequada no meio
ambiente contamine uma aacuterea de um metro quadrado Entretanto o dano ambiental
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pode ser maior se a quantidade desses equipamentos jogados em lixotildees for muito
alta
A dissoluccedilatildeo de metais pesados depositados em aterros
sanitaacuterios improacuteprios pode contaminar lenccediloacuteis freaacuteticos e o
ambiente local Em aterros a dissoluccedilatildeo dos metais eacute mais faacutecil
devido agrave acidez da aacuterea Isso facilita a acumulaccedilatildeo de metais
pesados na cadeia alimentar atraveacutes da contaminaccedilatildeo de
animais e vegetais que podem causar a intoxicaccedilatildeo de seres humanos que venham
a consumir esses alimentos afetados Metais pesados como chumbo caacutedmio
mercuacuterio e seus compostos podem provocar graves doenccedilas neuroloacutegicas aleacutem de
afetar a condiccedilatildeo motora
Pilhas e baterias comuns (pequenas usadas em raacutedios por exemplo) podem
ser descartadas no lixo domeacutestico de acordo com a determinaccedilatildeo do Conama No
entanto a professora Andreacutea Bernardes do Departamento de Engenharia de
Materiais da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) avalia que esses
produtos que acabam sendo depositados em aterros sanitaacuterios soacute poderiam ser
descartados nestes locais se houvesse o tratamento adequado do chorume
(substacircncia liacutequida encontrada em lixotildees) O chorume contaminado com metais
pesados contaminaraacute tambeacutem a terra e os lenccediloacuteis freaacuteticos
Marcelo Furtado coordenador da aacuterea de substacircncias toacutexicas do
Greenpeace vecirc com bons olhos a determinaccedilatildeo do Conama A iniciativa serve
como incentivo para que as empresas passem a reduzir o uso de substacircncias
toacutexicas para evitar todo o processo de recolhimento de baterias e pilhas usadas
diz Ele lembra que a tendecircncia eacute que substacircncias reciclaacuteveis sejam usadas cada
vez mais para que a reutilizaccedilatildeo dos produtos seja constante
Danilo FantinelRedaccedilatildeo Terra
Questotildees para anaacutelise do texto
6 Cite algumas das questotildees ambientais relacionadas ao uso de pilhas e baterias Qual deve ser a postura da populaccedilatildeo em relaccedilatildeo a essas questotildees 7 Com base na legislaccedilatildeo apresentada explique como deve ser feito o descarte de pilhas e baterias Quais impecilhos poderatildeo dificultar o cumprimento da lei 8 Qual o destino que deve ser dado agraves pilhas que seratildeo descartadas Existem formas de reciclagem Quais 9 Considerando os impactos ambientais que podem ocorrer do descarte inadequado das pilhas e baterias qual a sua opiniatildeo sobre o uso delas Existe uma ideal Explique 10 Vocecirc acha que hoje eacute possiacutevel sobrevivermos sem o uso de pilhas e baterias
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Atividade 3 Trechos do filme WALL-E
Converse com o seu professor sobre o filme a ser assistido na escola caso natildeo seja possiacutevel assista o filme em casa para auxiliaacute-lo nessa atividade
Questotildees para sala de aula reflexatildeo dos assuntos abordados no filme
5 Sente-se um escravo da tecnologia atual ( especificamente aqueles que em curto espaccedilo de tempo geram lixo eletrocircnico tais como celular Ipod Iphone etc) 6 Ficou sensibilizado sobre a quantidade de lixo eletrocircnico que o homem produz 7 Haacute uma remota possibilidade de o Planeta ser recuperado 8 Qual a sua opiniatildeo sobre a mensagem que o filme Wall-E passa 9 Viacutedeo WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97
minutos) som e cor
Situaccedilatildeo de aprendizagem 2 - Que tipos de materiais existem em uma pilha que
a classifique como poluidora do meio ambiente
Apoacutes a visatildeo do que vocecirc teve do filme e discussatildeo de trechos que falam sobre
impactos ambientais provocados pelo mau descarte de pilhas e baterias vocecirc
imagina quais seriam os agentes contaminantes
Atividade 1 Experimento demonstrativo ndash Desmontagem de uma pilha
No inicio da aula entregue para o seu professor um desenho que demonstre os
componentes que estruturam uma pilha
Apoacutes o teacutermino da desmontagem faccedila um novo desenho colocando aquilo que vocecirc
observou Compare o primeiro com o segundo desenho e em poucas linhas
descreva o que mais lhe chamou a atenccedilatildeo
Atividade 2 Buscando orientaccedilotildees com o professor para trabalho de
pesquisa
Leve para sala de aula revistas jornaislivros e mateacuterias de internet trazendo
informaccedilotildees sobre pilha ecologicamente correta
Atividade 3 Reciclagem de pilhas
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Apoacutes a viacutedeoaula sobre a reciclagem de pilhas elabore um artigo de opiniatildeo sobre
a importacircncia da reciclagem de pilhas em favor do meio ambiente e a necessidade
de maiores investimentos nessa aacuterea Ao final entregue a seu professor
Atividade 4 Pesquisa em grupo Pilha ideal
A partir de uma preacutevia busca em revistas jornais livros e internet procure obter
informaccedilotildees sobre uma pilha ideal
Atividade 5 Escolha da Pilha ideal
Apresente o material para o professor e os seus colegas para que seja feita a
escolha da melhor ideia
Questotildees para anaacutelise das ideacuteias sobre pilha ideal
5 Eacute possiacutevel produzir energia eleacutetrica atraveacutes de uma transformaccedilatildeo quiacutemica
6 Explique o surgimento da energia eleacutetrica nas transformaccedilotildees quiacutemicas
7 Podemos montar uma pilha ecologicamente correta
8 O funcionamento de uma pilha soacute acontece atraveacutes de transformaccedilatildeo quiacutemica Explique
Situaccedilatildeo de aprendizagem 3- O lado cientiacutefico da Pilha
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem permitiraacute a vocecirc compreender melhor o
funcionamento de uma pilha( conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
) e a produccedilatildeo de novos materiais atraveacutes da eletrolise (conversatildeo natildeo espontacircnea
energia eleacutetrica em quiacutemica) com experimentos Para essa situaccedilatildeo eacute importante
que vocecirc observe e anote em seu caderno tudo que se alterou
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Atividade 1 O experimento da pilha do Daniel
Questotildees que podem auxiliaacute-lo durante a execuccedilatildeo do experimento
6 As placas mudaram de cor apoacutes serem mergulhadas na soluccedilatildeo Explique
7 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
8 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
9 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
7 Limpar as placas com palha de accedilo
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8 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 9 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 10 Interligar os dois potes com a ponte salina 11 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 12 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e
transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo
PauloEdusp 1998
Atividade 2 Anaacutelise sobre experimento
Questotildees sobre o experimento
9 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 10 Como a energia eleacutetrica foi obtida 11 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 12 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 13 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 14 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 15 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 16 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha
UM POUCO DE ELETROQUIMICA
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A eletroquiacutemica estuda o aproveitamento da transferecircncia de eleacutetrons entre
diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-
versa
Pilhas conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
Eletroacutelise conversatildeo natildeo espontacircnea de energia eleacutetrica em quiacutemica
A seguir estatildeo descritos alguns termos que apareceratildeo no estudo da eletroquiacutemica
ELETRODOS Satildeo assim chamadas as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com
a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica
AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
ENTRA na soluccedilatildeo
CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
DEIXA a soluccedilatildeo
d) ELETROacuteLITOS Satildeo assim chamadas todas as soluccedilotildees que CONDUZEM a
corrente eleacutetrica
e) IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na
soluccedilatildeo
AcircNODO Eletrodo do qual saem os eleacutetrons para o circuito externo da ceacutelula
CAacuteTODO Eletrodo no qual entram os eleacutetrons atraveacutes do circuito externo da ceacutelula
f) CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que
conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e
mergulhados num eletroacutelito
Resumindo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons ( diminuiccedilatildeo de Nox)
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons ( aumento de Nox)
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida (Nox aumenta)
Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz (Nox diminui)
O redutor reduz o oxidante
O oxidante oxida o redutor
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em
energia eleacutetrica
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Cada substacircncia possui uma maior ou menor tendecircncia de perder eleacutetrons
tendecircncia esta chamada de Potencial de Oxidaccedilatildeo Deste modo uma substacircncia X
que tenha um potencial de oxidaccedilatildeo maior que uma substacircncia Y iraacute perder seus
eleacutetrons gradativamente para esta substacircncia se as duas estiverem juntas
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do
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eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu++ Isso provocaraacute diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
53
Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
Atividade 3 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o
experimento da pilha de Daniel
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas
dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os
relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em
eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e
conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em
sete itens principais
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Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve
comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos
resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo
do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos
objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser
esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram
utilizados no experimento
32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute
apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela
caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o
experimento
10 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a
profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno
Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos
pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
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Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento
e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na
redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os
objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem
de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed
Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo
de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO
BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro
ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2
ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte
das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos
ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos
Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o
aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Atividade 1 Montagem de um Mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias vocecirc poderaacute construir
o seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo em que vocecirc iraacute aplicar o que
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aprendeu preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo na entrada da
escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas
sobre o assunto estudado Orientado pelo seu professor vocecirc desenvolveraacute accedilotildees
sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre
o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente Poderaacute tambeacutem
compor muacutesicas sobre os assuntos abordados
Atividade 2 Montagem de um Portifolio
Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-
avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos
ao longo do bimestre de modo que venha justificar a questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil
toneladas de lixo eletrocircnico por hora dentro deste destacam-se pilhas e
baterias Este lixo eacute jogado na natureza provocando vaacuterios problemas
ambientais Quais os problemas ambientais que as pilhas e baterias provocam
na natureza e como podemos evitaacute-losrdquo citada no inicio do bimestre
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REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
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Figura 3-passo 2 retirada da camada de papelatildeo
Figura 4-passo 3 retirada da parte superior
Figura 5-passo 4 retirada do bastatildeo de carbono
21
Figura 6- passo 5 retirada do poacute preto de dioacutexido de manganecircs
Figura 7 passo 6 visualizaccedilatildeo do interior da pilha
22
Figura 8-passo 7 visualizaccedilatildeo de todos os componentes presentes em uma pilha
Para colaborar na avaliaccedilatildeo dessa aula investigativa e demonstrativa o ideal seria que o professor retomasse as questotildees que foram aplicadas no inicio da aula
AULA 2 Pilhas e baterias conceituaccedilatildeo a partir de pesquisas em livros didaacuteticos paradidaacuteticos internet e revistas especializadas
Com intuito de melhorar o conhecimento cientiacutefico dos alunos pode-se orientaacute-los para realizarem uma pesquisa literaacuteria sobre o que vem a ser pilha e bateria e os possiacuteveis problemas ambientais causados pelos usos e descarte inadequados destes Esta pesquisa pode ser realizada em grupo ou individualmente em sala ou extraclasse (a criteacuterio do professor) O objetivo da pesquisa eacute que os alunos com o auxilio do professor durante a aula aprenda transpor a linguagem da ciecircncia comum para a linguagem cientiacutefica compreendendo termos teacutecnicos especiacuteficos da Quiacutemica para opinar e atuar como cidadatildeo ou profissional num futuro proacuteximo de forma eacutetica
AULA 3 Visita virtual a uma induacutestria de reciclagem
Apoacutes discussotildees introdutoacuterias feitas na situaccedilatildeo de aprendizagem anterior pode-se fazer uma visita virtual no site do youtube onde poderatildeo assistir a um filme ( 5 minutos de duraccedilatildeo) da empresa de reciclagem de pilhas SUZAQUIM tem-se a possibilidade de se observar um processo quiacutemico de reciclagem de pilhas e baterias ( a visita fiacutesica eacute praticamente impossiacutevel de se realizar devido ao ambiente ser improacuteprio para essa finalidade) Finaliza-se essa primeira etapa do processo de aprendizagem pedindo aos alunos um relatoacuterio na forma de artigo de
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opiniatildeo sobre a importacircncia da reciclagem de pilhas em favor do meio ambiente e a necessidade de maiores investimentos nessa aacuterea
AULA 4 Modelo de pilha ideal
Considerando que agrave essa altura os nossos alunos jaacute tenham conhecimento sobre descarte de pilhas e baterias podemos inicializar a segunda etapa da unidade didaacutetica propondo que criem um modelo ideal de pilha (que impacte minimamente o meio ambiente) Essa atividade pode ser realizada em grupo os alunos teratildeo como material base informaccedilotildees jaacute trabalhadas anteriormente
Pode-se sugerir temas como
Pilhas recarregaacuteveis
Fontes de energias alternativas
Utilizaccedilatildeo de metais natildeo agressivos ao meio ambiente ou novos processos de eletroacutelise
Professor e alunos levaratildeo agrave sala de aula livros didaacuteticos paradidaacuteticos perioacutedicos e materiais da internet para consulta e realizaccedilatildeo da atividade propostaOs alunos seratildeo orientados pelo professor para em grupo montarem um modelo ideal de pilha que poderaacute ser apresentada na aula seguinte em forma de seminaacuterio experimento demonstrativo slides ou filmagens
Observaccedilatildeo para facilitar o trabalho o professor pode pedir aos alunos que usem os recursos mencionados acima para confecccedilatildeo do material a ser apresentado extraclasse
AULA 5 Modelos de pilhas produzidos apresentaccedilatildeo
Nesta aula o objetivo eacute que os alunos apresentem o seu modelo ideal de pilha escolhidos e idealizados na aula anterior e produzidos extraclasse Natildeo resta a menor duacutevida que seraacute um facilitador para o aprofundamento dos conteuacutedos gerais e especiacuteficos desta unidade didaacutetica Para que isso aconteccedila pode-se desencadear uma discussatildeo e um acordo coletivo para escolha da melhor pilha apresentada para que a haja compreensatildeo do processo de transformaccedilatildeo de energia quiacutemica em eleacutetrica
Para finalizar esta situaccedilatildeo de aprendizagem podemos avaliar os nossos alunos propondo as questotildees abaixo sugere-se que sejam realizadas individualmente pelos alunos pois somente desta maneira o professor poderaacute diagnosticar se houve o aprendizado real e significativo
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Questotildees sugeridas
1 Eacute possiacutevel produzir energia eleacutetrica atraveacutes de uma transformaccedilatildeo quiacutemica
2 Explique o surgimento da energia eleacutetrica nas transformaccedilotildees quiacutemicas
3 Podemos montar uma pilha ecologicamente correta
4 O funcionamento de uma pilha soacute acontece atraveacutes de transformaccedilatildeo quiacutemica Explique
Situaccedilatildeo de aprendizagem 3- O lado cientiacutefico da Pilha
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem permitiraacute aos alunos compreenderem o funcionamento de uma pilha( conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica ) e a produccedilatildeo de novos materiais atraveacutes da eletrolise (conversatildeo natildeo espontacircnea energia eleacutetrica em quiacutemica) com experimentos
Conteuacutedos e temas eletroacutelise reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo seacuterie de reatividade de metais
Competecircncias e habilidades compreender que existem transformaccedilotildees quiacutemicas que ocorrem com transferecircncia de eleacutetrons e podem gerar corrente eleacutetrica prever a ocorrecircncia de transformaccedilotildees quiacutemicas com a utilizaccedilatildeo da seacuterie de reatividade de metais
Estrateacutegias textos jornaliacutesticos experimentos abordagem investigativa com perguntas
Avaliaccedilatildeo anaacutelise dos resultados experimentais
Recursos materiais para o experimentolousa e giztabelas
Nuacutemero de aulas 4
AULA 1 O experimento da pilha do Daniel
Nessa aula propotildee ao professor a sugestatildeo de roteiro experimental da pilha de Daniel Esse experimento eacute bastante comum e o professor pode fazecirc-lo de maneira demonstrativa ou dividir a sala em grupos para sua realizaccedilatildeo Eacute importante orientar os alunos para que observem atentamente os estados iniciais e finais das placas metaacutelicas assim como da soluccedilatildeo em relaccedilatildeo agrave coloraccedilatildeo brilho e outros aspectos para que a aprendizagem ocorra de forma plena
Questotildees que poderatildeo auxiliar os alunos durante a execuccedilatildeo do experimento
1 As placas mudaram de cor apoacutes serem mergulhadas na soluccedilatildeo Explique
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2 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
3 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
4 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
1 Limpar as placas com palha de accedilo 2 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 3 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 4 Interligar os dois potes com a ponte salina
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5 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 6 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo PauloEdusp 1998
Caso o professor deseje trabalhar outros experimentos abaixo estatildeo descritos alguns (roteiros) para trabalhar o processo de eletroacutelise Dentre eles alguns satildeo bastante simples podem ser realizados de maneira demonstrativa pelo professor ou pelos alunos (divididos em grupo)
1ordf sugestatildeo de experimento
Quem natildeo gosta de receber o troco das compras em moedas novinhas O que ningueacutem gosta mas tem que aceitar eacute aquele monte de moedas enferrujadas e com aparecircncia envelhecida Mas por que elas adquirem este aspecto Tudo comeccedila pela composiccedilatildeo das moedas que satildeo obtidas atraveacutes de ligas metaacutelicas soacute por este fato jaacute se nota porque as moedas satildeo mais resistentes do que notas As ceacutedulas de dinheiro satildeo feitas com papel especial (papel moeda) que eacute resistente mas com o passar de matildeo em matildeo ficam velhas e se rasgam A umidade presente em nossas matildeos eacute que realiza o estrago e as moedas natildeo escapam elas ficam escurecidas devido agrave oxidaccedilatildeo As moedas constituem um dinheiro muito manuseado sendo assim fica inevitaacutevel que entre em contato com a umidade e exposiccedilatildeo ao oxigecircnio fatores necessaacuterios para que ocorra a reaccedilatildeo de oxidaccedilatildeo Mas saiba agora que existe um truque para deixar suas moedinhas novinhas em folha
O que vamos demonstrar a seguir pode ser usado em sala de aula como um experimento de Quiacutemica
Reaccedilotildees de oxidaccedilatildeo em moedas
Vamos usar como exemplo a moeda de 5 centavos pois eacute uma das mais manuseadas Portanto peccedila a seus alunos que tragam moedas envelhecidas neste valor
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Vocecirc sabe de que esta moeda eacute feita Eacute composta de Accedilo e recoberta com Cobre e agrave medida que vai sendo usada vai se formando uma camada de oacutexido de cobre sobre ela Veja a equaccedilatildeo do processo 2 Cu + frac12 O2 rarr Cu2O
O metal Cobre presente na moeda eacute oxidado e forma o monoacutexido de Dicobre (Cu2O) o qual tem coloraccedilatildeo escura daiacute o porquecirc daquela cor horriacutevel O segredo para que as moedas tornem a ficar como eram antes (brilhantes e avermelhadas) eacute deixaacute-las de molho em aacutecido cloriacutedrico Equaccedilatildeo que representa a lavagem Cu2O + 2 HCl rarr Cu2Cl2 + H2O
Como se vecirc na equaccedilatildeo acima o oacutexido reage com aacutecido cloriacutedrico (HCl) e daacute origem a um sal de cobre (Cu2Cl2) esta reaccedilatildeo permite agrave moeda adquirir aparecircncia de nova Por Liacuteria Alves Graduada em Quiacutemica Equipe Brasil Escola
2ordf sugestatildeo de experimento
Pilha de Limatildeo
ou Pilha de Laranja ou ainda Pilha de Batata
Eacute possiacutevel obter eletricidade a partir de um limatildeo Sim natildeo soacute satildeo as pilhas comuns que podem gerar eletricidade E o mais legal eacute que na falta do limatildeo vocecirc pode usar uma laranja ou mesmo uma batata
Na verdade a corrente eleacutetrica surge a partir dos potenciais eleacutetricos de dois metais que satildeo cravados no limatildeo na laranja
e na batata O caraacuteter aacutecido do limatildeolaranja e o caraacuteter baacutesico da batata ajudam na conduccedilatildeo da eletricidade Mas o que eacute que causa esta corrente Pense um pouco antes de prosseguir a leitura
Bom depois de esperar vocecirc pensar um pouquinho vamos prosseguir dois pedaccedilos de metal satildeo usados O melhor resultado surge da combinaccedilatildeo de zinco e cobre mas tambeacutem pode ser usado zinco e alumiacutenio ou ainda latatildeo e alumiacutenio
Alguns tipos de pregos conteacutem zinco e o cobre pode ser encontrado na forma de fios e mesmo na composiccedilatildeo de algumas moedas Pode-se tambeacutem utilizar (na falta destes) uma taxinha destas de latatildeo e um clips
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Apoacutes fincaacute-los no limatildeo (ou laranja ou batata) e uniacute-los por fios pode-se ligaacute-los a um pequeno aparelho eleacutetrico O melhor resultado se daacute usando um destes reloacutegios eletrocircnicos - tira-se a pilha deste e faz-se a ligaccedilatildeo dos fios positivo e negativo nos pequenos terminais do reloacutegio A corrente produzida eacute suficiente para acendecirc-lo ainda que por alguns minutos Natildeo esqueccedila de antes limpar as peccedilas de metal e evitar que elas se toquem no interior do limatildeo (ou da laranja ou ainda da batata)
Cuidados no Experimento
A eletricidade produzida eacute na realidade muito pequena para acender uma lacircmpada comum mesmo as menores Mas eacute possiacutevel acender uma pequena lampadinha se vocecirc quiser substituindo o limatildeo por uma soluccedilatildeo de aacutegua + sal Assim como na soluccedilatildeo salina existem no limatildeo batata e laranja alguns sais que se dissociam em iacuteons positivos e negativos e cada um destes tipos de iacuteons migram para os terminais metaacutelicos O certo eacute dizer que houve uma conduccedilatildeo iocircnica no interior do limatildeo da laranja e da batata Jaacute nos terminais satildeo os eleacutetrons dos metais que migram alcanccedilando o reloacutegio e fazendo-o funcionar com a corrente de eleacutetrons Esta eacute a diferenccedila
Uma lampadinha (ou mesmo um LED - uma lacircmpada especial destas coloridas que existem nos aparelhos de TV e de som esteacutereo geralmente nas cores vermelha e verde) satildeo materiais muito baratos e facilmente encontraacuteveis nas lojas de produtos eleacutetricos Para se acender uma destas lampadinhas eacute necessaacuterio 15 volt e alguns miliamperes o que eacute difiacutecil de se conseguir com apenas 1 limatildeo laranja ou batatinha
A voltagem tambeacutem varia de limatildeo para limatildeo laranja para laranja e batata para batata dependendo de vaacuterios fatores incluindo a acidezbasicidade teor de sais aacutegua Por exemplo um limatildeo pode acender um pequeno circuito eleacutetrico por pouco tempo e soacute Procure testaacute-lo com um voltiacutemetro (um medidor de tensatildeo eleacutetrica) Se for muito difiacutecil mesmo trabalhar com apenas um tente experimentar uma ligaccedilatildeo em seacuterie lacircmpada-cobre-limatildeo-zinco-fio-cobre-limatildeo-zinco-lacircmpada O resultado eacute mais visiacutevel
cienciaemcasacienciavivaptpilha_limaohtml
3ordf sugestatildeo de experimento
Pilha de Batata
Objetivo
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Estudar o funcionamento das ceacutelulas voltaacuteicas e associaccedilotildees em seacuterie Uma batata cortada pela metade duas plaquinhas de cobre e duas plaquinhas de zinco permitem a confecccedilatildeo de uma batateria capaz de acionar um reloacutegio digital por pelo menos dois meses Com certos cuidados os quais comentaremos esse tempo de uso pode ser estendido para cerca de quatro meses
Apresentaccedilatildeo
Os modernos reloacutegios digitais a cristal de quartzo requerem uma baixiacutessima intensidade de corrente eleacutetrica para seu funcionamento Se vocecirc tiver um bom microamperocircmetro poderaacute constatar que ela seraacute algo como 15 x 10-6 A sob tensatildeo eleacutetrica (ddp) de 135 V Eacute devido a isso que tais reloacutegios podem funcionar com as minuacutesculas baterias bototildees que geram uma fem entre 12 a 14 volts notadamente as baterias com ceacutelulas de mercuacuterio Os experimentos a seguir aproveitam-se dessa propriedade inerente aos circuitos eletrocircnicos --- funcionarem com baixiacutessimas intensidades de corrente eleacutetrica
O que faremos essencialmente seraacute construir baterias a partir de duas ceacutelulas voltaacuteicas que produziratildeo cada uma 06 a 07 V Dois eletrodos distintos (plaquinhas de cobre e zinco) seratildeo introduzidos em meias-batata (ou quiabo ou limatildeo ou abacaxi etc) e associados em seacuterie de modo a constituiacuterem uma bateria [associaccedilatildeo de duas pilhas primaacuterias (ceacutelulas voltaicas)]
Fazendo uma pilha primaacuteria
Corte uma batata pela metade Corte duas chapinhas uma de cobre outra de zinco com cerca de (2 x 4) cm Qualquer espessura das chapinhas entre 1 e 2 mm serviraacute essas chapinhas seratildeo os eletrodos da pilha primaacuteria Solde em cada uma dessas plaquinhas um fio de cobre flexiacutevel (cabinho 22) com cerca de 20 cm de comprimento (descasque as extremidades e estanhe-as --- passe solda) Espete as plaquinhas na meia-batata (bem perpendicular agrave superfiacutecie cortada) deixando para fora apenas cerca de 1 cm e separada por cerca de 08 cm Natildeo deixe as plaquinhas se encontrarem dentro da meia-batata Veja a ilustraccedilatildeo
Fazendo a batateria
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Essa pilha de meia-batata apresentaraacute forccedila eletromotriz (fem) de cerca de 07 V o que pode ser constatado mediante um bom voltocircmetro (resistecircncia interna grande) conectado aos dois fios indicados acima Como iremos necessitar de cerca de 14 V para acionar o reloacutegio digital deveremos construir uma bateria a partir de duas dessas pilhas primaacuterias e associando-as em seacuterie como se ilustra
Preparando o reloacutegio
Qualquer reloacutegio digital que utilize uma bateria botatildeo poderaacute ser usado O que utilizei eacute um CITIZEN - CRYSTON LC A primeira coisa a fazer eacute remover a tampinha em forma de disco do alojamento da bateria botatildeo Retire a bateria pifada Olhe bem para essa bateria e repare que o corpo dela corresponde ao poacutelo positivo enquanto que o botatildeo superior corresponde ao poacutelo negativo Veja dentro do local de alojamento dessa bateria as duas lacircminas de contato uma que encosta no poacutelo positivo da bateria e outra que encosta no poacutelo negativo Solde nessa pequenas lacircminas dois pedaccedilos de cabinho 22 um vermelho ligado na lacircmina positiva e um preto ligado na lacircmina negativa
O fio que vem da plaquinha de cobre da batateria deve ser ligado ao fio vermelho do reloacutegio e o fio que vem da plaquinha de zinco da batateria deve ser ligado ao fio preto do reloacutegio
31
Pronto O reloacutegio jaacute deve estar funcionando Eis as ilustraccedilotildees de minha montagem
Agrave esquerda a proteccedilatildeo de madeira para a montagem numa divisatildeo foi feito o orifiacutecio para inserir o reloacutegio na outra foi colocado um pires quadrado para conter as meias-batatas Agrave direita um destaque da montagem Abaixo detalhes da parte posterior da montagem
Anaacutelise do circuito
A tensatildeo eleacutetrica uacutetil (U) entre os terminais de cada pilha primaacuteria pode ser expressa em termos de sua fem (E) de sua resistecircncia interna (r) e da corrente de intensidade i que por ela circula assim U = E - ri mostrando claramente que a tensatildeo uacutetil depende da intensidade da corrente eleacutetrica solicitada (i)
Em circuito aberto um bom voltocircmetro (Rvint--gt conectado aos eletrodos fornece Uaberto= E pois iaberto = 0 Um bom amperocircmetro (Raint--gt0) conectado diretamente entre os eletrodos (curto-circuitando a pilha) fornece Icc = Er uma vez que Ucc = 0 Da leitura da fem E (via voltocircmetro) e da corrente de curto circuito icc
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(via amperocircmetro) obtemos r = Eicc Para nossa montagem esse valor resultou ao redor dos 3 000 ohms e E = 07 V
Para as duas pilhas em seacuterie formando nossa batateria teremos Ebat = 14 V
e rbat = 6 000
Sob ddp uacutetil de 12 V teremos i = (Ebat- U)r = (14 - 12)6000 = 3 x 10-5 A que satildeo suficientes para o funcionamento do reloacutegio digital
Como dissemos como eletroacutelito podemos usar limatildeo abacaxi pepino uvas cebolas etc e como eletrodos podemos usar os pares cobrezinco magneacutesioferro alumiacuteniocobre prego zincadocobre etc Para cada par deve-se testar antes de ligar no reloacutegio qual a polaridade obtida (sob risco que queimar o cristal de quartzo) para a bateria Por exemplo se for usado eletrodos de magneacutesio e de ferro o magneacutesio seraacute o terminal negativo e o ferro o terminal positivo Calculadoras e jogos eletrocircnicos tambeacutem funcionam com tais baterias culinaacuterias Eis abaixo uma tomateria uma bateria de tomates
Mais teoria As reaccedilotildees nas ceacutelulas voltaacuteicas satildeo
catodo Zn lt==gt Zn2 + 2e anodo 2H+ + 2e lt==gt H2
A FEM da reaccedilatildeo vem expressa por E(ZnZn22H+H2) = Eo +
(RTnF)ln([Zn2+][H+]2) O eletrodo de cobre opera apenas como coletor de eleacutetrons podendo ser substituiacutedo por platina ou outro metal inerte
httpwwwfeiradecienciascombrsala1212_21asp
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Aulas 2 e 3 Reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo e o uso da tabela de potenciais de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo
Com a utilizaccedilatildeo dos dados recolhidos pelos alunos sobre o experimento anterior pode-se introduzir o conteuacutedo sobre reaccedilotildees de oxirreduccedilatildeo e o uso da tabela de potenciais de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo
Para facilitar a inicializaccedilatildeo do conteuacutedo pode-se retomar algumas questotildees dos experimentos anteriores
1 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 2 Como a energia eleacutetrica foi obtida 3 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 4 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 5 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 6 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 7 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 8 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha Conteuacutedo sugerido para trabalhar o conceito de reaccedilatildeo de oxidorreduccedilatildeo
A eletroquiacutemica eacute o estudo sobre a transferecircncia de eleacutetrons entre diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-versa Pilhas e baterias satildeo reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo capazes de gerar corrente eleacutetrica Eletroacutelise satildeo reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo produzidas pela passagem da corrente eleacutetrica Numa eletrolise existe os seguintes termos CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e mergulhados num eletroacutelito ELETRODOS Satildeo as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica ELETROacuteLITOS Satildeo as soluccedilotildees que conduzem a corrente eleacutetrica AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula entra na soluccedilatildeo CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula deixa a soluccedilatildeo IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na soluccedilatildeo Resumo
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons aumenta o numero de oxidaccedilatildeo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons diminui o numero de oxidaccedilatildeo
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Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz o numero de oxidaccedilatildeo diminui
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida o numero de oxidaccedilatildeo aumenta
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em energia eleacutetrica
BIBLIOGRAFIA sobre o conceito de oxidorreduccedilatildeo Programa de ensino para jovens e adultosescola da juventude Ciecircncias da NaturezaMatemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemicaeditora iacutecone ltdaSatildeo Paulo
Figura retirada WWWgooglecombr
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
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A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu
++ Isso provocaraacute
diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo
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que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
AULA 4 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o experimento da pilha de Daniel
Confecccedilatildeo de relatoacuterio pode-se trabalhar produccedilatildeo de textos do gecircnero artigo de opiniatildeo (conclusatildeo) e resumos ( introduccedilatildeo) Com o relatoacuterio em matildeos o
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professor poderaacute avaliar se houve aprendizagem real ou natildeo Espera-se que os alunos possam descrever em seu relatoacuterio os seguintes toacutepicos
Na pilha de Daniel o eletrodo de cobre metaacutelico que recebe eleacutetrons eacute chamado de caacutetodo ou terminal positivo e a lacircmina de zinco que cede eleacutetrons eacute o acircnodo ou terminal negativo O conjunto montado no experimento eacute uma pilha de Daniell com ponte salina A placa de zinco fornece eleacutetrons oxidando-se atraveacutes do fio para a placa de cobre que reduziraacute iacuteons de cobre na soluccedilatildeo Os eleacutetrons passando atraveacutes do fio iratildeo alimentar o cartatildeo musical Invertendo-se os fios de ligaccedilatildeo da pilha o terminal negativo do cartatildeo musical estaraacute ligado ao caacutetodo da pilha e o terminal positivo ao acircnodo Esta inversatildeo do sentido da corrente natildeo permite que o cartatildeo musical funcione
Sugestatildeo de modelo de relatoacuterio
RELATOacuteRIO
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em sete itens principais
Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram utilizados no experimento
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32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o experimento
5 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2 ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
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baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Conteuacutedo e temas impactos ambientais relacionado ao uso de pilhas e baterias
Competecircncias e habilidades identificar os impactos ambientais causados pelo descarte inadequado de pilhas e baterias avaliar como a composiccedilatildeo das pilhas pode causar possiacuteveis impactos relacionar os impactos causados pelas induacutestrias nos processos de eletroacutelise refletir sobre a importacircncia da adoccedilatildeo de posturas conscientes com relaccedilatildeo ao consumo e descarte de pilhas e baterias
Estrateacutegias elaboraccedilatildeo de mural produccedilatildeo de folder
Recursos biombos para anexar material produzido cartolinas fitas adesivas
Avaliaccedilatildeo participaccedilatildeo e envolvimento
Nuacutemero de aulas 3
AULA 1 Elaboraccedilatildeo de mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias os alunos finalizaratildeo a segunda etapa desta unidade didaacutetica construindo seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo Nesse momento comeccedila-se a desenvolver a terceira etapa dessa unidade ( que eacute uma das mais importantes)pois os alunos iratildeo aplicar o que aprenderam preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo em um local estrateacutegico da escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas sobre o assunto estudado O nosso estudante nesta etapa final da unidade temaacutetica poderaacute desenvolver accedilotildees sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente e tambeacutem composiccedilatildeo de muacutesicas sobre os assuntos abordados
AULA 2 A escola como ponto de coleta de pilhas e baterias
Os alunos apoacutes terem finalizado o trabalho da aula anterior poderatildeo distribuir agrave comunidade o material confeccionado sensibilizando-a buscando parcerias para que a escola seja um ponto de coleta desses materiais pois somente com accedilotildees dessa natureza podemos acreditar que possam desenvolver a accedilatildeo social e ambiental desejada
AULA 3 Retomada das questotildees diagnoacutesticas poacutes desenvolvimento da unidade didaacutetica
Eacute importante retomar as questotildees aplicadas no iniacutecio dessa unidade pois somente assim teremos a certeza do quanto os alunos assimilaram de conhecimento cientiacutefico Muito importante nesse momento tambeacutem eacute poder avaliaacute-los como indiviacuteduos atuantes na sociedade
AULA 4 Avaliaccedilatildeo final
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Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos (sugere-se que contenha mapa conceitual dos conteuacutedos apreendidos) e devolutiva das questotildees comentadas
Consideraccedilotildees finais
A eletroquiacutemica trabalhada da forma que estaacute sendo apresentada nessa unidade didaacutetica leva o aluno a adquirir conhecimentos de maneira significativa O ensino atraveacutes da experimentaccedilatildeo o faraacute tirar suas proacuteprias conclusotildees e ter um aprendizado real produzindo nele mudanccedila de postura diante dos fatos observados refletindo e opinando criticamente frente a informaccedilotildees que poderaacute encontrar doravante sobre o assunto
A participaccedilatildeo e a integraccedilatildeo do aluno nas aulas tecircm que ser consideradas ponto de partida para que o mesmo possa compreender que as transformaccedilotildees quiacutemicas fazem parte do seu cotidiano Toda tecnologia existente eacute produto dessas transformaccedilotildees
Finalizando o estudo dessa unidade espera-se que o aluno natildeo soacute compreenda a importacircncia das transformaccedilotildees quiacutemicas mas que esteja envolvido a ponto de adotar uma postura responsaacutevel em relaccedilatildeo aos impactos ambientais causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e baterias e dentro dessa nova postura possa tomar decisotildees e atuar de forma eacutetica no meio em que vive
REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
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9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
14- Programa de ensino para jovens e adultos escola da juventude Ciecircncias da Natureza Matemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemica Editora Iacutecone Ltda Satildeo Paulo
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Imagem maisumtekofileswordpresscom
2009
Katia Regina Varela Roa-DE SUZANO
Gilson Silva ndashDE CAEIRAS
Leonardo Bassi Ubeda das Neves-DE SUZANO
Massuko Sawayama Warigoda-DE MOGI DAS
CRUZES
GEPEQ- USP CURSO DE FORMACcedilAtildeO
CONTINUADA DE PROFESSORES 2008 2009
28082009
PILHAS E BATERIAS USOS E DESCARTES X IMPACTOS AMBIENTAIS Caderno do aluno
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Situaccedilatildeo de aprendizagem 1- As pilhas e baterias que fazem parte do nosso lixo eletrocircnico podem ser prejudiciais ao ser humano
Por meio desta primeira situaccedilatildeo de aprendizagem vocecirc poderaacute reconhecer
que quando descartadas incorretamente pilhas e baterias podem prejudicar o meio
ambiente apesar de indispensaacutevel para o homem E tambeacutem pode comeccedilar a
refletir o porquecirc dessa questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil toneladas de lixo eletrocircnico
por hora dentro deste destacam-se pilhas e baterias Este lixo eacute jogado na
natureza provocando vaacuterios problemas ambientais Quais os problemas
ambientais que as pilhas e baterias provocam na natureza e como podemos
evitaacute-losrdquo
Atividade 1Refletindo sobre pilhas e baterias x impactos ambientais
1 O que vocecirc entende por pilhas E baterias
2 Elas satildeo imprescindiacuteveis na atualidade Onde
3 Existe alguma relaccedilatildeo entre pilha eletricidade e transformaccedilotildees quiacutemicas
4 Que tipo de material(is) vocecirc acha que eacute(satildeo) necessaacuterio(os) para se construir
uma pilha
5 Cite alguns problemas ambientais relacionados ao uso e descarte de pilhas e
baterias Qual deve ser sua postura em relaccedilatildeo a esses problemas
Atividade 2 Pilhas e Baterias x impactos ambientais
Leitura e Anaacutelise de textos
TEXTO 1 Descarte de pilhas e baterias eacute problema seacuterio para meio ambiente
O Brasil eacute o uacutenico paiacutes da Ameacuterica do Sul que regulamenta a fabricaccedilatildeo venda e destinaccedilatildeo final de pilhas e baterias Com a entrada da Resoluccedilatildeo 257 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama) que dispotildee sobre estes resiacuteduos em vigor desde junho de 2001 o Ibama passou a fiscalizar esses limites Ou pelo menos era o que deveria acontecer Em Cuiabaacute por exemplo o gerente do oacutergatildeo Hugo Scheuer declarou natildeo estar a par do assunto mas garantiu ser este seu proacuteximo objetivo por considerar o descarte destes resiacuteduos um problema de grande amplitude Mas enquanto isso o que fazer com pilhas e baterias principalmente as de celulares quando acabam Esta duacutevida eacute frequumlente em toda a populaccedilatildeo
Considerados toacutexicos o lanccedilamento desses resiacuteduos em lixotildees nas margens das estradas ou em terrenos baldios compromete a qualidade ambiental e de vida da populaccedilatildeo Os resiacuteduos pesados quando aterrados migram para partes mais profundas do solo Com isso podem atingir o lenccedilol freaacutetico contaminando a flora e a fauna das regiotildees proacuteximas e ainda causar doenccedilas que variam de lesotildees cerebrais a disfunccedilotildees renais e pulmonares passando por distuacuterbios visuais e
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anemia Segundo a Resoluccedilatildeo 257 os fabricantes e importadores satildeo os responsaacuteveis pelo recolhimento do material e sua destinaccedilatildeo final o que deve ser fiscalizado pelos oacutergatildeos puacuteblicos ambientais Mas em Cuiabaacute apesar do site do Ministeacuterio do Meio Ambiente indicar o endereccedilo de 28 postos nenhum deles efetua o recolhimento apenas duas empresas de celulares recolhem as baterias em seus postos de venda (Vivo e Americel) e a fiscalizaccedilatildeo do Ibama eacute inexistente A Resoluccedilatildeo estabelece que as pilhas e baterias apoacutes o seu esgotamento energeacutetico devem ser entregues pelos usuaacuterios aos estabelecimentos que as comercializam ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelas respectivas induacutestrias Estas por sua vez devem repassaacute-las aos fabricantes e importadores para que passem por procedimentos de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final ambientalmente adequada No artigo 13deg estaacute previsto que as pilhas e baterias que atenderem aos limites previstos no artigo 6deg podem ser dispostas juntamente com os resiacuteduos domiciliares em aterros sanitaacuterios licenciados Mas por falta de aterros licenciados a maior parte das baterias e pilhas usadas continuam tendo os lixotildees irregulares como destino significando um risco para o meio ambiente e para as pessoas Apenas 30 destes resiacuteduos satildeo reciclados No Brasil uma empresa chamada Suzaquim anuncia que deteacutem um processo de reciclagem de baterias
Dependendo do material de que satildeo constituiacutedas pilhas e baterias podem ser jogadas em lixo domeacutestico As pilhas secas composta por zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs as mais consumidas para uso domeacutestico tecircm em sua maioria operado nos limites estabelecidos pelo artigo 6deg da Resoluccedilatildeo 257 As baterias de telefone sem fio de filmadoras de celular ou outros tipos normalmente recarregaacuteveis devem ser devolvidas agraves lojas Os fabricantes estatildeo obrigados a informar nas embalagens a necessidade ou natildeo de devoluccedilatildeo
O Brasil produz cerca de 800 milhotildees de pilhas comuns por ano o que representa seis unidades por habitante Deve-se lembrar que uma uacutenica pilha contamina o solo durante 50 anos Circulam anualmente 10 milhotildees de baterias de celular 12 milhotildees de baterias automotivas e 200 mil baterias industriais Do total de pilhas e baterias consumidas no paiacutes quase 70 satildeo constituiacutedas principalmente por zinco e caacutedmio aproximadamente 30 por amocircnia e manganecircs Ao se desfazer de pilhas e baterias usadas em local inadequado pode-se contaminar o solo a aacutegua e o ar Atraveacutes da cadeia alimentar esse produto chega aos seres humanos causando doenccedilas que afetam o sistema nervoso central Todos satildeo considerados bioacumulativos - acumula-se no organismo ao longo do tempo
RECICLAVEISCOMBR
Texto 2 Metais pesados contaminam meio ambiente e oferecem riscos agrave
sauacutede puacuteblica
Estima-se que cada bateria ou pilha depositada de forma inadequada no meio
ambiente contamine uma aacuterea de um metro quadrado Entretanto o dano ambiental
45
pode ser maior se a quantidade desses equipamentos jogados em lixotildees for muito
alta
A dissoluccedilatildeo de metais pesados depositados em aterros
sanitaacuterios improacuteprios pode contaminar lenccediloacuteis freaacuteticos e o
ambiente local Em aterros a dissoluccedilatildeo dos metais eacute mais faacutecil
devido agrave acidez da aacuterea Isso facilita a acumulaccedilatildeo de metais
pesados na cadeia alimentar atraveacutes da contaminaccedilatildeo de
animais e vegetais que podem causar a intoxicaccedilatildeo de seres humanos que venham
a consumir esses alimentos afetados Metais pesados como chumbo caacutedmio
mercuacuterio e seus compostos podem provocar graves doenccedilas neuroloacutegicas aleacutem de
afetar a condiccedilatildeo motora
Pilhas e baterias comuns (pequenas usadas em raacutedios por exemplo) podem
ser descartadas no lixo domeacutestico de acordo com a determinaccedilatildeo do Conama No
entanto a professora Andreacutea Bernardes do Departamento de Engenharia de
Materiais da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) avalia que esses
produtos que acabam sendo depositados em aterros sanitaacuterios soacute poderiam ser
descartados nestes locais se houvesse o tratamento adequado do chorume
(substacircncia liacutequida encontrada em lixotildees) O chorume contaminado com metais
pesados contaminaraacute tambeacutem a terra e os lenccediloacuteis freaacuteticos
Marcelo Furtado coordenador da aacuterea de substacircncias toacutexicas do
Greenpeace vecirc com bons olhos a determinaccedilatildeo do Conama A iniciativa serve
como incentivo para que as empresas passem a reduzir o uso de substacircncias
toacutexicas para evitar todo o processo de recolhimento de baterias e pilhas usadas
diz Ele lembra que a tendecircncia eacute que substacircncias reciclaacuteveis sejam usadas cada
vez mais para que a reutilizaccedilatildeo dos produtos seja constante
Danilo FantinelRedaccedilatildeo Terra
Questotildees para anaacutelise do texto
6 Cite algumas das questotildees ambientais relacionadas ao uso de pilhas e baterias Qual deve ser a postura da populaccedilatildeo em relaccedilatildeo a essas questotildees 7 Com base na legislaccedilatildeo apresentada explique como deve ser feito o descarte de pilhas e baterias Quais impecilhos poderatildeo dificultar o cumprimento da lei 8 Qual o destino que deve ser dado agraves pilhas que seratildeo descartadas Existem formas de reciclagem Quais 9 Considerando os impactos ambientais que podem ocorrer do descarte inadequado das pilhas e baterias qual a sua opiniatildeo sobre o uso delas Existe uma ideal Explique 10 Vocecirc acha que hoje eacute possiacutevel sobrevivermos sem o uso de pilhas e baterias
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Atividade 3 Trechos do filme WALL-E
Converse com o seu professor sobre o filme a ser assistido na escola caso natildeo seja possiacutevel assista o filme em casa para auxiliaacute-lo nessa atividade
Questotildees para sala de aula reflexatildeo dos assuntos abordados no filme
5 Sente-se um escravo da tecnologia atual ( especificamente aqueles que em curto espaccedilo de tempo geram lixo eletrocircnico tais como celular Ipod Iphone etc) 6 Ficou sensibilizado sobre a quantidade de lixo eletrocircnico que o homem produz 7 Haacute uma remota possibilidade de o Planeta ser recuperado 8 Qual a sua opiniatildeo sobre a mensagem que o filme Wall-E passa 9 Viacutedeo WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97
minutos) som e cor
Situaccedilatildeo de aprendizagem 2 - Que tipos de materiais existem em uma pilha que
a classifique como poluidora do meio ambiente
Apoacutes a visatildeo do que vocecirc teve do filme e discussatildeo de trechos que falam sobre
impactos ambientais provocados pelo mau descarte de pilhas e baterias vocecirc
imagina quais seriam os agentes contaminantes
Atividade 1 Experimento demonstrativo ndash Desmontagem de uma pilha
No inicio da aula entregue para o seu professor um desenho que demonstre os
componentes que estruturam uma pilha
Apoacutes o teacutermino da desmontagem faccedila um novo desenho colocando aquilo que vocecirc
observou Compare o primeiro com o segundo desenho e em poucas linhas
descreva o que mais lhe chamou a atenccedilatildeo
Atividade 2 Buscando orientaccedilotildees com o professor para trabalho de
pesquisa
Leve para sala de aula revistas jornaislivros e mateacuterias de internet trazendo
informaccedilotildees sobre pilha ecologicamente correta
Atividade 3 Reciclagem de pilhas
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Apoacutes a viacutedeoaula sobre a reciclagem de pilhas elabore um artigo de opiniatildeo sobre
a importacircncia da reciclagem de pilhas em favor do meio ambiente e a necessidade
de maiores investimentos nessa aacuterea Ao final entregue a seu professor
Atividade 4 Pesquisa em grupo Pilha ideal
A partir de uma preacutevia busca em revistas jornais livros e internet procure obter
informaccedilotildees sobre uma pilha ideal
Atividade 5 Escolha da Pilha ideal
Apresente o material para o professor e os seus colegas para que seja feita a
escolha da melhor ideia
Questotildees para anaacutelise das ideacuteias sobre pilha ideal
5 Eacute possiacutevel produzir energia eleacutetrica atraveacutes de uma transformaccedilatildeo quiacutemica
6 Explique o surgimento da energia eleacutetrica nas transformaccedilotildees quiacutemicas
7 Podemos montar uma pilha ecologicamente correta
8 O funcionamento de uma pilha soacute acontece atraveacutes de transformaccedilatildeo quiacutemica Explique
Situaccedilatildeo de aprendizagem 3- O lado cientiacutefico da Pilha
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem permitiraacute a vocecirc compreender melhor o
funcionamento de uma pilha( conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
) e a produccedilatildeo de novos materiais atraveacutes da eletrolise (conversatildeo natildeo espontacircnea
energia eleacutetrica em quiacutemica) com experimentos Para essa situaccedilatildeo eacute importante
que vocecirc observe e anote em seu caderno tudo que se alterou
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Atividade 1 O experimento da pilha do Daniel
Questotildees que podem auxiliaacute-lo durante a execuccedilatildeo do experimento
6 As placas mudaram de cor apoacutes serem mergulhadas na soluccedilatildeo Explique
7 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
8 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
9 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
7 Limpar as placas com palha de accedilo
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8 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 9 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 10 Interligar os dois potes com a ponte salina 11 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 12 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e
transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo
PauloEdusp 1998
Atividade 2 Anaacutelise sobre experimento
Questotildees sobre o experimento
9 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 10 Como a energia eleacutetrica foi obtida 11 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 12 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 13 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 14 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 15 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 16 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha
UM POUCO DE ELETROQUIMICA
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A eletroquiacutemica estuda o aproveitamento da transferecircncia de eleacutetrons entre
diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-
versa
Pilhas conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
Eletroacutelise conversatildeo natildeo espontacircnea de energia eleacutetrica em quiacutemica
A seguir estatildeo descritos alguns termos que apareceratildeo no estudo da eletroquiacutemica
ELETRODOS Satildeo assim chamadas as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com
a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica
AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
ENTRA na soluccedilatildeo
CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
DEIXA a soluccedilatildeo
d) ELETROacuteLITOS Satildeo assim chamadas todas as soluccedilotildees que CONDUZEM a
corrente eleacutetrica
e) IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na
soluccedilatildeo
AcircNODO Eletrodo do qual saem os eleacutetrons para o circuito externo da ceacutelula
CAacuteTODO Eletrodo no qual entram os eleacutetrons atraveacutes do circuito externo da ceacutelula
f) CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que
conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e
mergulhados num eletroacutelito
Resumindo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons ( diminuiccedilatildeo de Nox)
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons ( aumento de Nox)
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida (Nox aumenta)
Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz (Nox diminui)
O redutor reduz o oxidante
O oxidante oxida o redutor
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em
energia eleacutetrica
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Cada substacircncia possui uma maior ou menor tendecircncia de perder eleacutetrons
tendecircncia esta chamada de Potencial de Oxidaccedilatildeo Deste modo uma substacircncia X
que tenha um potencial de oxidaccedilatildeo maior que uma substacircncia Y iraacute perder seus
eleacutetrons gradativamente para esta substacircncia se as duas estiverem juntas
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do
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eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu++ Isso provocaraacute diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
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Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
Atividade 3 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o
experimento da pilha de Daniel
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas
dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os
relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em
eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e
conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em
sete itens principais
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Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve
comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos
resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo
do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos
objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser
esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram
utilizados no experimento
32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute
apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela
caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o
experimento
10 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a
profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno
Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos
pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
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Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento
e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na
redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os
objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem
de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed
Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo
de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO
BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro
ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2
ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte
das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos
ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos
Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o
aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Atividade 1 Montagem de um Mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias vocecirc poderaacute construir
o seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo em que vocecirc iraacute aplicar o que
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aprendeu preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo na entrada da
escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas
sobre o assunto estudado Orientado pelo seu professor vocecirc desenvolveraacute accedilotildees
sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre
o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente Poderaacute tambeacutem
compor muacutesicas sobre os assuntos abordados
Atividade 2 Montagem de um Portifolio
Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-
avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos
ao longo do bimestre de modo que venha justificar a questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil
toneladas de lixo eletrocircnico por hora dentro deste destacam-se pilhas e
baterias Este lixo eacute jogado na natureza provocando vaacuterios problemas
ambientais Quais os problemas ambientais que as pilhas e baterias provocam
na natureza e como podemos evitaacute-losrdquo citada no inicio do bimestre
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REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
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Figura 6- passo 5 retirada do poacute preto de dioacutexido de manganecircs
Figura 7 passo 6 visualizaccedilatildeo do interior da pilha
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Figura 8-passo 7 visualizaccedilatildeo de todos os componentes presentes em uma pilha
Para colaborar na avaliaccedilatildeo dessa aula investigativa e demonstrativa o ideal seria que o professor retomasse as questotildees que foram aplicadas no inicio da aula
AULA 2 Pilhas e baterias conceituaccedilatildeo a partir de pesquisas em livros didaacuteticos paradidaacuteticos internet e revistas especializadas
Com intuito de melhorar o conhecimento cientiacutefico dos alunos pode-se orientaacute-los para realizarem uma pesquisa literaacuteria sobre o que vem a ser pilha e bateria e os possiacuteveis problemas ambientais causados pelos usos e descarte inadequados destes Esta pesquisa pode ser realizada em grupo ou individualmente em sala ou extraclasse (a criteacuterio do professor) O objetivo da pesquisa eacute que os alunos com o auxilio do professor durante a aula aprenda transpor a linguagem da ciecircncia comum para a linguagem cientiacutefica compreendendo termos teacutecnicos especiacuteficos da Quiacutemica para opinar e atuar como cidadatildeo ou profissional num futuro proacuteximo de forma eacutetica
AULA 3 Visita virtual a uma induacutestria de reciclagem
Apoacutes discussotildees introdutoacuterias feitas na situaccedilatildeo de aprendizagem anterior pode-se fazer uma visita virtual no site do youtube onde poderatildeo assistir a um filme ( 5 minutos de duraccedilatildeo) da empresa de reciclagem de pilhas SUZAQUIM tem-se a possibilidade de se observar um processo quiacutemico de reciclagem de pilhas e baterias ( a visita fiacutesica eacute praticamente impossiacutevel de se realizar devido ao ambiente ser improacuteprio para essa finalidade) Finaliza-se essa primeira etapa do processo de aprendizagem pedindo aos alunos um relatoacuterio na forma de artigo de
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opiniatildeo sobre a importacircncia da reciclagem de pilhas em favor do meio ambiente e a necessidade de maiores investimentos nessa aacuterea
AULA 4 Modelo de pilha ideal
Considerando que agrave essa altura os nossos alunos jaacute tenham conhecimento sobre descarte de pilhas e baterias podemos inicializar a segunda etapa da unidade didaacutetica propondo que criem um modelo ideal de pilha (que impacte minimamente o meio ambiente) Essa atividade pode ser realizada em grupo os alunos teratildeo como material base informaccedilotildees jaacute trabalhadas anteriormente
Pode-se sugerir temas como
Pilhas recarregaacuteveis
Fontes de energias alternativas
Utilizaccedilatildeo de metais natildeo agressivos ao meio ambiente ou novos processos de eletroacutelise
Professor e alunos levaratildeo agrave sala de aula livros didaacuteticos paradidaacuteticos perioacutedicos e materiais da internet para consulta e realizaccedilatildeo da atividade propostaOs alunos seratildeo orientados pelo professor para em grupo montarem um modelo ideal de pilha que poderaacute ser apresentada na aula seguinte em forma de seminaacuterio experimento demonstrativo slides ou filmagens
Observaccedilatildeo para facilitar o trabalho o professor pode pedir aos alunos que usem os recursos mencionados acima para confecccedilatildeo do material a ser apresentado extraclasse
AULA 5 Modelos de pilhas produzidos apresentaccedilatildeo
Nesta aula o objetivo eacute que os alunos apresentem o seu modelo ideal de pilha escolhidos e idealizados na aula anterior e produzidos extraclasse Natildeo resta a menor duacutevida que seraacute um facilitador para o aprofundamento dos conteuacutedos gerais e especiacuteficos desta unidade didaacutetica Para que isso aconteccedila pode-se desencadear uma discussatildeo e um acordo coletivo para escolha da melhor pilha apresentada para que a haja compreensatildeo do processo de transformaccedilatildeo de energia quiacutemica em eleacutetrica
Para finalizar esta situaccedilatildeo de aprendizagem podemos avaliar os nossos alunos propondo as questotildees abaixo sugere-se que sejam realizadas individualmente pelos alunos pois somente desta maneira o professor poderaacute diagnosticar se houve o aprendizado real e significativo
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Questotildees sugeridas
1 Eacute possiacutevel produzir energia eleacutetrica atraveacutes de uma transformaccedilatildeo quiacutemica
2 Explique o surgimento da energia eleacutetrica nas transformaccedilotildees quiacutemicas
3 Podemos montar uma pilha ecologicamente correta
4 O funcionamento de uma pilha soacute acontece atraveacutes de transformaccedilatildeo quiacutemica Explique
Situaccedilatildeo de aprendizagem 3- O lado cientiacutefico da Pilha
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem permitiraacute aos alunos compreenderem o funcionamento de uma pilha( conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica ) e a produccedilatildeo de novos materiais atraveacutes da eletrolise (conversatildeo natildeo espontacircnea energia eleacutetrica em quiacutemica) com experimentos
Conteuacutedos e temas eletroacutelise reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo seacuterie de reatividade de metais
Competecircncias e habilidades compreender que existem transformaccedilotildees quiacutemicas que ocorrem com transferecircncia de eleacutetrons e podem gerar corrente eleacutetrica prever a ocorrecircncia de transformaccedilotildees quiacutemicas com a utilizaccedilatildeo da seacuterie de reatividade de metais
Estrateacutegias textos jornaliacutesticos experimentos abordagem investigativa com perguntas
Avaliaccedilatildeo anaacutelise dos resultados experimentais
Recursos materiais para o experimentolousa e giztabelas
Nuacutemero de aulas 4
AULA 1 O experimento da pilha do Daniel
Nessa aula propotildee ao professor a sugestatildeo de roteiro experimental da pilha de Daniel Esse experimento eacute bastante comum e o professor pode fazecirc-lo de maneira demonstrativa ou dividir a sala em grupos para sua realizaccedilatildeo Eacute importante orientar os alunos para que observem atentamente os estados iniciais e finais das placas metaacutelicas assim como da soluccedilatildeo em relaccedilatildeo agrave coloraccedilatildeo brilho e outros aspectos para que a aprendizagem ocorra de forma plena
Questotildees que poderatildeo auxiliar os alunos durante a execuccedilatildeo do experimento
1 As placas mudaram de cor apoacutes serem mergulhadas na soluccedilatildeo Explique
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2 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
3 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
4 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
1 Limpar as placas com palha de accedilo 2 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 3 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 4 Interligar os dois potes com a ponte salina
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5 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 6 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo PauloEdusp 1998
Caso o professor deseje trabalhar outros experimentos abaixo estatildeo descritos alguns (roteiros) para trabalhar o processo de eletroacutelise Dentre eles alguns satildeo bastante simples podem ser realizados de maneira demonstrativa pelo professor ou pelos alunos (divididos em grupo)
1ordf sugestatildeo de experimento
Quem natildeo gosta de receber o troco das compras em moedas novinhas O que ningueacutem gosta mas tem que aceitar eacute aquele monte de moedas enferrujadas e com aparecircncia envelhecida Mas por que elas adquirem este aspecto Tudo comeccedila pela composiccedilatildeo das moedas que satildeo obtidas atraveacutes de ligas metaacutelicas soacute por este fato jaacute se nota porque as moedas satildeo mais resistentes do que notas As ceacutedulas de dinheiro satildeo feitas com papel especial (papel moeda) que eacute resistente mas com o passar de matildeo em matildeo ficam velhas e se rasgam A umidade presente em nossas matildeos eacute que realiza o estrago e as moedas natildeo escapam elas ficam escurecidas devido agrave oxidaccedilatildeo As moedas constituem um dinheiro muito manuseado sendo assim fica inevitaacutevel que entre em contato com a umidade e exposiccedilatildeo ao oxigecircnio fatores necessaacuterios para que ocorra a reaccedilatildeo de oxidaccedilatildeo Mas saiba agora que existe um truque para deixar suas moedinhas novinhas em folha
O que vamos demonstrar a seguir pode ser usado em sala de aula como um experimento de Quiacutemica
Reaccedilotildees de oxidaccedilatildeo em moedas
Vamos usar como exemplo a moeda de 5 centavos pois eacute uma das mais manuseadas Portanto peccedila a seus alunos que tragam moedas envelhecidas neste valor
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Vocecirc sabe de que esta moeda eacute feita Eacute composta de Accedilo e recoberta com Cobre e agrave medida que vai sendo usada vai se formando uma camada de oacutexido de cobre sobre ela Veja a equaccedilatildeo do processo 2 Cu + frac12 O2 rarr Cu2O
O metal Cobre presente na moeda eacute oxidado e forma o monoacutexido de Dicobre (Cu2O) o qual tem coloraccedilatildeo escura daiacute o porquecirc daquela cor horriacutevel O segredo para que as moedas tornem a ficar como eram antes (brilhantes e avermelhadas) eacute deixaacute-las de molho em aacutecido cloriacutedrico Equaccedilatildeo que representa a lavagem Cu2O + 2 HCl rarr Cu2Cl2 + H2O
Como se vecirc na equaccedilatildeo acima o oacutexido reage com aacutecido cloriacutedrico (HCl) e daacute origem a um sal de cobre (Cu2Cl2) esta reaccedilatildeo permite agrave moeda adquirir aparecircncia de nova Por Liacuteria Alves Graduada em Quiacutemica Equipe Brasil Escola
2ordf sugestatildeo de experimento
Pilha de Limatildeo
ou Pilha de Laranja ou ainda Pilha de Batata
Eacute possiacutevel obter eletricidade a partir de um limatildeo Sim natildeo soacute satildeo as pilhas comuns que podem gerar eletricidade E o mais legal eacute que na falta do limatildeo vocecirc pode usar uma laranja ou mesmo uma batata
Na verdade a corrente eleacutetrica surge a partir dos potenciais eleacutetricos de dois metais que satildeo cravados no limatildeo na laranja
e na batata O caraacuteter aacutecido do limatildeolaranja e o caraacuteter baacutesico da batata ajudam na conduccedilatildeo da eletricidade Mas o que eacute que causa esta corrente Pense um pouco antes de prosseguir a leitura
Bom depois de esperar vocecirc pensar um pouquinho vamos prosseguir dois pedaccedilos de metal satildeo usados O melhor resultado surge da combinaccedilatildeo de zinco e cobre mas tambeacutem pode ser usado zinco e alumiacutenio ou ainda latatildeo e alumiacutenio
Alguns tipos de pregos conteacutem zinco e o cobre pode ser encontrado na forma de fios e mesmo na composiccedilatildeo de algumas moedas Pode-se tambeacutem utilizar (na falta destes) uma taxinha destas de latatildeo e um clips
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Apoacutes fincaacute-los no limatildeo (ou laranja ou batata) e uniacute-los por fios pode-se ligaacute-los a um pequeno aparelho eleacutetrico O melhor resultado se daacute usando um destes reloacutegios eletrocircnicos - tira-se a pilha deste e faz-se a ligaccedilatildeo dos fios positivo e negativo nos pequenos terminais do reloacutegio A corrente produzida eacute suficiente para acendecirc-lo ainda que por alguns minutos Natildeo esqueccedila de antes limpar as peccedilas de metal e evitar que elas se toquem no interior do limatildeo (ou da laranja ou ainda da batata)
Cuidados no Experimento
A eletricidade produzida eacute na realidade muito pequena para acender uma lacircmpada comum mesmo as menores Mas eacute possiacutevel acender uma pequena lampadinha se vocecirc quiser substituindo o limatildeo por uma soluccedilatildeo de aacutegua + sal Assim como na soluccedilatildeo salina existem no limatildeo batata e laranja alguns sais que se dissociam em iacuteons positivos e negativos e cada um destes tipos de iacuteons migram para os terminais metaacutelicos O certo eacute dizer que houve uma conduccedilatildeo iocircnica no interior do limatildeo da laranja e da batata Jaacute nos terminais satildeo os eleacutetrons dos metais que migram alcanccedilando o reloacutegio e fazendo-o funcionar com a corrente de eleacutetrons Esta eacute a diferenccedila
Uma lampadinha (ou mesmo um LED - uma lacircmpada especial destas coloridas que existem nos aparelhos de TV e de som esteacutereo geralmente nas cores vermelha e verde) satildeo materiais muito baratos e facilmente encontraacuteveis nas lojas de produtos eleacutetricos Para se acender uma destas lampadinhas eacute necessaacuterio 15 volt e alguns miliamperes o que eacute difiacutecil de se conseguir com apenas 1 limatildeo laranja ou batatinha
A voltagem tambeacutem varia de limatildeo para limatildeo laranja para laranja e batata para batata dependendo de vaacuterios fatores incluindo a acidezbasicidade teor de sais aacutegua Por exemplo um limatildeo pode acender um pequeno circuito eleacutetrico por pouco tempo e soacute Procure testaacute-lo com um voltiacutemetro (um medidor de tensatildeo eleacutetrica) Se for muito difiacutecil mesmo trabalhar com apenas um tente experimentar uma ligaccedilatildeo em seacuterie lacircmpada-cobre-limatildeo-zinco-fio-cobre-limatildeo-zinco-lacircmpada O resultado eacute mais visiacutevel
cienciaemcasacienciavivaptpilha_limaohtml
3ordf sugestatildeo de experimento
Pilha de Batata
Objetivo
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Estudar o funcionamento das ceacutelulas voltaacuteicas e associaccedilotildees em seacuterie Uma batata cortada pela metade duas plaquinhas de cobre e duas plaquinhas de zinco permitem a confecccedilatildeo de uma batateria capaz de acionar um reloacutegio digital por pelo menos dois meses Com certos cuidados os quais comentaremos esse tempo de uso pode ser estendido para cerca de quatro meses
Apresentaccedilatildeo
Os modernos reloacutegios digitais a cristal de quartzo requerem uma baixiacutessima intensidade de corrente eleacutetrica para seu funcionamento Se vocecirc tiver um bom microamperocircmetro poderaacute constatar que ela seraacute algo como 15 x 10-6 A sob tensatildeo eleacutetrica (ddp) de 135 V Eacute devido a isso que tais reloacutegios podem funcionar com as minuacutesculas baterias bototildees que geram uma fem entre 12 a 14 volts notadamente as baterias com ceacutelulas de mercuacuterio Os experimentos a seguir aproveitam-se dessa propriedade inerente aos circuitos eletrocircnicos --- funcionarem com baixiacutessimas intensidades de corrente eleacutetrica
O que faremos essencialmente seraacute construir baterias a partir de duas ceacutelulas voltaacuteicas que produziratildeo cada uma 06 a 07 V Dois eletrodos distintos (plaquinhas de cobre e zinco) seratildeo introduzidos em meias-batata (ou quiabo ou limatildeo ou abacaxi etc) e associados em seacuterie de modo a constituiacuterem uma bateria [associaccedilatildeo de duas pilhas primaacuterias (ceacutelulas voltaicas)]
Fazendo uma pilha primaacuteria
Corte uma batata pela metade Corte duas chapinhas uma de cobre outra de zinco com cerca de (2 x 4) cm Qualquer espessura das chapinhas entre 1 e 2 mm serviraacute essas chapinhas seratildeo os eletrodos da pilha primaacuteria Solde em cada uma dessas plaquinhas um fio de cobre flexiacutevel (cabinho 22) com cerca de 20 cm de comprimento (descasque as extremidades e estanhe-as --- passe solda) Espete as plaquinhas na meia-batata (bem perpendicular agrave superfiacutecie cortada) deixando para fora apenas cerca de 1 cm e separada por cerca de 08 cm Natildeo deixe as plaquinhas se encontrarem dentro da meia-batata Veja a ilustraccedilatildeo
Fazendo a batateria
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Essa pilha de meia-batata apresentaraacute forccedila eletromotriz (fem) de cerca de 07 V o que pode ser constatado mediante um bom voltocircmetro (resistecircncia interna grande) conectado aos dois fios indicados acima Como iremos necessitar de cerca de 14 V para acionar o reloacutegio digital deveremos construir uma bateria a partir de duas dessas pilhas primaacuterias e associando-as em seacuterie como se ilustra
Preparando o reloacutegio
Qualquer reloacutegio digital que utilize uma bateria botatildeo poderaacute ser usado O que utilizei eacute um CITIZEN - CRYSTON LC A primeira coisa a fazer eacute remover a tampinha em forma de disco do alojamento da bateria botatildeo Retire a bateria pifada Olhe bem para essa bateria e repare que o corpo dela corresponde ao poacutelo positivo enquanto que o botatildeo superior corresponde ao poacutelo negativo Veja dentro do local de alojamento dessa bateria as duas lacircminas de contato uma que encosta no poacutelo positivo da bateria e outra que encosta no poacutelo negativo Solde nessa pequenas lacircminas dois pedaccedilos de cabinho 22 um vermelho ligado na lacircmina positiva e um preto ligado na lacircmina negativa
O fio que vem da plaquinha de cobre da batateria deve ser ligado ao fio vermelho do reloacutegio e o fio que vem da plaquinha de zinco da batateria deve ser ligado ao fio preto do reloacutegio
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Pronto O reloacutegio jaacute deve estar funcionando Eis as ilustraccedilotildees de minha montagem
Agrave esquerda a proteccedilatildeo de madeira para a montagem numa divisatildeo foi feito o orifiacutecio para inserir o reloacutegio na outra foi colocado um pires quadrado para conter as meias-batatas Agrave direita um destaque da montagem Abaixo detalhes da parte posterior da montagem
Anaacutelise do circuito
A tensatildeo eleacutetrica uacutetil (U) entre os terminais de cada pilha primaacuteria pode ser expressa em termos de sua fem (E) de sua resistecircncia interna (r) e da corrente de intensidade i que por ela circula assim U = E - ri mostrando claramente que a tensatildeo uacutetil depende da intensidade da corrente eleacutetrica solicitada (i)
Em circuito aberto um bom voltocircmetro (Rvint--gt conectado aos eletrodos fornece Uaberto= E pois iaberto = 0 Um bom amperocircmetro (Raint--gt0) conectado diretamente entre os eletrodos (curto-circuitando a pilha) fornece Icc = Er uma vez que Ucc = 0 Da leitura da fem E (via voltocircmetro) e da corrente de curto circuito icc
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(via amperocircmetro) obtemos r = Eicc Para nossa montagem esse valor resultou ao redor dos 3 000 ohms e E = 07 V
Para as duas pilhas em seacuterie formando nossa batateria teremos Ebat = 14 V
e rbat = 6 000
Sob ddp uacutetil de 12 V teremos i = (Ebat- U)r = (14 - 12)6000 = 3 x 10-5 A que satildeo suficientes para o funcionamento do reloacutegio digital
Como dissemos como eletroacutelito podemos usar limatildeo abacaxi pepino uvas cebolas etc e como eletrodos podemos usar os pares cobrezinco magneacutesioferro alumiacuteniocobre prego zincadocobre etc Para cada par deve-se testar antes de ligar no reloacutegio qual a polaridade obtida (sob risco que queimar o cristal de quartzo) para a bateria Por exemplo se for usado eletrodos de magneacutesio e de ferro o magneacutesio seraacute o terminal negativo e o ferro o terminal positivo Calculadoras e jogos eletrocircnicos tambeacutem funcionam com tais baterias culinaacuterias Eis abaixo uma tomateria uma bateria de tomates
Mais teoria As reaccedilotildees nas ceacutelulas voltaacuteicas satildeo
catodo Zn lt==gt Zn2 + 2e anodo 2H+ + 2e lt==gt H2
A FEM da reaccedilatildeo vem expressa por E(ZnZn22H+H2) = Eo +
(RTnF)ln([Zn2+][H+]2) O eletrodo de cobre opera apenas como coletor de eleacutetrons podendo ser substituiacutedo por platina ou outro metal inerte
httpwwwfeiradecienciascombrsala1212_21asp
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Aulas 2 e 3 Reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo e o uso da tabela de potenciais de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo
Com a utilizaccedilatildeo dos dados recolhidos pelos alunos sobre o experimento anterior pode-se introduzir o conteuacutedo sobre reaccedilotildees de oxirreduccedilatildeo e o uso da tabela de potenciais de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo
Para facilitar a inicializaccedilatildeo do conteuacutedo pode-se retomar algumas questotildees dos experimentos anteriores
1 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 2 Como a energia eleacutetrica foi obtida 3 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 4 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 5 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 6 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 7 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 8 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha Conteuacutedo sugerido para trabalhar o conceito de reaccedilatildeo de oxidorreduccedilatildeo
A eletroquiacutemica eacute o estudo sobre a transferecircncia de eleacutetrons entre diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-versa Pilhas e baterias satildeo reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo capazes de gerar corrente eleacutetrica Eletroacutelise satildeo reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo produzidas pela passagem da corrente eleacutetrica Numa eletrolise existe os seguintes termos CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e mergulhados num eletroacutelito ELETRODOS Satildeo as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica ELETROacuteLITOS Satildeo as soluccedilotildees que conduzem a corrente eleacutetrica AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula entra na soluccedilatildeo CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula deixa a soluccedilatildeo IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na soluccedilatildeo Resumo
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons aumenta o numero de oxidaccedilatildeo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons diminui o numero de oxidaccedilatildeo
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Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz o numero de oxidaccedilatildeo diminui
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida o numero de oxidaccedilatildeo aumenta
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em energia eleacutetrica
BIBLIOGRAFIA sobre o conceito de oxidorreduccedilatildeo Programa de ensino para jovens e adultosescola da juventude Ciecircncias da NaturezaMatemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemicaeditora iacutecone ltdaSatildeo Paulo
Figura retirada WWWgooglecombr
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
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A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu
++ Isso provocaraacute
diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo
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que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
AULA 4 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o experimento da pilha de Daniel
Confecccedilatildeo de relatoacuterio pode-se trabalhar produccedilatildeo de textos do gecircnero artigo de opiniatildeo (conclusatildeo) e resumos ( introduccedilatildeo) Com o relatoacuterio em matildeos o
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professor poderaacute avaliar se houve aprendizagem real ou natildeo Espera-se que os alunos possam descrever em seu relatoacuterio os seguintes toacutepicos
Na pilha de Daniel o eletrodo de cobre metaacutelico que recebe eleacutetrons eacute chamado de caacutetodo ou terminal positivo e a lacircmina de zinco que cede eleacutetrons eacute o acircnodo ou terminal negativo O conjunto montado no experimento eacute uma pilha de Daniell com ponte salina A placa de zinco fornece eleacutetrons oxidando-se atraveacutes do fio para a placa de cobre que reduziraacute iacuteons de cobre na soluccedilatildeo Os eleacutetrons passando atraveacutes do fio iratildeo alimentar o cartatildeo musical Invertendo-se os fios de ligaccedilatildeo da pilha o terminal negativo do cartatildeo musical estaraacute ligado ao caacutetodo da pilha e o terminal positivo ao acircnodo Esta inversatildeo do sentido da corrente natildeo permite que o cartatildeo musical funcione
Sugestatildeo de modelo de relatoacuterio
RELATOacuteRIO
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em sete itens principais
Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram utilizados no experimento
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32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o experimento
5 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2 ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
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baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Conteuacutedo e temas impactos ambientais relacionado ao uso de pilhas e baterias
Competecircncias e habilidades identificar os impactos ambientais causados pelo descarte inadequado de pilhas e baterias avaliar como a composiccedilatildeo das pilhas pode causar possiacuteveis impactos relacionar os impactos causados pelas induacutestrias nos processos de eletroacutelise refletir sobre a importacircncia da adoccedilatildeo de posturas conscientes com relaccedilatildeo ao consumo e descarte de pilhas e baterias
Estrateacutegias elaboraccedilatildeo de mural produccedilatildeo de folder
Recursos biombos para anexar material produzido cartolinas fitas adesivas
Avaliaccedilatildeo participaccedilatildeo e envolvimento
Nuacutemero de aulas 3
AULA 1 Elaboraccedilatildeo de mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias os alunos finalizaratildeo a segunda etapa desta unidade didaacutetica construindo seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo Nesse momento comeccedila-se a desenvolver a terceira etapa dessa unidade ( que eacute uma das mais importantes)pois os alunos iratildeo aplicar o que aprenderam preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo em um local estrateacutegico da escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas sobre o assunto estudado O nosso estudante nesta etapa final da unidade temaacutetica poderaacute desenvolver accedilotildees sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente e tambeacutem composiccedilatildeo de muacutesicas sobre os assuntos abordados
AULA 2 A escola como ponto de coleta de pilhas e baterias
Os alunos apoacutes terem finalizado o trabalho da aula anterior poderatildeo distribuir agrave comunidade o material confeccionado sensibilizando-a buscando parcerias para que a escola seja um ponto de coleta desses materiais pois somente com accedilotildees dessa natureza podemos acreditar que possam desenvolver a accedilatildeo social e ambiental desejada
AULA 3 Retomada das questotildees diagnoacutesticas poacutes desenvolvimento da unidade didaacutetica
Eacute importante retomar as questotildees aplicadas no iniacutecio dessa unidade pois somente assim teremos a certeza do quanto os alunos assimilaram de conhecimento cientiacutefico Muito importante nesse momento tambeacutem eacute poder avaliaacute-los como indiviacuteduos atuantes na sociedade
AULA 4 Avaliaccedilatildeo final
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Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos (sugere-se que contenha mapa conceitual dos conteuacutedos apreendidos) e devolutiva das questotildees comentadas
Consideraccedilotildees finais
A eletroquiacutemica trabalhada da forma que estaacute sendo apresentada nessa unidade didaacutetica leva o aluno a adquirir conhecimentos de maneira significativa O ensino atraveacutes da experimentaccedilatildeo o faraacute tirar suas proacuteprias conclusotildees e ter um aprendizado real produzindo nele mudanccedila de postura diante dos fatos observados refletindo e opinando criticamente frente a informaccedilotildees que poderaacute encontrar doravante sobre o assunto
A participaccedilatildeo e a integraccedilatildeo do aluno nas aulas tecircm que ser consideradas ponto de partida para que o mesmo possa compreender que as transformaccedilotildees quiacutemicas fazem parte do seu cotidiano Toda tecnologia existente eacute produto dessas transformaccedilotildees
Finalizando o estudo dessa unidade espera-se que o aluno natildeo soacute compreenda a importacircncia das transformaccedilotildees quiacutemicas mas que esteja envolvido a ponto de adotar uma postura responsaacutevel em relaccedilatildeo aos impactos ambientais causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e baterias e dentro dessa nova postura possa tomar decisotildees e atuar de forma eacutetica no meio em que vive
REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
41
9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
14- Programa de ensino para jovens e adultos escola da juventude Ciecircncias da Natureza Matemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemica Editora Iacutecone Ltda Satildeo Paulo
42
Imagem maisumtekofileswordpresscom
2009
Katia Regina Varela Roa-DE SUZANO
Gilson Silva ndashDE CAEIRAS
Leonardo Bassi Ubeda das Neves-DE SUZANO
Massuko Sawayama Warigoda-DE MOGI DAS
CRUZES
GEPEQ- USP CURSO DE FORMACcedilAtildeO
CONTINUADA DE PROFESSORES 2008 2009
28082009
PILHAS E BATERIAS USOS E DESCARTES X IMPACTOS AMBIENTAIS Caderno do aluno
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Situaccedilatildeo de aprendizagem 1- As pilhas e baterias que fazem parte do nosso lixo eletrocircnico podem ser prejudiciais ao ser humano
Por meio desta primeira situaccedilatildeo de aprendizagem vocecirc poderaacute reconhecer
que quando descartadas incorretamente pilhas e baterias podem prejudicar o meio
ambiente apesar de indispensaacutevel para o homem E tambeacutem pode comeccedilar a
refletir o porquecirc dessa questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil toneladas de lixo eletrocircnico
por hora dentro deste destacam-se pilhas e baterias Este lixo eacute jogado na
natureza provocando vaacuterios problemas ambientais Quais os problemas
ambientais que as pilhas e baterias provocam na natureza e como podemos
evitaacute-losrdquo
Atividade 1Refletindo sobre pilhas e baterias x impactos ambientais
1 O que vocecirc entende por pilhas E baterias
2 Elas satildeo imprescindiacuteveis na atualidade Onde
3 Existe alguma relaccedilatildeo entre pilha eletricidade e transformaccedilotildees quiacutemicas
4 Que tipo de material(is) vocecirc acha que eacute(satildeo) necessaacuterio(os) para se construir
uma pilha
5 Cite alguns problemas ambientais relacionados ao uso e descarte de pilhas e
baterias Qual deve ser sua postura em relaccedilatildeo a esses problemas
Atividade 2 Pilhas e Baterias x impactos ambientais
Leitura e Anaacutelise de textos
TEXTO 1 Descarte de pilhas e baterias eacute problema seacuterio para meio ambiente
O Brasil eacute o uacutenico paiacutes da Ameacuterica do Sul que regulamenta a fabricaccedilatildeo venda e destinaccedilatildeo final de pilhas e baterias Com a entrada da Resoluccedilatildeo 257 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama) que dispotildee sobre estes resiacuteduos em vigor desde junho de 2001 o Ibama passou a fiscalizar esses limites Ou pelo menos era o que deveria acontecer Em Cuiabaacute por exemplo o gerente do oacutergatildeo Hugo Scheuer declarou natildeo estar a par do assunto mas garantiu ser este seu proacuteximo objetivo por considerar o descarte destes resiacuteduos um problema de grande amplitude Mas enquanto isso o que fazer com pilhas e baterias principalmente as de celulares quando acabam Esta duacutevida eacute frequumlente em toda a populaccedilatildeo
Considerados toacutexicos o lanccedilamento desses resiacuteduos em lixotildees nas margens das estradas ou em terrenos baldios compromete a qualidade ambiental e de vida da populaccedilatildeo Os resiacuteduos pesados quando aterrados migram para partes mais profundas do solo Com isso podem atingir o lenccedilol freaacutetico contaminando a flora e a fauna das regiotildees proacuteximas e ainda causar doenccedilas que variam de lesotildees cerebrais a disfunccedilotildees renais e pulmonares passando por distuacuterbios visuais e
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anemia Segundo a Resoluccedilatildeo 257 os fabricantes e importadores satildeo os responsaacuteveis pelo recolhimento do material e sua destinaccedilatildeo final o que deve ser fiscalizado pelos oacutergatildeos puacuteblicos ambientais Mas em Cuiabaacute apesar do site do Ministeacuterio do Meio Ambiente indicar o endereccedilo de 28 postos nenhum deles efetua o recolhimento apenas duas empresas de celulares recolhem as baterias em seus postos de venda (Vivo e Americel) e a fiscalizaccedilatildeo do Ibama eacute inexistente A Resoluccedilatildeo estabelece que as pilhas e baterias apoacutes o seu esgotamento energeacutetico devem ser entregues pelos usuaacuterios aos estabelecimentos que as comercializam ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelas respectivas induacutestrias Estas por sua vez devem repassaacute-las aos fabricantes e importadores para que passem por procedimentos de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final ambientalmente adequada No artigo 13deg estaacute previsto que as pilhas e baterias que atenderem aos limites previstos no artigo 6deg podem ser dispostas juntamente com os resiacuteduos domiciliares em aterros sanitaacuterios licenciados Mas por falta de aterros licenciados a maior parte das baterias e pilhas usadas continuam tendo os lixotildees irregulares como destino significando um risco para o meio ambiente e para as pessoas Apenas 30 destes resiacuteduos satildeo reciclados No Brasil uma empresa chamada Suzaquim anuncia que deteacutem um processo de reciclagem de baterias
Dependendo do material de que satildeo constituiacutedas pilhas e baterias podem ser jogadas em lixo domeacutestico As pilhas secas composta por zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs as mais consumidas para uso domeacutestico tecircm em sua maioria operado nos limites estabelecidos pelo artigo 6deg da Resoluccedilatildeo 257 As baterias de telefone sem fio de filmadoras de celular ou outros tipos normalmente recarregaacuteveis devem ser devolvidas agraves lojas Os fabricantes estatildeo obrigados a informar nas embalagens a necessidade ou natildeo de devoluccedilatildeo
O Brasil produz cerca de 800 milhotildees de pilhas comuns por ano o que representa seis unidades por habitante Deve-se lembrar que uma uacutenica pilha contamina o solo durante 50 anos Circulam anualmente 10 milhotildees de baterias de celular 12 milhotildees de baterias automotivas e 200 mil baterias industriais Do total de pilhas e baterias consumidas no paiacutes quase 70 satildeo constituiacutedas principalmente por zinco e caacutedmio aproximadamente 30 por amocircnia e manganecircs Ao se desfazer de pilhas e baterias usadas em local inadequado pode-se contaminar o solo a aacutegua e o ar Atraveacutes da cadeia alimentar esse produto chega aos seres humanos causando doenccedilas que afetam o sistema nervoso central Todos satildeo considerados bioacumulativos - acumula-se no organismo ao longo do tempo
RECICLAVEISCOMBR
Texto 2 Metais pesados contaminam meio ambiente e oferecem riscos agrave
sauacutede puacuteblica
Estima-se que cada bateria ou pilha depositada de forma inadequada no meio
ambiente contamine uma aacuterea de um metro quadrado Entretanto o dano ambiental
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pode ser maior se a quantidade desses equipamentos jogados em lixotildees for muito
alta
A dissoluccedilatildeo de metais pesados depositados em aterros
sanitaacuterios improacuteprios pode contaminar lenccediloacuteis freaacuteticos e o
ambiente local Em aterros a dissoluccedilatildeo dos metais eacute mais faacutecil
devido agrave acidez da aacuterea Isso facilita a acumulaccedilatildeo de metais
pesados na cadeia alimentar atraveacutes da contaminaccedilatildeo de
animais e vegetais que podem causar a intoxicaccedilatildeo de seres humanos que venham
a consumir esses alimentos afetados Metais pesados como chumbo caacutedmio
mercuacuterio e seus compostos podem provocar graves doenccedilas neuroloacutegicas aleacutem de
afetar a condiccedilatildeo motora
Pilhas e baterias comuns (pequenas usadas em raacutedios por exemplo) podem
ser descartadas no lixo domeacutestico de acordo com a determinaccedilatildeo do Conama No
entanto a professora Andreacutea Bernardes do Departamento de Engenharia de
Materiais da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) avalia que esses
produtos que acabam sendo depositados em aterros sanitaacuterios soacute poderiam ser
descartados nestes locais se houvesse o tratamento adequado do chorume
(substacircncia liacutequida encontrada em lixotildees) O chorume contaminado com metais
pesados contaminaraacute tambeacutem a terra e os lenccediloacuteis freaacuteticos
Marcelo Furtado coordenador da aacuterea de substacircncias toacutexicas do
Greenpeace vecirc com bons olhos a determinaccedilatildeo do Conama A iniciativa serve
como incentivo para que as empresas passem a reduzir o uso de substacircncias
toacutexicas para evitar todo o processo de recolhimento de baterias e pilhas usadas
diz Ele lembra que a tendecircncia eacute que substacircncias reciclaacuteveis sejam usadas cada
vez mais para que a reutilizaccedilatildeo dos produtos seja constante
Danilo FantinelRedaccedilatildeo Terra
Questotildees para anaacutelise do texto
6 Cite algumas das questotildees ambientais relacionadas ao uso de pilhas e baterias Qual deve ser a postura da populaccedilatildeo em relaccedilatildeo a essas questotildees 7 Com base na legislaccedilatildeo apresentada explique como deve ser feito o descarte de pilhas e baterias Quais impecilhos poderatildeo dificultar o cumprimento da lei 8 Qual o destino que deve ser dado agraves pilhas que seratildeo descartadas Existem formas de reciclagem Quais 9 Considerando os impactos ambientais que podem ocorrer do descarte inadequado das pilhas e baterias qual a sua opiniatildeo sobre o uso delas Existe uma ideal Explique 10 Vocecirc acha que hoje eacute possiacutevel sobrevivermos sem o uso de pilhas e baterias
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Atividade 3 Trechos do filme WALL-E
Converse com o seu professor sobre o filme a ser assistido na escola caso natildeo seja possiacutevel assista o filme em casa para auxiliaacute-lo nessa atividade
Questotildees para sala de aula reflexatildeo dos assuntos abordados no filme
5 Sente-se um escravo da tecnologia atual ( especificamente aqueles que em curto espaccedilo de tempo geram lixo eletrocircnico tais como celular Ipod Iphone etc) 6 Ficou sensibilizado sobre a quantidade de lixo eletrocircnico que o homem produz 7 Haacute uma remota possibilidade de o Planeta ser recuperado 8 Qual a sua opiniatildeo sobre a mensagem que o filme Wall-E passa 9 Viacutedeo WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97
minutos) som e cor
Situaccedilatildeo de aprendizagem 2 - Que tipos de materiais existem em uma pilha que
a classifique como poluidora do meio ambiente
Apoacutes a visatildeo do que vocecirc teve do filme e discussatildeo de trechos que falam sobre
impactos ambientais provocados pelo mau descarte de pilhas e baterias vocecirc
imagina quais seriam os agentes contaminantes
Atividade 1 Experimento demonstrativo ndash Desmontagem de uma pilha
No inicio da aula entregue para o seu professor um desenho que demonstre os
componentes que estruturam uma pilha
Apoacutes o teacutermino da desmontagem faccedila um novo desenho colocando aquilo que vocecirc
observou Compare o primeiro com o segundo desenho e em poucas linhas
descreva o que mais lhe chamou a atenccedilatildeo
Atividade 2 Buscando orientaccedilotildees com o professor para trabalho de
pesquisa
Leve para sala de aula revistas jornaislivros e mateacuterias de internet trazendo
informaccedilotildees sobre pilha ecologicamente correta
Atividade 3 Reciclagem de pilhas
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Apoacutes a viacutedeoaula sobre a reciclagem de pilhas elabore um artigo de opiniatildeo sobre
a importacircncia da reciclagem de pilhas em favor do meio ambiente e a necessidade
de maiores investimentos nessa aacuterea Ao final entregue a seu professor
Atividade 4 Pesquisa em grupo Pilha ideal
A partir de uma preacutevia busca em revistas jornais livros e internet procure obter
informaccedilotildees sobre uma pilha ideal
Atividade 5 Escolha da Pilha ideal
Apresente o material para o professor e os seus colegas para que seja feita a
escolha da melhor ideia
Questotildees para anaacutelise das ideacuteias sobre pilha ideal
5 Eacute possiacutevel produzir energia eleacutetrica atraveacutes de uma transformaccedilatildeo quiacutemica
6 Explique o surgimento da energia eleacutetrica nas transformaccedilotildees quiacutemicas
7 Podemos montar uma pilha ecologicamente correta
8 O funcionamento de uma pilha soacute acontece atraveacutes de transformaccedilatildeo quiacutemica Explique
Situaccedilatildeo de aprendizagem 3- O lado cientiacutefico da Pilha
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem permitiraacute a vocecirc compreender melhor o
funcionamento de uma pilha( conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
) e a produccedilatildeo de novos materiais atraveacutes da eletrolise (conversatildeo natildeo espontacircnea
energia eleacutetrica em quiacutemica) com experimentos Para essa situaccedilatildeo eacute importante
que vocecirc observe e anote em seu caderno tudo que se alterou
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Atividade 1 O experimento da pilha do Daniel
Questotildees que podem auxiliaacute-lo durante a execuccedilatildeo do experimento
6 As placas mudaram de cor apoacutes serem mergulhadas na soluccedilatildeo Explique
7 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
8 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
9 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
7 Limpar as placas com palha de accedilo
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8 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 9 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 10 Interligar os dois potes com a ponte salina 11 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 12 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e
transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo
PauloEdusp 1998
Atividade 2 Anaacutelise sobre experimento
Questotildees sobre o experimento
9 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 10 Como a energia eleacutetrica foi obtida 11 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 12 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 13 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 14 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 15 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 16 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha
UM POUCO DE ELETROQUIMICA
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A eletroquiacutemica estuda o aproveitamento da transferecircncia de eleacutetrons entre
diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-
versa
Pilhas conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
Eletroacutelise conversatildeo natildeo espontacircnea de energia eleacutetrica em quiacutemica
A seguir estatildeo descritos alguns termos que apareceratildeo no estudo da eletroquiacutemica
ELETRODOS Satildeo assim chamadas as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com
a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica
AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
ENTRA na soluccedilatildeo
CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
DEIXA a soluccedilatildeo
d) ELETROacuteLITOS Satildeo assim chamadas todas as soluccedilotildees que CONDUZEM a
corrente eleacutetrica
e) IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na
soluccedilatildeo
AcircNODO Eletrodo do qual saem os eleacutetrons para o circuito externo da ceacutelula
CAacuteTODO Eletrodo no qual entram os eleacutetrons atraveacutes do circuito externo da ceacutelula
f) CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que
conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e
mergulhados num eletroacutelito
Resumindo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons ( diminuiccedilatildeo de Nox)
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons ( aumento de Nox)
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida (Nox aumenta)
Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz (Nox diminui)
O redutor reduz o oxidante
O oxidante oxida o redutor
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em
energia eleacutetrica
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Cada substacircncia possui uma maior ou menor tendecircncia de perder eleacutetrons
tendecircncia esta chamada de Potencial de Oxidaccedilatildeo Deste modo uma substacircncia X
que tenha um potencial de oxidaccedilatildeo maior que uma substacircncia Y iraacute perder seus
eleacutetrons gradativamente para esta substacircncia se as duas estiverem juntas
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do
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eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu++ Isso provocaraacute diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
53
Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
Atividade 3 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o
experimento da pilha de Daniel
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas
dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os
relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em
eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e
conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em
sete itens principais
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Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve
comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos
resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo
do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos
objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser
esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram
utilizados no experimento
32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute
apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela
caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o
experimento
10 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a
profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno
Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos
pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
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Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento
e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na
redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os
objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem
de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed
Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo
de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO
BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro
ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2
ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte
das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos
ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos
Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o
aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Atividade 1 Montagem de um Mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias vocecirc poderaacute construir
o seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo em que vocecirc iraacute aplicar o que
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aprendeu preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo na entrada da
escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas
sobre o assunto estudado Orientado pelo seu professor vocecirc desenvolveraacute accedilotildees
sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre
o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente Poderaacute tambeacutem
compor muacutesicas sobre os assuntos abordados
Atividade 2 Montagem de um Portifolio
Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-
avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos
ao longo do bimestre de modo que venha justificar a questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil
toneladas de lixo eletrocircnico por hora dentro deste destacam-se pilhas e
baterias Este lixo eacute jogado na natureza provocando vaacuterios problemas
ambientais Quais os problemas ambientais que as pilhas e baterias provocam
na natureza e como podemos evitaacute-losrdquo citada no inicio do bimestre
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REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
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Figura 8-passo 7 visualizaccedilatildeo de todos os componentes presentes em uma pilha
Para colaborar na avaliaccedilatildeo dessa aula investigativa e demonstrativa o ideal seria que o professor retomasse as questotildees que foram aplicadas no inicio da aula
AULA 2 Pilhas e baterias conceituaccedilatildeo a partir de pesquisas em livros didaacuteticos paradidaacuteticos internet e revistas especializadas
Com intuito de melhorar o conhecimento cientiacutefico dos alunos pode-se orientaacute-los para realizarem uma pesquisa literaacuteria sobre o que vem a ser pilha e bateria e os possiacuteveis problemas ambientais causados pelos usos e descarte inadequados destes Esta pesquisa pode ser realizada em grupo ou individualmente em sala ou extraclasse (a criteacuterio do professor) O objetivo da pesquisa eacute que os alunos com o auxilio do professor durante a aula aprenda transpor a linguagem da ciecircncia comum para a linguagem cientiacutefica compreendendo termos teacutecnicos especiacuteficos da Quiacutemica para opinar e atuar como cidadatildeo ou profissional num futuro proacuteximo de forma eacutetica
AULA 3 Visita virtual a uma induacutestria de reciclagem
Apoacutes discussotildees introdutoacuterias feitas na situaccedilatildeo de aprendizagem anterior pode-se fazer uma visita virtual no site do youtube onde poderatildeo assistir a um filme ( 5 minutos de duraccedilatildeo) da empresa de reciclagem de pilhas SUZAQUIM tem-se a possibilidade de se observar um processo quiacutemico de reciclagem de pilhas e baterias ( a visita fiacutesica eacute praticamente impossiacutevel de se realizar devido ao ambiente ser improacuteprio para essa finalidade) Finaliza-se essa primeira etapa do processo de aprendizagem pedindo aos alunos um relatoacuterio na forma de artigo de
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opiniatildeo sobre a importacircncia da reciclagem de pilhas em favor do meio ambiente e a necessidade de maiores investimentos nessa aacuterea
AULA 4 Modelo de pilha ideal
Considerando que agrave essa altura os nossos alunos jaacute tenham conhecimento sobre descarte de pilhas e baterias podemos inicializar a segunda etapa da unidade didaacutetica propondo que criem um modelo ideal de pilha (que impacte minimamente o meio ambiente) Essa atividade pode ser realizada em grupo os alunos teratildeo como material base informaccedilotildees jaacute trabalhadas anteriormente
Pode-se sugerir temas como
Pilhas recarregaacuteveis
Fontes de energias alternativas
Utilizaccedilatildeo de metais natildeo agressivos ao meio ambiente ou novos processos de eletroacutelise
Professor e alunos levaratildeo agrave sala de aula livros didaacuteticos paradidaacuteticos perioacutedicos e materiais da internet para consulta e realizaccedilatildeo da atividade propostaOs alunos seratildeo orientados pelo professor para em grupo montarem um modelo ideal de pilha que poderaacute ser apresentada na aula seguinte em forma de seminaacuterio experimento demonstrativo slides ou filmagens
Observaccedilatildeo para facilitar o trabalho o professor pode pedir aos alunos que usem os recursos mencionados acima para confecccedilatildeo do material a ser apresentado extraclasse
AULA 5 Modelos de pilhas produzidos apresentaccedilatildeo
Nesta aula o objetivo eacute que os alunos apresentem o seu modelo ideal de pilha escolhidos e idealizados na aula anterior e produzidos extraclasse Natildeo resta a menor duacutevida que seraacute um facilitador para o aprofundamento dos conteuacutedos gerais e especiacuteficos desta unidade didaacutetica Para que isso aconteccedila pode-se desencadear uma discussatildeo e um acordo coletivo para escolha da melhor pilha apresentada para que a haja compreensatildeo do processo de transformaccedilatildeo de energia quiacutemica em eleacutetrica
Para finalizar esta situaccedilatildeo de aprendizagem podemos avaliar os nossos alunos propondo as questotildees abaixo sugere-se que sejam realizadas individualmente pelos alunos pois somente desta maneira o professor poderaacute diagnosticar se houve o aprendizado real e significativo
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Questotildees sugeridas
1 Eacute possiacutevel produzir energia eleacutetrica atraveacutes de uma transformaccedilatildeo quiacutemica
2 Explique o surgimento da energia eleacutetrica nas transformaccedilotildees quiacutemicas
3 Podemos montar uma pilha ecologicamente correta
4 O funcionamento de uma pilha soacute acontece atraveacutes de transformaccedilatildeo quiacutemica Explique
Situaccedilatildeo de aprendizagem 3- O lado cientiacutefico da Pilha
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem permitiraacute aos alunos compreenderem o funcionamento de uma pilha( conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica ) e a produccedilatildeo de novos materiais atraveacutes da eletrolise (conversatildeo natildeo espontacircnea energia eleacutetrica em quiacutemica) com experimentos
Conteuacutedos e temas eletroacutelise reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo seacuterie de reatividade de metais
Competecircncias e habilidades compreender que existem transformaccedilotildees quiacutemicas que ocorrem com transferecircncia de eleacutetrons e podem gerar corrente eleacutetrica prever a ocorrecircncia de transformaccedilotildees quiacutemicas com a utilizaccedilatildeo da seacuterie de reatividade de metais
Estrateacutegias textos jornaliacutesticos experimentos abordagem investigativa com perguntas
Avaliaccedilatildeo anaacutelise dos resultados experimentais
Recursos materiais para o experimentolousa e giztabelas
Nuacutemero de aulas 4
AULA 1 O experimento da pilha do Daniel
Nessa aula propotildee ao professor a sugestatildeo de roteiro experimental da pilha de Daniel Esse experimento eacute bastante comum e o professor pode fazecirc-lo de maneira demonstrativa ou dividir a sala em grupos para sua realizaccedilatildeo Eacute importante orientar os alunos para que observem atentamente os estados iniciais e finais das placas metaacutelicas assim como da soluccedilatildeo em relaccedilatildeo agrave coloraccedilatildeo brilho e outros aspectos para que a aprendizagem ocorra de forma plena
Questotildees que poderatildeo auxiliar os alunos durante a execuccedilatildeo do experimento
1 As placas mudaram de cor apoacutes serem mergulhadas na soluccedilatildeo Explique
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2 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
3 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
4 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
1 Limpar as placas com palha de accedilo 2 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 3 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 4 Interligar os dois potes com a ponte salina
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5 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 6 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo PauloEdusp 1998
Caso o professor deseje trabalhar outros experimentos abaixo estatildeo descritos alguns (roteiros) para trabalhar o processo de eletroacutelise Dentre eles alguns satildeo bastante simples podem ser realizados de maneira demonstrativa pelo professor ou pelos alunos (divididos em grupo)
1ordf sugestatildeo de experimento
Quem natildeo gosta de receber o troco das compras em moedas novinhas O que ningueacutem gosta mas tem que aceitar eacute aquele monte de moedas enferrujadas e com aparecircncia envelhecida Mas por que elas adquirem este aspecto Tudo comeccedila pela composiccedilatildeo das moedas que satildeo obtidas atraveacutes de ligas metaacutelicas soacute por este fato jaacute se nota porque as moedas satildeo mais resistentes do que notas As ceacutedulas de dinheiro satildeo feitas com papel especial (papel moeda) que eacute resistente mas com o passar de matildeo em matildeo ficam velhas e se rasgam A umidade presente em nossas matildeos eacute que realiza o estrago e as moedas natildeo escapam elas ficam escurecidas devido agrave oxidaccedilatildeo As moedas constituem um dinheiro muito manuseado sendo assim fica inevitaacutevel que entre em contato com a umidade e exposiccedilatildeo ao oxigecircnio fatores necessaacuterios para que ocorra a reaccedilatildeo de oxidaccedilatildeo Mas saiba agora que existe um truque para deixar suas moedinhas novinhas em folha
O que vamos demonstrar a seguir pode ser usado em sala de aula como um experimento de Quiacutemica
Reaccedilotildees de oxidaccedilatildeo em moedas
Vamos usar como exemplo a moeda de 5 centavos pois eacute uma das mais manuseadas Portanto peccedila a seus alunos que tragam moedas envelhecidas neste valor
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Vocecirc sabe de que esta moeda eacute feita Eacute composta de Accedilo e recoberta com Cobre e agrave medida que vai sendo usada vai se formando uma camada de oacutexido de cobre sobre ela Veja a equaccedilatildeo do processo 2 Cu + frac12 O2 rarr Cu2O
O metal Cobre presente na moeda eacute oxidado e forma o monoacutexido de Dicobre (Cu2O) o qual tem coloraccedilatildeo escura daiacute o porquecirc daquela cor horriacutevel O segredo para que as moedas tornem a ficar como eram antes (brilhantes e avermelhadas) eacute deixaacute-las de molho em aacutecido cloriacutedrico Equaccedilatildeo que representa a lavagem Cu2O + 2 HCl rarr Cu2Cl2 + H2O
Como se vecirc na equaccedilatildeo acima o oacutexido reage com aacutecido cloriacutedrico (HCl) e daacute origem a um sal de cobre (Cu2Cl2) esta reaccedilatildeo permite agrave moeda adquirir aparecircncia de nova Por Liacuteria Alves Graduada em Quiacutemica Equipe Brasil Escola
2ordf sugestatildeo de experimento
Pilha de Limatildeo
ou Pilha de Laranja ou ainda Pilha de Batata
Eacute possiacutevel obter eletricidade a partir de um limatildeo Sim natildeo soacute satildeo as pilhas comuns que podem gerar eletricidade E o mais legal eacute que na falta do limatildeo vocecirc pode usar uma laranja ou mesmo uma batata
Na verdade a corrente eleacutetrica surge a partir dos potenciais eleacutetricos de dois metais que satildeo cravados no limatildeo na laranja
e na batata O caraacuteter aacutecido do limatildeolaranja e o caraacuteter baacutesico da batata ajudam na conduccedilatildeo da eletricidade Mas o que eacute que causa esta corrente Pense um pouco antes de prosseguir a leitura
Bom depois de esperar vocecirc pensar um pouquinho vamos prosseguir dois pedaccedilos de metal satildeo usados O melhor resultado surge da combinaccedilatildeo de zinco e cobre mas tambeacutem pode ser usado zinco e alumiacutenio ou ainda latatildeo e alumiacutenio
Alguns tipos de pregos conteacutem zinco e o cobre pode ser encontrado na forma de fios e mesmo na composiccedilatildeo de algumas moedas Pode-se tambeacutem utilizar (na falta destes) uma taxinha destas de latatildeo e um clips
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Apoacutes fincaacute-los no limatildeo (ou laranja ou batata) e uniacute-los por fios pode-se ligaacute-los a um pequeno aparelho eleacutetrico O melhor resultado se daacute usando um destes reloacutegios eletrocircnicos - tira-se a pilha deste e faz-se a ligaccedilatildeo dos fios positivo e negativo nos pequenos terminais do reloacutegio A corrente produzida eacute suficiente para acendecirc-lo ainda que por alguns minutos Natildeo esqueccedila de antes limpar as peccedilas de metal e evitar que elas se toquem no interior do limatildeo (ou da laranja ou ainda da batata)
Cuidados no Experimento
A eletricidade produzida eacute na realidade muito pequena para acender uma lacircmpada comum mesmo as menores Mas eacute possiacutevel acender uma pequena lampadinha se vocecirc quiser substituindo o limatildeo por uma soluccedilatildeo de aacutegua + sal Assim como na soluccedilatildeo salina existem no limatildeo batata e laranja alguns sais que se dissociam em iacuteons positivos e negativos e cada um destes tipos de iacuteons migram para os terminais metaacutelicos O certo eacute dizer que houve uma conduccedilatildeo iocircnica no interior do limatildeo da laranja e da batata Jaacute nos terminais satildeo os eleacutetrons dos metais que migram alcanccedilando o reloacutegio e fazendo-o funcionar com a corrente de eleacutetrons Esta eacute a diferenccedila
Uma lampadinha (ou mesmo um LED - uma lacircmpada especial destas coloridas que existem nos aparelhos de TV e de som esteacutereo geralmente nas cores vermelha e verde) satildeo materiais muito baratos e facilmente encontraacuteveis nas lojas de produtos eleacutetricos Para se acender uma destas lampadinhas eacute necessaacuterio 15 volt e alguns miliamperes o que eacute difiacutecil de se conseguir com apenas 1 limatildeo laranja ou batatinha
A voltagem tambeacutem varia de limatildeo para limatildeo laranja para laranja e batata para batata dependendo de vaacuterios fatores incluindo a acidezbasicidade teor de sais aacutegua Por exemplo um limatildeo pode acender um pequeno circuito eleacutetrico por pouco tempo e soacute Procure testaacute-lo com um voltiacutemetro (um medidor de tensatildeo eleacutetrica) Se for muito difiacutecil mesmo trabalhar com apenas um tente experimentar uma ligaccedilatildeo em seacuterie lacircmpada-cobre-limatildeo-zinco-fio-cobre-limatildeo-zinco-lacircmpada O resultado eacute mais visiacutevel
cienciaemcasacienciavivaptpilha_limaohtml
3ordf sugestatildeo de experimento
Pilha de Batata
Objetivo
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Estudar o funcionamento das ceacutelulas voltaacuteicas e associaccedilotildees em seacuterie Uma batata cortada pela metade duas plaquinhas de cobre e duas plaquinhas de zinco permitem a confecccedilatildeo de uma batateria capaz de acionar um reloacutegio digital por pelo menos dois meses Com certos cuidados os quais comentaremos esse tempo de uso pode ser estendido para cerca de quatro meses
Apresentaccedilatildeo
Os modernos reloacutegios digitais a cristal de quartzo requerem uma baixiacutessima intensidade de corrente eleacutetrica para seu funcionamento Se vocecirc tiver um bom microamperocircmetro poderaacute constatar que ela seraacute algo como 15 x 10-6 A sob tensatildeo eleacutetrica (ddp) de 135 V Eacute devido a isso que tais reloacutegios podem funcionar com as minuacutesculas baterias bototildees que geram uma fem entre 12 a 14 volts notadamente as baterias com ceacutelulas de mercuacuterio Os experimentos a seguir aproveitam-se dessa propriedade inerente aos circuitos eletrocircnicos --- funcionarem com baixiacutessimas intensidades de corrente eleacutetrica
O que faremos essencialmente seraacute construir baterias a partir de duas ceacutelulas voltaacuteicas que produziratildeo cada uma 06 a 07 V Dois eletrodos distintos (plaquinhas de cobre e zinco) seratildeo introduzidos em meias-batata (ou quiabo ou limatildeo ou abacaxi etc) e associados em seacuterie de modo a constituiacuterem uma bateria [associaccedilatildeo de duas pilhas primaacuterias (ceacutelulas voltaicas)]
Fazendo uma pilha primaacuteria
Corte uma batata pela metade Corte duas chapinhas uma de cobre outra de zinco com cerca de (2 x 4) cm Qualquer espessura das chapinhas entre 1 e 2 mm serviraacute essas chapinhas seratildeo os eletrodos da pilha primaacuteria Solde em cada uma dessas plaquinhas um fio de cobre flexiacutevel (cabinho 22) com cerca de 20 cm de comprimento (descasque as extremidades e estanhe-as --- passe solda) Espete as plaquinhas na meia-batata (bem perpendicular agrave superfiacutecie cortada) deixando para fora apenas cerca de 1 cm e separada por cerca de 08 cm Natildeo deixe as plaquinhas se encontrarem dentro da meia-batata Veja a ilustraccedilatildeo
Fazendo a batateria
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Essa pilha de meia-batata apresentaraacute forccedila eletromotriz (fem) de cerca de 07 V o que pode ser constatado mediante um bom voltocircmetro (resistecircncia interna grande) conectado aos dois fios indicados acima Como iremos necessitar de cerca de 14 V para acionar o reloacutegio digital deveremos construir uma bateria a partir de duas dessas pilhas primaacuterias e associando-as em seacuterie como se ilustra
Preparando o reloacutegio
Qualquer reloacutegio digital que utilize uma bateria botatildeo poderaacute ser usado O que utilizei eacute um CITIZEN - CRYSTON LC A primeira coisa a fazer eacute remover a tampinha em forma de disco do alojamento da bateria botatildeo Retire a bateria pifada Olhe bem para essa bateria e repare que o corpo dela corresponde ao poacutelo positivo enquanto que o botatildeo superior corresponde ao poacutelo negativo Veja dentro do local de alojamento dessa bateria as duas lacircminas de contato uma que encosta no poacutelo positivo da bateria e outra que encosta no poacutelo negativo Solde nessa pequenas lacircminas dois pedaccedilos de cabinho 22 um vermelho ligado na lacircmina positiva e um preto ligado na lacircmina negativa
O fio que vem da plaquinha de cobre da batateria deve ser ligado ao fio vermelho do reloacutegio e o fio que vem da plaquinha de zinco da batateria deve ser ligado ao fio preto do reloacutegio
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Pronto O reloacutegio jaacute deve estar funcionando Eis as ilustraccedilotildees de minha montagem
Agrave esquerda a proteccedilatildeo de madeira para a montagem numa divisatildeo foi feito o orifiacutecio para inserir o reloacutegio na outra foi colocado um pires quadrado para conter as meias-batatas Agrave direita um destaque da montagem Abaixo detalhes da parte posterior da montagem
Anaacutelise do circuito
A tensatildeo eleacutetrica uacutetil (U) entre os terminais de cada pilha primaacuteria pode ser expressa em termos de sua fem (E) de sua resistecircncia interna (r) e da corrente de intensidade i que por ela circula assim U = E - ri mostrando claramente que a tensatildeo uacutetil depende da intensidade da corrente eleacutetrica solicitada (i)
Em circuito aberto um bom voltocircmetro (Rvint--gt conectado aos eletrodos fornece Uaberto= E pois iaberto = 0 Um bom amperocircmetro (Raint--gt0) conectado diretamente entre os eletrodos (curto-circuitando a pilha) fornece Icc = Er uma vez que Ucc = 0 Da leitura da fem E (via voltocircmetro) e da corrente de curto circuito icc
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(via amperocircmetro) obtemos r = Eicc Para nossa montagem esse valor resultou ao redor dos 3 000 ohms e E = 07 V
Para as duas pilhas em seacuterie formando nossa batateria teremos Ebat = 14 V
e rbat = 6 000
Sob ddp uacutetil de 12 V teremos i = (Ebat- U)r = (14 - 12)6000 = 3 x 10-5 A que satildeo suficientes para o funcionamento do reloacutegio digital
Como dissemos como eletroacutelito podemos usar limatildeo abacaxi pepino uvas cebolas etc e como eletrodos podemos usar os pares cobrezinco magneacutesioferro alumiacuteniocobre prego zincadocobre etc Para cada par deve-se testar antes de ligar no reloacutegio qual a polaridade obtida (sob risco que queimar o cristal de quartzo) para a bateria Por exemplo se for usado eletrodos de magneacutesio e de ferro o magneacutesio seraacute o terminal negativo e o ferro o terminal positivo Calculadoras e jogos eletrocircnicos tambeacutem funcionam com tais baterias culinaacuterias Eis abaixo uma tomateria uma bateria de tomates
Mais teoria As reaccedilotildees nas ceacutelulas voltaacuteicas satildeo
catodo Zn lt==gt Zn2 + 2e anodo 2H+ + 2e lt==gt H2
A FEM da reaccedilatildeo vem expressa por E(ZnZn22H+H2) = Eo +
(RTnF)ln([Zn2+][H+]2) O eletrodo de cobre opera apenas como coletor de eleacutetrons podendo ser substituiacutedo por platina ou outro metal inerte
httpwwwfeiradecienciascombrsala1212_21asp
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Aulas 2 e 3 Reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo e o uso da tabela de potenciais de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo
Com a utilizaccedilatildeo dos dados recolhidos pelos alunos sobre o experimento anterior pode-se introduzir o conteuacutedo sobre reaccedilotildees de oxirreduccedilatildeo e o uso da tabela de potenciais de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo
Para facilitar a inicializaccedilatildeo do conteuacutedo pode-se retomar algumas questotildees dos experimentos anteriores
1 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 2 Como a energia eleacutetrica foi obtida 3 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 4 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 5 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 6 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 7 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 8 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha Conteuacutedo sugerido para trabalhar o conceito de reaccedilatildeo de oxidorreduccedilatildeo
A eletroquiacutemica eacute o estudo sobre a transferecircncia de eleacutetrons entre diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-versa Pilhas e baterias satildeo reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo capazes de gerar corrente eleacutetrica Eletroacutelise satildeo reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo produzidas pela passagem da corrente eleacutetrica Numa eletrolise existe os seguintes termos CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e mergulhados num eletroacutelito ELETRODOS Satildeo as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica ELETROacuteLITOS Satildeo as soluccedilotildees que conduzem a corrente eleacutetrica AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula entra na soluccedilatildeo CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula deixa a soluccedilatildeo IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na soluccedilatildeo Resumo
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons aumenta o numero de oxidaccedilatildeo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons diminui o numero de oxidaccedilatildeo
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Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz o numero de oxidaccedilatildeo diminui
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida o numero de oxidaccedilatildeo aumenta
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em energia eleacutetrica
BIBLIOGRAFIA sobre o conceito de oxidorreduccedilatildeo Programa de ensino para jovens e adultosescola da juventude Ciecircncias da NaturezaMatemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemicaeditora iacutecone ltdaSatildeo Paulo
Figura retirada WWWgooglecombr
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
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A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu
++ Isso provocaraacute
diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo
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que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
AULA 4 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o experimento da pilha de Daniel
Confecccedilatildeo de relatoacuterio pode-se trabalhar produccedilatildeo de textos do gecircnero artigo de opiniatildeo (conclusatildeo) e resumos ( introduccedilatildeo) Com o relatoacuterio em matildeos o
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professor poderaacute avaliar se houve aprendizagem real ou natildeo Espera-se que os alunos possam descrever em seu relatoacuterio os seguintes toacutepicos
Na pilha de Daniel o eletrodo de cobre metaacutelico que recebe eleacutetrons eacute chamado de caacutetodo ou terminal positivo e a lacircmina de zinco que cede eleacutetrons eacute o acircnodo ou terminal negativo O conjunto montado no experimento eacute uma pilha de Daniell com ponte salina A placa de zinco fornece eleacutetrons oxidando-se atraveacutes do fio para a placa de cobre que reduziraacute iacuteons de cobre na soluccedilatildeo Os eleacutetrons passando atraveacutes do fio iratildeo alimentar o cartatildeo musical Invertendo-se os fios de ligaccedilatildeo da pilha o terminal negativo do cartatildeo musical estaraacute ligado ao caacutetodo da pilha e o terminal positivo ao acircnodo Esta inversatildeo do sentido da corrente natildeo permite que o cartatildeo musical funcione
Sugestatildeo de modelo de relatoacuterio
RELATOacuteRIO
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em sete itens principais
Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram utilizados no experimento
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32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o experimento
5 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2 ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
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baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Conteuacutedo e temas impactos ambientais relacionado ao uso de pilhas e baterias
Competecircncias e habilidades identificar os impactos ambientais causados pelo descarte inadequado de pilhas e baterias avaliar como a composiccedilatildeo das pilhas pode causar possiacuteveis impactos relacionar os impactos causados pelas induacutestrias nos processos de eletroacutelise refletir sobre a importacircncia da adoccedilatildeo de posturas conscientes com relaccedilatildeo ao consumo e descarte de pilhas e baterias
Estrateacutegias elaboraccedilatildeo de mural produccedilatildeo de folder
Recursos biombos para anexar material produzido cartolinas fitas adesivas
Avaliaccedilatildeo participaccedilatildeo e envolvimento
Nuacutemero de aulas 3
AULA 1 Elaboraccedilatildeo de mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias os alunos finalizaratildeo a segunda etapa desta unidade didaacutetica construindo seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo Nesse momento comeccedila-se a desenvolver a terceira etapa dessa unidade ( que eacute uma das mais importantes)pois os alunos iratildeo aplicar o que aprenderam preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo em um local estrateacutegico da escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas sobre o assunto estudado O nosso estudante nesta etapa final da unidade temaacutetica poderaacute desenvolver accedilotildees sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente e tambeacutem composiccedilatildeo de muacutesicas sobre os assuntos abordados
AULA 2 A escola como ponto de coleta de pilhas e baterias
Os alunos apoacutes terem finalizado o trabalho da aula anterior poderatildeo distribuir agrave comunidade o material confeccionado sensibilizando-a buscando parcerias para que a escola seja um ponto de coleta desses materiais pois somente com accedilotildees dessa natureza podemos acreditar que possam desenvolver a accedilatildeo social e ambiental desejada
AULA 3 Retomada das questotildees diagnoacutesticas poacutes desenvolvimento da unidade didaacutetica
Eacute importante retomar as questotildees aplicadas no iniacutecio dessa unidade pois somente assim teremos a certeza do quanto os alunos assimilaram de conhecimento cientiacutefico Muito importante nesse momento tambeacutem eacute poder avaliaacute-los como indiviacuteduos atuantes na sociedade
AULA 4 Avaliaccedilatildeo final
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Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos (sugere-se que contenha mapa conceitual dos conteuacutedos apreendidos) e devolutiva das questotildees comentadas
Consideraccedilotildees finais
A eletroquiacutemica trabalhada da forma que estaacute sendo apresentada nessa unidade didaacutetica leva o aluno a adquirir conhecimentos de maneira significativa O ensino atraveacutes da experimentaccedilatildeo o faraacute tirar suas proacuteprias conclusotildees e ter um aprendizado real produzindo nele mudanccedila de postura diante dos fatos observados refletindo e opinando criticamente frente a informaccedilotildees que poderaacute encontrar doravante sobre o assunto
A participaccedilatildeo e a integraccedilatildeo do aluno nas aulas tecircm que ser consideradas ponto de partida para que o mesmo possa compreender que as transformaccedilotildees quiacutemicas fazem parte do seu cotidiano Toda tecnologia existente eacute produto dessas transformaccedilotildees
Finalizando o estudo dessa unidade espera-se que o aluno natildeo soacute compreenda a importacircncia das transformaccedilotildees quiacutemicas mas que esteja envolvido a ponto de adotar uma postura responsaacutevel em relaccedilatildeo aos impactos ambientais causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e baterias e dentro dessa nova postura possa tomar decisotildees e atuar de forma eacutetica no meio em que vive
REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
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9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
14- Programa de ensino para jovens e adultos escola da juventude Ciecircncias da Natureza Matemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemica Editora Iacutecone Ltda Satildeo Paulo
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Imagem maisumtekofileswordpresscom
2009
Katia Regina Varela Roa-DE SUZANO
Gilson Silva ndashDE CAEIRAS
Leonardo Bassi Ubeda das Neves-DE SUZANO
Massuko Sawayama Warigoda-DE MOGI DAS
CRUZES
GEPEQ- USP CURSO DE FORMACcedilAtildeO
CONTINUADA DE PROFESSORES 2008 2009
28082009
PILHAS E BATERIAS USOS E DESCARTES X IMPACTOS AMBIENTAIS Caderno do aluno
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Situaccedilatildeo de aprendizagem 1- As pilhas e baterias que fazem parte do nosso lixo eletrocircnico podem ser prejudiciais ao ser humano
Por meio desta primeira situaccedilatildeo de aprendizagem vocecirc poderaacute reconhecer
que quando descartadas incorretamente pilhas e baterias podem prejudicar o meio
ambiente apesar de indispensaacutevel para o homem E tambeacutem pode comeccedilar a
refletir o porquecirc dessa questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil toneladas de lixo eletrocircnico
por hora dentro deste destacam-se pilhas e baterias Este lixo eacute jogado na
natureza provocando vaacuterios problemas ambientais Quais os problemas
ambientais que as pilhas e baterias provocam na natureza e como podemos
evitaacute-losrdquo
Atividade 1Refletindo sobre pilhas e baterias x impactos ambientais
1 O que vocecirc entende por pilhas E baterias
2 Elas satildeo imprescindiacuteveis na atualidade Onde
3 Existe alguma relaccedilatildeo entre pilha eletricidade e transformaccedilotildees quiacutemicas
4 Que tipo de material(is) vocecirc acha que eacute(satildeo) necessaacuterio(os) para se construir
uma pilha
5 Cite alguns problemas ambientais relacionados ao uso e descarte de pilhas e
baterias Qual deve ser sua postura em relaccedilatildeo a esses problemas
Atividade 2 Pilhas e Baterias x impactos ambientais
Leitura e Anaacutelise de textos
TEXTO 1 Descarte de pilhas e baterias eacute problema seacuterio para meio ambiente
O Brasil eacute o uacutenico paiacutes da Ameacuterica do Sul que regulamenta a fabricaccedilatildeo venda e destinaccedilatildeo final de pilhas e baterias Com a entrada da Resoluccedilatildeo 257 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama) que dispotildee sobre estes resiacuteduos em vigor desde junho de 2001 o Ibama passou a fiscalizar esses limites Ou pelo menos era o que deveria acontecer Em Cuiabaacute por exemplo o gerente do oacutergatildeo Hugo Scheuer declarou natildeo estar a par do assunto mas garantiu ser este seu proacuteximo objetivo por considerar o descarte destes resiacuteduos um problema de grande amplitude Mas enquanto isso o que fazer com pilhas e baterias principalmente as de celulares quando acabam Esta duacutevida eacute frequumlente em toda a populaccedilatildeo
Considerados toacutexicos o lanccedilamento desses resiacuteduos em lixotildees nas margens das estradas ou em terrenos baldios compromete a qualidade ambiental e de vida da populaccedilatildeo Os resiacuteduos pesados quando aterrados migram para partes mais profundas do solo Com isso podem atingir o lenccedilol freaacutetico contaminando a flora e a fauna das regiotildees proacuteximas e ainda causar doenccedilas que variam de lesotildees cerebrais a disfunccedilotildees renais e pulmonares passando por distuacuterbios visuais e
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anemia Segundo a Resoluccedilatildeo 257 os fabricantes e importadores satildeo os responsaacuteveis pelo recolhimento do material e sua destinaccedilatildeo final o que deve ser fiscalizado pelos oacutergatildeos puacuteblicos ambientais Mas em Cuiabaacute apesar do site do Ministeacuterio do Meio Ambiente indicar o endereccedilo de 28 postos nenhum deles efetua o recolhimento apenas duas empresas de celulares recolhem as baterias em seus postos de venda (Vivo e Americel) e a fiscalizaccedilatildeo do Ibama eacute inexistente A Resoluccedilatildeo estabelece que as pilhas e baterias apoacutes o seu esgotamento energeacutetico devem ser entregues pelos usuaacuterios aos estabelecimentos que as comercializam ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelas respectivas induacutestrias Estas por sua vez devem repassaacute-las aos fabricantes e importadores para que passem por procedimentos de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final ambientalmente adequada No artigo 13deg estaacute previsto que as pilhas e baterias que atenderem aos limites previstos no artigo 6deg podem ser dispostas juntamente com os resiacuteduos domiciliares em aterros sanitaacuterios licenciados Mas por falta de aterros licenciados a maior parte das baterias e pilhas usadas continuam tendo os lixotildees irregulares como destino significando um risco para o meio ambiente e para as pessoas Apenas 30 destes resiacuteduos satildeo reciclados No Brasil uma empresa chamada Suzaquim anuncia que deteacutem um processo de reciclagem de baterias
Dependendo do material de que satildeo constituiacutedas pilhas e baterias podem ser jogadas em lixo domeacutestico As pilhas secas composta por zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs as mais consumidas para uso domeacutestico tecircm em sua maioria operado nos limites estabelecidos pelo artigo 6deg da Resoluccedilatildeo 257 As baterias de telefone sem fio de filmadoras de celular ou outros tipos normalmente recarregaacuteveis devem ser devolvidas agraves lojas Os fabricantes estatildeo obrigados a informar nas embalagens a necessidade ou natildeo de devoluccedilatildeo
O Brasil produz cerca de 800 milhotildees de pilhas comuns por ano o que representa seis unidades por habitante Deve-se lembrar que uma uacutenica pilha contamina o solo durante 50 anos Circulam anualmente 10 milhotildees de baterias de celular 12 milhotildees de baterias automotivas e 200 mil baterias industriais Do total de pilhas e baterias consumidas no paiacutes quase 70 satildeo constituiacutedas principalmente por zinco e caacutedmio aproximadamente 30 por amocircnia e manganecircs Ao se desfazer de pilhas e baterias usadas em local inadequado pode-se contaminar o solo a aacutegua e o ar Atraveacutes da cadeia alimentar esse produto chega aos seres humanos causando doenccedilas que afetam o sistema nervoso central Todos satildeo considerados bioacumulativos - acumula-se no organismo ao longo do tempo
RECICLAVEISCOMBR
Texto 2 Metais pesados contaminam meio ambiente e oferecem riscos agrave
sauacutede puacuteblica
Estima-se que cada bateria ou pilha depositada de forma inadequada no meio
ambiente contamine uma aacuterea de um metro quadrado Entretanto o dano ambiental
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pode ser maior se a quantidade desses equipamentos jogados em lixotildees for muito
alta
A dissoluccedilatildeo de metais pesados depositados em aterros
sanitaacuterios improacuteprios pode contaminar lenccediloacuteis freaacuteticos e o
ambiente local Em aterros a dissoluccedilatildeo dos metais eacute mais faacutecil
devido agrave acidez da aacuterea Isso facilita a acumulaccedilatildeo de metais
pesados na cadeia alimentar atraveacutes da contaminaccedilatildeo de
animais e vegetais que podem causar a intoxicaccedilatildeo de seres humanos que venham
a consumir esses alimentos afetados Metais pesados como chumbo caacutedmio
mercuacuterio e seus compostos podem provocar graves doenccedilas neuroloacutegicas aleacutem de
afetar a condiccedilatildeo motora
Pilhas e baterias comuns (pequenas usadas em raacutedios por exemplo) podem
ser descartadas no lixo domeacutestico de acordo com a determinaccedilatildeo do Conama No
entanto a professora Andreacutea Bernardes do Departamento de Engenharia de
Materiais da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) avalia que esses
produtos que acabam sendo depositados em aterros sanitaacuterios soacute poderiam ser
descartados nestes locais se houvesse o tratamento adequado do chorume
(substacircncia liacutequida encontrada em lixotildees) O chorume contaminado com metais
pesados contaminaraacute tambeacutem a terra e os lenccediloacuteis freaacuteticos
Marcelo Furtado coordenador da aacuterea de substacircncias toacutexicas do
Greenpeace vecirc com bons olhos a determinaccedilatildeo do Conama A iniciativa serve
como incentivo para que as empresas passem a reduzir o uso de substacircncias
toacutexicas para evitar todo o processo de recolhimento de baterias e pilhas usadas
diz Ele lembra que a tendecircncia eacute que substacircncias reciclaacuteveis sejam usadas cada
vez mais para que a reutilizaccedilatildeo dos produtos seja constante
Danilo FantinelRedaccedilatildeo Terra
Questotildees para anaacutelise do texto
6 Cite algumas das questotildees ambientais relacionadas ao uso de pilhas e baterias Qual deve ser a postura da populaccedilatildeo em relaccedilatildeo a essas questotildees 7 Com base na legislaccedilatildeo apresentada explique como deve ser feito o descarte de pilhas e baterias Quais impecilhos poderatildeo dificultar o cumprimento da lei 8 Qual o destino que deve ser dado agraves pilhas que seratildeo descartadas Existem formas de reciclagem Quais 9 Considerando os impactos ambientais que podem ocorrer do descarte inadequado das pilhas e baterias qual a sua opiniatildeo sobre o uso delas Existe uma ideal Explique 10 Vocecirc acha que hoje eacute possiacutevel sobrevivermos sem o uso de pilhas e baterias
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Atividade 3 Trechos do filme WALL-E
Converse com o seu professor sobre o filme a ser assistido na escola caso natildeo seja possiacutevel assista o filme em casa para auxiliaacute-lo nessa atividade
Questotildees para sala de aula reflexatildeo dos assuntos abordados no filme
5 Sente-se um escravo da tecnologia atual ( especificamente aqueles que em curto espaccedilo de tempo geram lixo eletrocircnico tais como celular Ipod Iphone etc) 6 Ficou sensibilizado sobre a quantidade de lixo eletrocircnico que o homem produz 7 Haacute uma remota possibilidade de o Planeta ser recuperado 8 Qual a sua opiniatildeo sobre a mensagem que o filme Wall-E passa 9 Viacutedeo WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97
minutos) som e cor
Situaccedilatildeo de aprendizagem 2 - Que tipos de materiais existem em uma pilha que
a classifique como poluidora do meio ambiente
Apoacutes a visatildeo do que vocecirc teve do filme e discussatildeo de trechos que falam sobre
impactos ambientais provocados pelo mau descarte de pilhas e baterias vocecirc
imagina quais seriam os agentes contaminantes
Atividade 1 Experimento demonstrativo ndash Desmontagem de uma pilha
No inicio da aula entregue para o seu professor um desenho que demonstre os
componentes que estruturam uma pilha
Apoacutes o teacutermino da desmontagem faccedila um novo desenho colocando aquilo que vocecirc
observou Compare o primeiro com o segundo desenho e em poucas linhas
descreva o que mais lhe chamou a atenccedilatildeo
Atividade 2 Buscando orientaccedilotildees com o professor para trabalho de
pesquisa
Leve para sala de aula revistas jornaislivros e mateacuterias de internet trazendo
informaccedilotildees sobre pilha ecologicamente correta
Atividade 3 Reciclagem de pilhas
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Apoacutes a viacutedeoaula sobre a reciclagem de pilhas elabore um artigo de opiniatildeo sobre
a importacircncia da reciclagem de pilhas em favor do meio ambiente e a necessidade
de maiores investimentos nessa aacuterea Ao final entregue a seu professor
Atividade 4 Pesquisa em grupo Pilha ideal
A partir de uma preacutevia busca em revistas jornais livros e internet procure obter
informaccedilotildees sobre uma pilha ideal
Atividade 5 Escolha da Pilha ideal
Apresente o material para o professor e os seus colegas para que seja feita a
escolha da melhor ideia
Questotildees para anaacutelise das ideacuteias sobre pilha ideal
5 Eacute possiacutevel produzir energia eleacutetrica atraveacutes de uma transformaccedilatildeo quiacutemica
6 Explique o surgimento da energia eleacutetrica nas transformaccedilotildees quiacutemicas
7 Podemos montar uma pilha ecologicamente correta
8 O funcionamento de uma pilha soacute acontece atraveacutes de transformaccedilatildeo quiacutemica Explique
Situaccedilatildeo de aprendizagem 3- O lado cientiacutefico da Pilha
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem permitiraacute a vocecirc compreender melhor o
funcionamento de uma pilha( conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
) e a produccedilatildeo de novos materiais atraveacutes da eletrolise (conversatildeo natildeo espontacircnea
energia eleacutetrica em quiacutemica) com experimentos Para essa situaccedilatildeo eacute importante
que vocecirc observe e anote em seu caderno tudo que se alterou
48
Atividade 1 O experimento da pilha do Daniel
Questotildees que podem auxiliaacute-lo durante a execuccedilatildeo do experimento
6 As placas mudaram de cor apoacutes serem mergulhadas na soluccedilatildeo Explique
7 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
8 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
9 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
7 Limpar as placas com palha de accedilo
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8 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 9 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 10 Interligar os dois potes com a ponte salina 11 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 12 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e
transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo
PauloEdusp 1998
Atividade 2 Anaacutelise sobre experimento
Questotildees sobre o experimento
9 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 10 Como a energia eleacutetrica foi obtida 11 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 12 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 13 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 14 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 15 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 16 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha
UM POUCO DE ELETROQUIMICA
50
A eletroquiacutemica estuda o aproveitamento da transferecircncia de eleacutetrons entre
diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-
versa
Pilhas conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
Eletroacutelise conversatildeo natildeo espontacircnea de energia eleacutetrica em quiacutemica
A seguir estatildeo descritos alguns termos que apareceratildeo no estudo da eletroquiacutemica
ELETRODOS Satildeo assim chamadas as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com
a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica
AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
ENTRA na soluccedilatildeo
CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
DEIXA a soluccedilatildeo
d) ELETROacuteLITOS Satildeo assim chamadas todas as soluccedilotildees que CONDUZEM a
corrente eleacutetrica
e) IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na
soluccedilatildeo
AcircNODO Eletrodo do qual saem os eleacutetrons para o circuito externo da ceacutelula
CAacuteTODO Eletrodo no qual entram os eleacutetrons atraveacutes do circuito externo da ceacutelula
f) CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que
conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e
mergulhados num eletroacutelito
Resumindo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons ( diminuiccedilatildeo de Nox)
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons ( aumento de Nox)
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida (Nox aumenta)
Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz (Nox diminui)
O redutor reduz o oxidante
O oxidante oxida o redutor
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em
energia eleacutetrica
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Cada substacircncia possui uma maior ou menor tendecircncia de perder eleacutetrons
tendecircncia esta chamada de Potencial de Oxidaccedilatildeo Deste modo uma substacircncia X
que tenha um potencial de oxidaccedilatildeo maior que uma substacircncia Y iraacute perder seus
eleacutetrons gradativamente para esta substacircncia se as duas estiverem juntas
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do
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eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu++ Isso provocaraacute diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
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Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
Atividade 3 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o
experimento da pilha de Daniel
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas
dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os
relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em
eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e
conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em
sete itens principais
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Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve
comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos
resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo
do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos
objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser
esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram
utilizados no experimento
32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute
apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela
caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o
experimento
10 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a
profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno
Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos
pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
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Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento
e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na
redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os
objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem
de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed
Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo
de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO
BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro
ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2
ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte
das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos
ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos
Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o
aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Atividade 1 Montagem de um Mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias vocecirc poderaacute construir
o seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo em que vocecirc iraacute aplicar o que
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aprendeu preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo na entrada da
escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas
sobre o assunto estudado Orientado pelo seu professor vocecirc desenvolveraacute accedilotildees
sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre
o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente Poderaacute tambeacutem
compor muacutesicas sobre os assuntos abordados
Atividade 2 Montagem de um Portifolio
Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-
avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos
ao longo do bimestre de modo que venha justificar a questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil
toneladas de lixo eletrocircnico por hora dentro deste destacam-se pilhas e
baterias Este lixo eacute jogado na natureza provocando vaacuterios problemas
ambientais Quais os problemas ambientais que as pilhas e baterias provocam
na natureza e como podemos evitaacute-losrdquo citada no inicio do bimestre
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REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
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opiniatildeo sobre a importacircncia da reciclagem de pilhas em favor do meio ambiente e a necessidade de maiores investimentos nessa aacuterea
AULA 4 Modelo de pilha ideal
Considerando que agrave essa altura os nossos alunos jaacute tenham conhecimento sobre descarte de pilhas e baterias podemos inicializar a segunda etapa da unidade didaacutetica propondo que criem um modelo ideal de pilha (que impacte minimamente o meio ambiente) Essa atividade pode ser realizada em grupo os alunos teratildeo como material base informaccedilotildees jaacute trabalhadas anteriormente
Pode-se sugerir temas como
Pilhas recarregaacuteveis
Fontes de energias alternativas
Utilizaccedilatildeo de metais natildeo agressivos ao meio ambiente ou novos processos de eletroacutelise
Professor e alunos levaratildeo agrave sala de aula livros didaacuteticos paradidaacuteticos perioacutedicos e materiais da internet para consulta e realizaccedilatildeo da atividade propostaOs alunos seratildeo orientados pelo professor para em grupo montarem um modelo ideal de pilha que poderaacute ser apresentada na aula seguinte em forma de seminaacuterio experimento demonstrativo slides ou filmagens
Observaccedilatildeo para facilitar o trabalho o professor pode pedir aos alunos que usem os recursos mencionados acima para confecccedilatildeo do material a ser apresentado extraclasse
AULA 5 Modelos de pilhas produzidos apresentaccedilatildeo
Nesta aula o objetivo eacute que os alunos apresentem o seu modelo ideal de pilha escolhidos e idealizados na aula anterior e produzidos extraclasse Natildeo resta a menor duacutevida que seraacute um facilitador para o aprofundamento dos conteuacutedos gerais e especiacuteficos desta unidade didaacutetica Para que isso aconteccedila pode-se desencadear uma discussatildeo e um acordo coletivo para escolha da melhor pilha apresentada para que a haja compreensatildeo do processo de transformaccedilatildeo de energia quiacutemica em eleacutetrica
Para finalizar esta situaccedilatildeo de aprendizagem podemos avaliar os nossos alunos propondo as questotildees abaixo sugere-se que sejam realizadas individualmente pelos alunos pois somente desta maneira o professor poderaacute diagnosticar se houve o aprendizado real e significativo
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Questotildees sugeridas
1 Eacute possiacutevel produzir energia eleacutetrica atraveacutes de uma transformaccedilatildeo quiacutemica
2 Explique o surgimento da energia eleacutetrica nas transformaccedilotildees quiacutemicas
3 Podemos montar uma pilha ecologicamente correta
4 O funcionamento de uma pilha soacute acontece atraveacutes de transformaccedilatildeo quiacutemica Explique
Situaccedilatildeo de aprendizagem 3- O lado cientiacutefico da Pilha
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem permitiraacute aos alunos compreenderem o funcionamento de uma pilha( conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica ) e a produccedilatildeo de novos materiais atraveacutes da eletrolise (conversatildeo natildeo espontacircnea energia eleacutetrica em quiacutemica) com experimentos
Conteuacutedos e temas eletroacutelise reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo seacuterie de reatividade de metais
Competecircncias e habilidades compreender que existem transformaccedilotildees quiacutemicas que ocorrem com transferecircncia de eleacutetrons e podem gerar corrente eleacutetrica prever a ocorrecircncia de transformaccedilotildees quiacutemicas com a utilizaccedilatildeo da seacuterie de reatividade de metais
Estrateacutegias textos jornaliacutesticos experimentos abordagem investigativa com perguntas
Avaliaccedilatildeo anaacutelise dos resultados experimentais
Recursos materiais para o experimentolousa e giztabelas
Nuacutemero de aulas 4
AULA 1 O experimento da pilha do Daniel
Nessa aula propotildee ao professor a sugestatildeo de roteiro experimental da pilha de Daniel Esse experimento eacute bastante comum e o professor pode fazecirc-lo de maneira demonstrativa ou dividir a sala em grupos para sua realizaccedilatildeo Eacute importante orientar os alunos para que observem atentamente os estados iniciais e finais das placas metaacutelicas assim como da soluccedilatildeo em relaccedilatildeo agrave coloraccedilatildeo brilho e outros aspectos para que a aprendizagem ocorra de forma plena
Questotildees que poderatildeo auxiliar os alunos durante a execuccedilatildeo do experimento
1 As placas mudaram de cor apoacutes serem mergulhadas na soluccedilatildeo Explique
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2 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
3 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
4 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
1 Limpar as placas com palha de accedilo 2 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 3 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 4 Interligar os dois potes com a ponte salina
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5 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 6 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo PauloEdusp 1998
Caso o professor deseje trabalhar outros experimentos abaixo estatildeo descritos alguns (roteiros) para trabalhar o processo de eletroacutelise Dentre eles alguns satildeo bastante simples podem ser realizados de maneira demonstrativa pelo professor ou pelos alunos (divididos em grupo)
1ordf sugestatildeo de experimento
Quem natildeo gosta de receber o troco das compras em moedas novinhas O que ningueacutem gosta mas tem que aceitar eacute aquele monte de moedas enferrujadas e com aparecircncia envelhecida Mas por que elas adquirem este aspecto Tudo comeccedila pela composiccedilatildeo das moedas que satildeo obtidas atraveacutes de ligas metaacutelicas soacute por este fato jaacute se nota porque as moedas satildeo mais resistentes do que notas As ceacutedulas de dinheiro satildeo feitas com papel especial (papel moeda) que eacute resistente mas com o passar de matildeo em matildeo ficam velhas e se rasgam A umidade presente em nossas matildeos eacute que realiza o estrago e as moedas natildeo escapam elas ficam escurecidas devido agrave oxidaccedilatildeo As moedas constituem um dinheiro muito manuseado sendo assim fica inevitaacutevel que entre em contato com a umidade e exposiccedilatildeo ao oxigecircnio fatores necessaacuterios para que ocorra a reaccedilatildeo de oxidaccedilatildeo Mas saiba agora que existe um truque para deixar suas moedinhas novinhas em folha
O que vamos demonstrar a seguir pode ser usado em sala de aula como um experimento de Quiacutemica
Reaccedilotildees de oxidaccedilatildeo em moedas
Vamos usar como exemplo a moeda de 5 centavos pois eacute uma das mais manuseadas Portanto peccedila a seus alunos que tragam moedas envelhecidas neste valor
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Vocecirc sabe de que esta moeda eacute feita Eacute composta de Accedilo e recoberta com Cobre e agrave medida que vai sendo usada vai se formando uma camada de oacutexido de cobre sobre ela Veja a equaccedilatildeo do processo 2 Cu + frac12 O2 rarr Cu2O
O metal Cobre presente na moeda eacute oxidado e forma o monoacutexido de Dicobre (Cu2O) o qual tem coloraccedilatildeo escura daiacute o porquecirc daquela cor horriacutevel O segredo para que as moedas tornem a ficar como eram antes (brilhantes e avermelhadas) eacute deixaacute-las de molho em aacutecido cloriacutedrico Equaccedilatildeo que representa a lavagem Cu2O + 2 HCl rarr Cu2Cl2 + H2O
Como se vecirc na equaccedilatildeo acima o oacutexido reage com aacutecido cloriacutedrico (HCl) e daacute origem a um sal de cobre (Cu2Cl2) esta reaccedilatildeo permite agrave moeda adquirir aparecircncia de nova Por Liacuteria Alves Graduada em Quiacutemica Equipe Brasil Escola
2ordf sugestatildeo de experimento
Pilha de Limatildeo
ou Pilha de Laranja ou ainda Pilha de Batata
Eacute possiacutevel obter eletricidade a partir de um limatildeo Sim natildeo soacute satildeo as pilhas comuns que podem gerar eletricidade E o mais legal eacute que na falta do limatildeo vocecirc pode usar uma laranja ou mesmo uma batata
Na verdade a corrente eleacutetrica surge a partir dos potenciais eleacutetricos de dois metais que satildeo cravados no limatildeo na laranja
e na batata O caraacuteter aacutecido do limatildeolaranja e o caraacuteter baacutesico da batata ajudam na conduccedilatildeo da eletricidade Mas o que eacute que causa esta corrente Pense um pouco antes de prosseguir a leitura
Bom depois de esperar vocecirc pensar um pouquinho vamos prosseguir dois pedaccedilos de metal satildeo usados O melhor resultado surge da combinaccedilatildeo de zinco e cobre mas tambeacutem pode ser usado zinco e alumiacutenio ou ainda latatildeo e alumiacutenio
Alguns tipos de pregos conteacutem zinco e o cobre pode ser encontrado na forma de fios e mesmo na composiccedilatildeo de algumas moedas Pode-se tambeacutem utilizar (na falta destes) uma taxinha destas de latatildeo e um clips
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Apoacutes fincaacute-los no limatildeo (ou laranja ou batata) e uniacute-los por fios pode-se ligaacute-los a um pequeno aparelho eleacutetrico O melhor resultado se daacute usando um destes reloacutegios eletrocircnicos - tira-se a pilha deste e faz-se a ligaccedilatildeo dos fios positivo e negativo nos pequenos terminais do reloacutegio A corrente produzida eacute suficiente para acendecirc-lo ainda que por alguns minutos Natildeo esqueccedila de antes limpar as peccedilas de metal e evitar que elas se toquem no interior do limatildeo (ou da laranja ou ainda da batata)
Cuidados no Experimento
A eletricidade produzida eacute na realidade muito pequena para acender uma lacircmpada comum mesmo as menores Mas eacute possiacutevel acender uma pequena lampadinha se vocecirc quiser substituindo o limatildeo por uma soluccedilatildeo de aacutegua + sal Assim como na soluccedilatildeo salina existem no limatildeo batata e laranja alguns sais que se dissociam em iacuteons positivos e negativos e cada um destes tipos de iacuteons migram para os terminais metaacutelicos O certo eacute dizer que houve uma conduccedilatildeo iocircnica no interior do limatildeo da laranja e da batata Jaacute nos terminais satildeo os eleacutetrons dos metais que migram alcanccedilando o reloacutegio e fazendo-o funcionar com a corrente de eleacutetrons Esta eacute a diferenccedila
Uma lampadinha (ou mesmo um LED - uma lacircmpada especial destas coloridas que existem nos aparelhos de TV e de som esteacutereo geralmente nas cores vermelha e verde) satildeo materiais muito baratos e facilmente encontraacuteveis nas lojas de produtos eleacutetricos Para se acender uma destas lampadinhas eacute necessaacuterio 15 volt e alguns miliamperes o que eacute difiacutecil de se conseguir com apenas 1 limatildeo laranja ou batatinha
A voltagem tambeacutem varia de limatildeo para limatildeo laranja para laranja e batata para batata dependendo de vaacuterios fatores incluindo a acidezbasicidade teor de sais aacutegua Por exemplo um limatildeo pode acender um pequeno circuito eleacutetrico por pouco tempo e soacute Procure testaacute-lo com um voltiacutemetro (um medidor de tensatildeo eleacutetrica) Se for muito difiacutecil mesmo trabalhar com apenas um tente experimentar uma ligaccedilatildeo em seacuterie lacircmpada-cobre-limatildeo-zinco-fio-cobre-limatildeo-zinco-lacircmpada O resultado eacute mais visiacutevel
cienciaemcasacienciavivaptpilha_limaohtml
3ordf sugestatildeo de experimento
Pilha de Batata
Objetivo
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Estudar o funcionamento das ceacutelulas voltaacuteicas e associaccedilotildees em seacuterie Uma batata cortada pela metade duas plaquinhas de cobre e duas plaquinhas de zinco permitem a confecccedilatildeo de uma batateria capaz de acionar um reloacutegio digital por pelo menos dois meses Com certos cuidados os quais comentaremos esse tempo de uso pode ser estendido para cerca de quatro meses
Apresentaccedilatildeo
Os modernos reloacutegios digitais a cristal de quartzo requerem uma baixiacutessima intensidade de corrente eleacutetrica para seu funcionamento Se vocecirc tiver um bom microamperocircmetro poderaacute constatar que ela seraacute algo como 15 x 10-6 A sob tensatildeo eleacutetrica (ddp) de 135 V Eacute devido a isso que tais reloacutegios podem funcionar com as minuacutesculas baterias bototildees que geram uma fem entre 12 a 14 volts notadamente as baterias com ceacutelulas de mercuacuterio Os experimentos a seguir aproveitam-se dessa propriedade inerente aos circuitos eletrocircnicos --- funcionarem com baixiacutessimas intensidades de corrente eleacutetrica
O que faremos essencialmente seraacute construir baterias a partir de duas ceacutelulas voltaacuteicas que produziratildeo cada uma 06 a 07 V Dois eletrodos distintos (plaquinhas de cobre e zinco) seratildeo introduzidos em meias-batata (ou quiabo ou limatildeo ou abacaxi etc) e associados em seacuterie de modo a constituiacuterem uma bateria [associaccedilatildeo de duas pilhas primaacuterias (ceacutelulas voltaicas)]
Fazendo uma pilha primaacuteria
Corte uma batata pela metade Corte duas chapinhas uma de cobre outra de zinco com cerca de (2 x 4) cm Qualquer espessura das chapinhas entre 1 e 2 mm serviraacute essas chapinhas seratildeo os eletrodos da pilha primaacuteria Solde em cada uma dessas plaquinhas um fio de cobre flexiacutevel (cabinho 22) com cerca de 20 cm de comprimento (descasque as extremidades e estanhe-as --- passe solda) Espete as plaquinhas na meia-batata (bem perpendicular agrave superfiacutecie cortada) deixando para fora apenas cerca de 1 cm e separada por cerca de 08 cm Natildeo deixe as plaquinhas se encontrarem dentro da meia-batata Veja a ilustraccedilatildeo
Fazendo a batateria
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Essa pilha de meia-batata apresentaraacute forccedila eletromotriz (fem) de cerca de 07 V o que pode ser constatado mediante um bom voltocircmetro (resistecircncia interna grande) conectado aos dois fios indicados acima Como iremos necessitar de cerca de 14 V para acionar o reloacutegio digital deveremos construir uma bateria a partir de duas dessas pilhas primaacuterias e associando-as em seacuterie como se ilustra
Preparando o reloacutegio
Qualquer reloacutegio digital que utilize uma bateria botatildeo poderaacute ser usado O que utilizei eacute um CITIZEN - CRYSTON LC A primeira coisa a fazer eacute remover a tampinha em forma de disco do alojamento da bateria botatildeo Retire a bateria pifada Olhe bem para essa bateria e repare que o corpo dela corresponde ao poacutelo positivo enquanto que o botatildeo superior corresponde ao poacutelo negativo Veja dentro do local de alojamento dessa bateria as duas lacircminas de contato uma que encosta no poacutelo positivo da bateria e outra que encosta no poacutelo negativo Solde nessa pequenas lacircminas dois pedaccedilos de cabinho 22 um vermelho ligado na lacircmina positiva e um preto ligado na lacircmina negativa
O fio que vem da plaquinha de cobre da batateria deve ser ligado ao fio vermelho do reloacutegio e o fio que vem da plaquinha de zinco da batateria deve ser ligado ao fio preto do reloacutegio
31
Pronto O reloacutegio jaacute deve estar funcionando Eis as ilustraccedilotildees de minha montagem
Agrave esquerda a proteccedilatildeo de madeira para a montagem numa divisatildeo foi feito o orifiacutecio para inserir o reloacutegio na outra foi colocado um pires quadrado para conter as meias-batatas Agrave direita um destaque da montagem Abaixo detalhes da parte posterior da montagem
Anaacutelise do circuito
A tensatildeo eleacutetrica uacutetil (U) entre os terminais de cada pilha primaacuteria pode ser expressa em termos de sua fem (E) de sua resistecircncia interna (r) e da corrente de intensidade i que por ela circula assim U = E - ri mostrando claramente que a tensatildeo uacutetil depende da intensidade da corrente eleacutetrica solicitada (i)
Em circuito aberto um bom voltocircmetro (Rvint--gt conectado aos eletrodos fornece Uaberto= E pois iaberto = 0 Um bom amperocircmetro (Raint--gt0) conectado diretamente entre os eletrodos (curto-circuitando a pilha) fornece Icc = Er uma vez que Ucc = 0 Da leitura da fem E (via voltocircmetro) e da corrente de curto circuito icc
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(via amperocircmetro) obtemos r = Eicc Para nossa montagem esse valor resultou ao redor dos 3 000 ohms e E = 07 V
Para as duas pilhas em seacuterie formando nossa batateria teremos Ebat = 14 V
e rbat = 6 000
Sob ddp uacutetil de 12 V teremos i = (Ebat- U)r = (14 - 12)6000 = 3 x 10-5 A que satildeo suficientes para o funcionamento do reloacutegio digital
Como dissemos como eletroacutelito podemos usar limatildeo abacaxi pepino uvas cebolas etc e como eletrodos podemos usar os pares cobrezinco magneacutesioferro alumiacuteniocobre prego zincadocobre etc Para cada par deve-se testar antes de ligar no reloacutegio qual a polaridade obtida (sob risco que queimar o cristal de quartzo) para a bateria Por exemplo se for usado eletrodos de magneacutesio e de ferro o magneacutesio seraacute o terminal negativo e o ferro o terminal positivo Calculadoras e jogos eletrocircnicos tambeacutem funcionam com tais baterias culinaacuterias Eis abaixo uma tomateria uma bateria de tomates
Mais teoria As reaccedilotildees nas ceacutelulas voltaacuteicas satildeo
catodo Zn lt==gt Zn2 + 2e anodo 2H+ + 2e lt==gt H2
A FEM da reaccedilatildeo vem expressa por E(ZnZn22H+H2) = Eo +
(RTnF)ln([Zn2+][H+]2) O eletrodo de cobre opera apenas como coletor de eleacutetrons podendo ser substituiacutedo por platina ou outro metal inerte
httpwwwfeiradecienciascombrsala1212_21asp
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Aulas 2 e 3 Reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo e o uso da tabela de potenciais de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo
Com a utilizaccedilatildeo dos dados recolhidos pelos alunos sobre o experimento anterior pode-se introduzir o conteuacutedo sobre reaccedilotildees de oxirreduccedilatildeo e o uso da tabela de potenciais de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo
Para facilitar a inicializaccedilatildeo do conteuacutedo pode-se retomar algumas questotildees dos experimentos anteriores
1 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 2 Como a energia eleacutetrica foi obtida 3 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 4 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 5 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 6 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 7 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 8 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha Conteuacutedo sugerido para trabalhar o conceito de reaccedilatildeo de oxidorreduccedilatildeo
A eletroquiacutemica eacute o estudo sobre a transferecircncia de eleacutetrons entre diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-versa Pilhas e baterias satildeo reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo capazes de gerar corrente eleacutetrica Eletroacutelise satildeo reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo produzidas pela passagem da corrente eleacutetrica Numa eletrolise existe os seguintes termos CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e mergulhados num eletroacutelito ELETRODOS Satildeo as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica ELETROacuteLITOS Satildeo as soluccedilotildees que conduzem a corrente eleacutetrica AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula entra na soluccedilatildeo CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula deixa a soluccedilatildeo IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na soluccedilatildeo Resumo
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons aumenta o numero de oxidaccedilatildeo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons diminui o numero de oxidaccedilatildeo
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Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz o numero de oxidaccedilatildeo diminui
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida o numero de oxidaccedilatildeo aumenta
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em energia eleacutetrica
BIBLIOGRAFIA sobre o conceito de oxidorreduccedilatildeo Programa de ensino para jovens e adultosescola da juventude Ciecircncias da NaturezaMatemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemicaeditora iacutecone ltdaSatildeo Paulo
Figura retirada WWWgooglecombr
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
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A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu
++ Isso provocaraacute
diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo
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que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
AULA 4 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o experimento da pilha de Daniel
Confecccedilatildeo de relatoacuterio pode-se trabalhar produccedilatildeo de textos do gecircnero artigo de opiniatildeo (conclusatildeo) e resumos ( introduccedilatildeo) Com o relatoacuterio em matildeos o
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professor poderaacute avaliar se houve aprendizagem real ou natildeo Espera-se que os alunos possam descrever em seu relatoacuterio os seguintes toacutepicos
Na pilha de Daniel o eletrodo de cobre metaacutelico que recebe eleacutetrons eacute chamado de caacutetodo ou terminal positivo e a lacircmina de zinco que cede eleacutetrons eacute o acircnodo ou terminal negativo O conjunto montado no experimento eacute uma pilha de Daniell com ponte salina A placa de zinco fornece eleacutetrons oxidando-se atraveacutes do fio para a placa de cobre que reduziraacute iacuteons de cobre na soluccedilatildeo Os eleacutetrons passando atraveacutes do fio iratildeo alimentar o cartatildeo musical Invertendo-se os fios de ligaccedilatildeo da pilha o terminal negativo do cartatildeo musical estaraacute ligado ao caacutetodo da pilha e o terminal positivo ao acircnodo Esta inversatildeo do sentido da corrente natildeo permite que o cartatildeo musical funcione
Sugestatildeo de modelo de relatoacuterio
RELATOacuteRIO
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em sete itens principais
Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram utilizados no experimento
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32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o experimento
5 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2 ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
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baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Conteuacutedo e temas impactos ambientais relacionado ao uso de pilhas e baterias
Competecircncias e habilidades identificar os impactos ambientais causados pelo descarte inadequado de pilhas e baterias avaliar como a composiccedilatildeo das pilhas pode causar possiacuteveis impactos relacionar os impactos causados pelas induacutestrias nos processos de eletroacutelise refletir sobre a importacircncia da adoccedilatildeo de posturas conscientes com relaccedilatildeo ao consumo e descarte de pilhas e baterias
Estrateacutegias elaboraccedilatildeo de mural produccedilatildeo de folder
Recursos biombos para anexar material produzido cartolinas fitas adesivas
Avaliaccedilatildeo participaccedilatildeo e envolvimento
Nuacutemero de aulas 3
AULA 1 Elaboraccedilatildeo de mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias os alunos finalizaratildeo a segunda etapa desta unidade didaacutetica construindo seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo Nesse momento comeccedila-se a desenvolver a terceira etapa dessa unidade ( que eacute uma das mais importantes)pois os alunos iratildeo aplicar o que aprenderam preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo em um local estrateacutegico da escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas sobre o assunto estudado O nosso estudante nesta etapa final da unidade temaacutetica poderaacute desenvolver accedilotildees sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente e tambeacutem composiccedilatildeo de muacutesicas sobre os assuntos abordados
AULA 2 A escola como ponto de coleta de pilhas e baterias
Os alunos apoacutes terem finalizado o trabalho da aula anterior poderatildeo distribuir agrave comunidade o material confeccionado sensibilizando-a buscando parcerias para que a escola seja um ponto de coleta desses materiais pois somente com accedilotildees dessa natureza podemos acreditar que possam desenvolver a accedilatildeo social e ambiental desejada
AULA 3 Retomada das questotildees diagnoacutesticas poacutes desenvolvimento da unidade didaacutetica
Eacute importante retomar as questotildees aplicadas no iniacutecio dessa unidade pois somente assim teremos a certeza do quanto os alunos assimilaram de conhecimento cientiacutefico Muito importante nesse momento tambeacutem eacute poder avaliaacute-los como indiviacuteduos atuantes na sociedade
AULA 4 Avaliaccedilatildeo final
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Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos (sugere-se que contenha mapa conceitual dos conteuacutedos apreendidos) e devolutiva das questotildees comentadas
Consideraccedilotildees finais
A eletroquiacutemica trabalhada da forma que estaacute sendo apresentada nessa unidade didaacutetica leva o aluno a adquirir conhecimentos de maneira significativa O ensino atraveacutes da experimentaccedilatildeo o faraacute tirar suas proacuteprias conclusotildees e ter um aprendizado real produzindo nele mudanccedila de postura diante dos fatos observados refletindo e opinando criticamente frente a informaccedilotildees que poderaacute encontrar doravante sobre o assunto
A participaccedilatildeo e a integraccedilatildeo do aluno nas aulas tecircm que ser consideradas ponto de partida para que o mesmo possa compreender que as transformaccedilotildees quiacutemicas fazem parte do seu cotidiano Toda tecnologia existente eacute produto dessas transformaccedilotildees
Finalizando o estudo dessa unidade espera-se que o aluno natildeo soacute compreenda a importacircncia das transformaccedilotildees quiacutemicas mas que esteja envolvido a ponto de adotar uma postura responsaacutevel em relaccedilatildeo aos impactos ambientais causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e baterias e dentro dessa nova postura possa tomar decisotildees e atuar de forma eacutetica no meio em que vive
REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
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9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
14- Programa de ensino para jovens e adultos escola da juventude Ciecircncias da Natureza Matemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemica Editora Iacutecone Ltda Satildeo Paulo
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Imagem maisumtekofileswordpresscom
2009
Katia Regina Varela Roa-DE SUZANO
Gilson Silva ndashDE CAEIRAS
Leonardo Bassi Ubeda das Neves-DE SUZANO
Massuko Sawayama Warigoda-DE MOGI DAS
CRUZES
GEPEQ- USP CURSO DE FORMACcedilAtildeO
CONTINUADA DE PROFESSORES 2008 2009
28082009
PILHAS E BATERIAS USOS E DESCARTES X IMPACTOS AMBIENTAIS Caderno do aluno
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Situaccedilatildeo de aprendizagem 1- As pilhas e baterias que fazem parte do nosso lixo eletrocircnico podem ser prejudiciais ao ser humano
Por meio desta primeira situaccedilatildeo de aprendizagem vocecirc poderaacute reconhecer
que quando descartadas incorretamente pilhas e baterias podem prejudicar o meio
ambiente apesar de indispensaacutevel para o homem E tambeacutem pode comeccedilar a
refletir o porquecirc dessa questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil toneladas de lixo eletrocircnico
por hora dentro deste destacam-se pilhas e baterias Este lixo eacute jogado na
natureza provocando vaacuterios problemas ambientais Quais os problemas
ambientais que as pilhas e baterias provocam na natureza e como podemos
evitaacute-losrdquo
Atividade 1Refletindo sobre pilhas e baterias x impactos ambientais
1 O que vocecirc entende por pilhas E baterias
2 Elas satildeo imprescindiacuteveis na atualidade Onde
3 Existe alguma relaccedilatildeo entre pilha eletricidade e transformaccedilotildees quiacutemicas
4 Que tipo de material(is) vocecirc acha que eacute(satildeo) necessaacuterio(os) para se construir
uma pilha
5 Cite alguns problemas ambientais relacionados ao uso e descarte de pilhas e
baterias Qual deve ser sua postura em relaccedilatildeo a esses problemas
Atividade 2 Pilhas e Baterias x impactos ambientais
Leitura e Anaacutelise de textos
TEXTO 1 Descarte de pilhas e baterias eacute problema seacuterio para meio ambiente
O Brasil eacute o uacutenico paiacutes da Ameacuterica do Sul que regulamenta a fabricaccedilatildeo venda e destinaccedilatildeo final de pilhas e baterias Com a entrada da Resoluccedilatildeo 257 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama) que dispotildee sobre estes resiacuteduos em vigor desde junho de 2001 o Ibama passou a fiscalizar esses limites Ou pelo menos era o que deveria acontecer Em Cuiabaacute por exemplo o gerente do oacutergatildeo Hugo Scheuer declarou natildeo estar a par do assunto mas garantiu ser este seu proacuteximo objetivo por considerar o descarte destes resiacuteduos um problema de grande amplitude Mas enquanto isso o que fazer com pilhas e baterias principalmente as de celulares quando acabam Esta duacutevida eacute frequumlente em toda a populaccedilatildeo
Considerados toacutexicos o lanccedilamento desses resiacuteduos em lixotildees nas margens das estradas ou em terrenos baldios compromete a qualidade ambiental e de vida da populaccedilatildeo Os resiacuteduos pesados quando aterrados migram para partes mais profundas do solo Com isso podem atingir o lenccedilol freaacutetico contaminando a flora e a fauna das regiotildees proacuteximas e ainda causar doenccedilas que variam de lesotildees cerebrais a disfunccedilotildees renais e pulmonares passando por distuacuterbios visuais e
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anemia Segundo a Resoluccedilatildeo 257 os fabricantes e importadores satildeo os responsaacuteveis pelo recolhimento do material e sua destinaccedilatildeo final o que deve ser fiscalizado pelos oacutergatildeos puacuteblicos ambientais Mas em Cuiabaacute apesar do site do Ministeacuterio do Meio Ambiente indicar o endereccedilo de 28 postos nenhum deles efetua o recolhimento apenas duas empresas de celulares recolhem as baterias em seus postos de venda (Vivo e Americel) e a fiscalizaccedilatildeo do Ibama eacute inexistente A Resoluccedilatildeo estabelece que as pilhas e baterias apoacutes o seu esgotamento energeacutetico devem ser entregues pelos usuaacuterios aos estabelecimentos que as comercializam ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelas respectivas induacutestrias Estas por sua vez devem repassaacute-las aos fabricantes e importadores para que passem por procedimentos de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final ambientalmente adequada No artigo 13deg estaacute previsto que as pilhas e baterias que atenderem aos limites previstos no artigo 6deg podem ser dispostas juntamente com os resiacuteduos domiciliares em aterros sanitaacuterios licenciados Mas por falta de aterros licenciados a maior parte das baterias e pilhas usadas continuam tendo os lixotildees irregulares como destino significando um risco para o meio ambiente e para as pessoas Apenas 30 destes resiacuteduos satildeo reciclados No Brasil uma empresa chamada Suzaquim anuncia que deteacutem um processo de reciclagem de baterias
Dependendo do material de que satildeo constituiacutedas pilhas e baterias podem ser jogadas em lixo domeacutestico As pilhas secas composta por zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs as mais consumidas para uso domeacutestico tecircm em sua maioria operado nos limites estabelecidos pelo artigo 6deg da Resoluccedilatildeo 257 As baterias de telefone sem fio de filmadoras de celular ou outros tipos normalmente recarregaacuteveis devem ser devolvidas agraves lojas Os fabricantes estatildeo obrigados a informar nas embalagens a necessidade ou natildeo de devoluccedilatildeo
O Brasil produz cerca de 800 milhotildees de pilhas comuns por ano o que representa seis unidades por habitante Deve-se lembrar que uma uacutenica pilha contamina o solo durante 50 anos Circulam anualmente 10 milhotildees de baterias de celular 12 milhotildees de baterias automotivas e 200 mil baterias industriais Do total de pilhas e baterias consumidas no paiacutes quase 70 satildeo constituiacutedas principalmente por zinco e caacutedmio aproximadamente 30 por amocircnia e manganecircs Ao se desfazer de pilhas e baterias usadas em local inadequado pode-se contaminar o solo a aacutegua e o ar Atraveacutes da cadeia alimentar esse produto chega aos seres humanos causando doenccedilas que afetam o sistema nervoso central Todos satildeo considerados bioacumulativos - acumula-se no organismo ao longo do tempo
RECICLAVEISCOMBR
Texto 2 Metais pesados contaminam meio ambiente e oferecem riscos agrave
sauacutede puacuteblica
Estima-se que cada bateria ou pilha depositada de forma inadequada no meio
ambiente contamine uma aacuterea de um metro quadrado Entretanto o dano ambiental
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pode ser maior se a quantidade desses equipamentos jogados em lixotildees for muito
alta
A dissoluccedilatildeo de metais pesados depositados em aterros
sanitaacuterios improacuteprios pode contaminar lenccediloacuteis freaacuteticos e o
ambiente local Em aterros a dissoluccedilatildeo dos metais eacute mais faacutecil
devido agrave acidez da aacuterea Isso facilita a acumulaccedilatildeo de metais
pesados na cadeia alimentar atraveacutes da contaminaccedilatildeo de
animais e vegetais que podem causar a intoxicaccedilatildeo de seres humanos que venham
a consumir esses alimentos afetados Metais pesados como chumbo caacutedmio
mercuacuterio e seus compostos podem provocar graves doenccedilas neuroloacutegicas aleacutem de
afetar a condiccedilatildeo motora
Pilhas e baterias comuns (pequenas usadas em raacutedios por exemplo) podem
ser descartadas no lixo domeacutestico de acordo com a determinaccedilatildeo do Conama No
entanto a professora Andreacutea Bernardes do Departamento de Engenharia de
Materiais da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) avalia que esses
produtos que acabam sendo depositados em aterros sanitaacuterios soacute poderiam ser
descartados nestes locais se houvesse o tratamento adequado do chorume
(substacircncia liacutequida encontrada em lixotildees) O chorume contaminado com metais
pesados contaminaraacute tambeacutem a terra e os lenccediloacuteis freaacuteticos
Marcelo Furtado coordenador da aacuterea de substacircncias toacutexicas do
Greenpeace vecirc com bons olhos a determinaccedilatildeo do Conama A iniciativa serve
como incentivo para que as empresas passem a reduzir o uso de substacircncias
toacutexicas para evitar todo o processo de recolhimento de baterias e pilhas usadas
diz Ele lembra que a tendecircncia eacute que substacircncias reciclaacuteveis sejam usadas cada
vez mais para que a reutilizaccedilatildeo dos produtos seja constante
Danilo FantinelRedaccedilatildeo Terra
Questotildees para anaacutelise do texto
6 Cite algumas das questotildees ambientais relacionadas ao uso de pilhas e baterias Qual deve ser a postura da populaccedilatildeo em relaccedilatildeo a essas questotildees 7 Com base na legislaccedilatildeo apresentada explique como deve ser feito o descarte de pilhas e baterias Quais impecilhos poderatildeo dificultar o cumprimento da lei 8 Qual o destino que deve ser dado agraves pilhas que seratildeo descartadas Existem formas de reciclagem Quais 9 Considerando os impactos ambientais que podem ocorrer do descarte inadequado das pilhas e baterias qual a sua opiniatildeo sobre o uso delas Existe uma ideal Explique 10 Vocecirc acha que hoje eacute possiacutevel sobrevivermos sem o uso de pilhas e baterias
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Atividade 3 Trechos do filme WALL-E
Converse com o seu professor sobre o filme a ser assistido na escola caso natildeo seja possiacutevel assista o filme em casa para auxiliaacute-lo nessa atividade
Questotildees para sala de aula reflexatildeo dos assuntos abordados no filme
5 Sente-se um escravo da tecnologia atual ( especificamente aqueles que em curto espaccedilo de tempo geram lixo eletrocircnico tais como celular Ipod Iphone etc) 6 Ficou sensibilizado sobre a quantidade de lixo eletrocircnico que o homem produz 7 Haacute uma remota possibilidade de o Planeta ser recuperado 8 Qual a sua opiniatildeo sobre a mensagem que o filme Wall-E passa 9 Viacutedeo WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97
minutos) som e cor
Situaccedilatildeo de aprendizagem 2 - Que tipos de materiais existem em uma pilha que
a classifique como poluidora do meio ambiente
Apoacutes a visatildeo do que vocecirc teve do filme e discussatildeo de trechos que falam sobre
impactos ambientais provocados pelo mau descarte de pilhas e baterias vocecirc
imagina quais seriam os agentes contaminantes
Atividade 1 Experimento demonstrativo ndash Desmontagem de uma pilha
No inicio da aula entregue para o seu professor um desenho que demonstre os
componentes que estruturam uma pilha
Apoacutes o teacutermino da desmontagem faccedila um novo desenho colocando aquilo que vocecirc
observou Compare o primeiro com o segundo desenho e em poucas linhas
descreva o que mais lhe chamou a atenccedilatildeo
Atividade 2 Buscando orientaccedilotildees com o professor para trabalho de
pesquisa
Leve para sala de aula revistas jornaislivros e mateacuterias de internet trazendo
informaccedilotildees sobre pilha ecologicamente correta
Atividade 3 Reciclagem de pilhas
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Apoacutes a viacutedeoaula sobre a reciclagem de pilhas elabore um artigo de opiniatildeo sobre
a importacircncia da reciclagem de pilhas em favor do meio ambiente e a necessidade
de maiores investimentos nessa aacuterea Ao final entregue a seu professor
Atividade 4 Pesquisa em grupo Pilha ideal
A partir de uma preacutevia busca em revistas jornais livros e internet procure obter
informaccedilotildees sobre uma pilha ideal
Atividade 5 Escolha da Pilha ideal
Apresente o material para o professor e os seus colegas para que seja feita a
escolha da melhor ideia
Questotildees para anaacutelise das ideacuteias sobre pilha ideal
5 Eacute possiacutevel produzir energia eleacutetrica atraveacutes de uma transformaccedilatildeo quiacutemica
6 Explique o surgimento da energia eleacutetrica nas transformaccedilotildees quiacutemicas
7 Podemos montar uma pilha ecologicamente correta
8 O funcionamento de uma pilha soacute acontece atraveacutes de transformaccedilatildeo quiacutemica Explique
Situaccedilatildeo de aprendizagem 3- O lado cientiacutefico da Pilha
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem permitiraacute a vocecirc compreender melhor o
funcionamento de uma pilha( conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
) e a produccedilatildeo de novos materiais atraveacutes da eletrolise (conversatildeo natildeo espontacircnea
energia eleacutetrica em quiacutemica) com experimentos Para essa situaccedilatildeo eacute importante
que vocecirc observe e anote em seu caderno tudo que se alterou
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Atividade 1 O experimento da pilha do Daniel
Questotildees que podem auxiliaacute-lo durante a execuccedilatildeo do experimento
6 As placas mudaram de cor apoacutes serem mergulhadas na soluccedilatildeo Explique
7 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
8 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
9 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
7 Limpar as placas com palha de accedilo
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8 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 9 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 10 Interligar os dois potes com a ponte salina 11 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 12 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e
transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo
PauloEdusp 1998
Atividade 2 Anaacutelise sobre experimento
Questotildees sobre o experimento
9 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 10 Como a energia eleacutetrica foi obtida 11 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 12 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 13 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 14 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 15 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 16 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha
UM POUCO DE ELETROQUIMICA
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A eletroquiacutemica estuda o aproveitamento da transferecircncia de eleacutetrons entre
diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-
versa
Pilhas conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
Eletroacutelise conversatildeo natildeo espontacircnea de energia eleacutetrica em quiacutemica
A seguir estatildeo descritos alguns termos que apareceratildeo no estudo da eletroquiacutemica
ELETRODOS Satildeo assim chamadas as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com
a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica
AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
ENTRA na soluccedilatildeo
CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
DEIXA a soluccedilatildeo
d) ELETROacuteLITOS Satildeo assim chamadas todas as soluccedilotildees que CONDUZEM a
corrente eleacutetrica
e) IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na
soluccedilatildeo
AcircNODO Eletrodo do qual saem os eleacutetrons para o circuito externo da ceacutelula
CAacuteTODO Eletrodo no qual entram os eleacutetrons atraveacutes do circuito externo da ceacutelula
f) CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que
conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e
mergulhados num eletroacutelito
Resumindo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons ( diminuiccedilatildeo de Nox)
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons ( aumento de Nox)
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida (Nox aumenta)
Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz (Nox diminui)
O redutor reduz o oxidante
O oxidante oxida o redutor
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em
energia eleacutetrica
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Cada substacircncia possui uma maior ou menor tendecircncia de perder eleacutetrons
tendecircncia esta chamada de Potencial de Oxidaccedilatildeo Deste modo uma substacircncia X
que tenha um potencial de oxidaccedilatildeo maior que uma substacircncia Y iraacute perder seus
eleacutetrons gradativamente para esta substacircncia se as duas estiverem juntas
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do
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eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu++ Isso provocaraacute diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
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Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
Atividade 3 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o
experimento da pilha de Daniel
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas
dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os
relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em
eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e
conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em
sete itens principais
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Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve
comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos
resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo
do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos
objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser
esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram
utilizados no experimento
32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute
apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela
caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o
experimento
10 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a
profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno
Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos
pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
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Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento
e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na
redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os
objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem
de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed
Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo
de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO
BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro
ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2
ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte
das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos
ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos
Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o
aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Atividade 1 Montagem de um Mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias vocecirc poderaacute construir
o seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo em que vocecirc iraacute aplicar o que
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aprendeu preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo na entrada da
escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas
sobre o assunto estudado Orientado pelo seu professor vocecirc desenvolveraacute accedilotildees
sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre
o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente Poderaacute tambeacutem
compor muacutesicas sobre os assuntos abordados
Atividade 2 Montagem de um Portifolio
Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-
avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos
ao longo do bimestre de modo que venha justificar a questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil
toneladas de lixo eletrocircnico por hora dentro deste destacam-se pilhas e
baterias Este lixo eacute jogado na natureza provocando vaacuterios problemas
ambientais Quais os problemas ambientais que as pilhas e baterias provocam
na natureza e como podemos evitaacute-losrdquo citada no inicio do bimestre
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REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
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Questotildees sugeridas
1 Eacute possiacutevel produzir energia eleacutetrica atraveacutes de uma transformaccedilatildeo quiacutemica
2 Explique o surgimento da energia eleacutetrica nas transformaccedilotildees quiacutemicas
3 Podemos montar uma pilha ecologicamente correta
4 O funcionamento de uma pilha soacute acontece atraveacutes de transformaccedilatildeo quiacutemica Explique
Situaccedilatildeo de aprendizagem 3- O lado cientiacutefico da Pilha
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem permitiraacute aos alunos compreenderem o funcionamento de uma pilha( conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica ) e a produccedilatildeo de novos materiais atraveacutes da eletrolise (conversatildeo natildeo espontacircnea energia eleacutetrica em quiacutemica) com experimentos
Conteuacutedos e temas eletroacutelise reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo seacuterie de reatividade de metais
Competecircncias e habilidades compreender que existem transformaccedilotildees quiacutemicas que ocorrem com transferecircncia de eleacutetrons e podem gerar corrente eleacutetrica prever a ocorrecircncia de transformaccedilotildees quiacutemicas com a utilizaccedilatildeo da seacuterie de reatividade de metais
Estrateacutegias textos jornaliacutesticos experimentos abordagem investigativa com perguntas
Avaliaccedilatildeo anaacutelise dos resultados experimentais
Recursos materiais para o experimentolousa e giztabelas
Nuacutemero de aulas 4
AULA 1 O experimento da pilha do Daniel
Nessa aula propotildee ao professor a sugestatildeo de roteiro experimental da pilha de Daniel Esse experimento eacute bastante comum e o professor pode fazecirc-lo de maneira demonstrativa ou dividir a sala em grupos para sua realizaccedilatildeo Eacute importante orientar os alunos para que observem atentamente os estados iniciais e finais das placas metaacutelicas assim como da soluccedilatildeo em relaccedilatildeo agrave coloraccedilatildeo brilho e outros aspectos para que a aprendizagem ocorra de forma plena
Questotildees que poderatildeo auxiliar os alunos durante a execuccedilatildeo do experimento
1 As placas mudaram de cor apoacutes serem mergulhadas na soluccedilatildeo Explique
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2 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
3 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
4 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
1 Limpar as placas com palha de accedilo 2 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 3 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 4 Interligar os dois potes com a ponte salina
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5 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 6 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo PauloEdusp 1998
Caso o professor deseje trabalhar outros experimentos abaixo estatildeo descritos alguns (roteiros) para trabalhar o processo de eletroacutelise Dentre eles alguns satildeo bastante simples podem ser realizados de maneira demonstrativa pelo professor ou pelos alunos (divididos em grupo)
1ordf sugestatildeo de experimento
Quem natildeo gosta de receber o troco das compras em moedas novinhas O que ningueacutem gosta mas tem que aceitar eacute aquele monte de moedas enferrujadas e com aparecircncia envelhecida Mas por que elas adquirem este aspecto Tudo comeccedila pela composiccedilatildeo das moedas que satildeo obtidas atraveacutes de ligas metaacutelicas soacute por este fato jaacute se nota porque as moedas satildeo mais resistentes do que notas As ceacutedulas de dinheiro satildeo feitas com papel especial (papel moeda) que eacute resistente mas com o passar de matildeo em matildeo ficam velhas e se rasgam A umidade presente em nossas matildeos eacute que realiza o estrago e as moedas natildeo escapam elas ficam escurecidas devido agrave oxidaccedilatildeo As moedas constituem um dinheiro muito manuseado sendo assim fica inevitaacutevel que entre em contato com a umidade e exposiccedilatildeo ao oxigecircnio fatores necessaacuterios para que ocorra a reaccedilatildeo de oxidaccedilatildeo Mas saiba agora que existe um truque para deixar suas moedinhas novinhas em folha
O que vamos demonstrar a seguir pode ser usado em sala de aula como um experimento de Quiacutemica
Reaccedilotildees de oxidaccedilatildeo em moedas
Vamos usar como exemplo a moeda de 5 centavos pois eacute uma das mais manuseadas Portanto peccedila a seus alunos que tragam moedas envelhecidas neste valor
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Vocecirc sabe de que esta moeda eacute feita Eacute composta de Accedilo e recoberta com Cobre e agrave medida que vai sendo usada vai se formando uma camada de oacutexido de cobre sobre ela Veja a equaccedilatildeo do processo 2 Cu + frac12 O2 rarr Cu2O
O metal Cobre presente na moeda eacute oxidado e forma o monoacutexido de Dicobre (Cu2O) o qual tem coloraccedilatildeo escura daiacute o porquecirc daquela cor horriacutevel O segredo para que as moedas tornem a ficar como eram antes (brilhantes e avermelhadas) eacute deixaacute-las de molho em aacutecido cloriacutedrico Equaccedilatildeo que representa a lavagem Cu2O + 2 HCl rarr Cu2Cl2 + H2O
Como se vecirc na equaccedilatildeo acima o oacutexido reage com aacutecido cloriacutedrico (HCl) e daacute origem a um sal de cobre (Cu2Cl2) esta reaccedilatildeo permite agrave moeda adquirir aparecircncia de nova Por Liacuteria Alves Graduada em Quiacutemica Equipe Brasil Escola
2ordf sugestatildeo de experimento
Pilha de Limatildeo
ou Pilha de Laranja ou ainda Pilha de Batata
Eacute possiacutevel obter eletricidade a partir de um limatildeo Sim natildeo soacute satildeo as pilhas comuns que podem gerar eletricidade E o mais legal eacute que na falta do limatildeo vocecirc pode usar uma laranja ou mesmo uma batata
Na verdade a corrente eleacutetrica surge a partir dos potenciais eleacutetricos de dois metais que satildeo cravados no limatildeo na laranja
e na batata O caraacuteter aacutecido do limatildeolaranja e o caraacuteter baacutesico da batata ajudam na conduccedilatildeo da eletricidade Mas o que eacute que causa esta corrente Pense um pouco antes de prosseguir a leitura
Bom depois de esperar vocecirc pensar um pouquinho vamos prosseguir dois pedaccedilos de metal satildeo usados O melhor resultado surge da combinaccedilatildeo de zinco e cobre mas tambeacutem pode ser usado zinco e alumiacutenio ou ainda latatildeo e alumiacutenio
Alguns tipos de pregos conteacutem zinco e o cobre pode ser encontrado na forma de fios e mesmo na composiccedilatildeo de algumas moedas Pode-se tambeacutem utilizar (na falta destes) uma taxinha destas de latatildeo e um clips
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Apoacutes fincaacute-los no limatildeo (ou laranja ou batata) e uniacute-los por fios pode-se ligaacute-los a um pequeno aparelho eleacutetrico O melhor resultado se daacute usando um destes reloacutegios eletrocircnicos - tira-se a pilha deste e faz-se a ligaccedilatildeo dos fios positivo e negativo nos pequenos terminais do reloacutegio A corrente produzida eacute suficiente para acendecirc-lo ainda que por alguns minutos Natildeo esqueccedila de antes limpar as peccedilas de metal e evitar que elas se toquem no interior do limatildeo (ou da laranja ou ainda da batata)
Cuidados no Experimento
A eletricidade produzida eacute na realidade muito pequena para acender uma lacircmpada comum mesmo as menores Mas eacute possiacutevel acender uma pequena lampadinha se vocecirc quiser substituindo o limatildeo por uma soluccedilatildeo de aacutegua + sal Assim como na soluccedilatildeo salina existem no limatildeo batata e laranja alguns sais que se dissociam em iacuteons positivos e negativos e cada um destes tipos de iacuteons migram para os terminais metaacutelicos O certo eacute dizer que houve uma conduccedilatildeo iocircnica no interior do limatildeo da laranja e da batata Jaacute nos terminais satildeo os eleacutetrons dos metais que migram alcanccedilando o reloacutegio e fazendo-o funcionar com a corrente de eleacutetrons Esta eacute a diferenccedila
Uma lampadinha (ou mesmo um LED - uma lacircmpada especial destas coloridas que existem nos aparelhos de TV e de som esteacutereo geralmente nas cores vermelha e verde) satildeo materiais muito baratos e facilmente encontraacuteveis nas lojas de produtos eleacutetricos Para se acender uma destas lampadinhas eacute necessaacuterio 15 volt e alguns miliamperes o que eacute difiacutecil de se conseguir com apenas 1 limatildeo laranja ou batatinha
A voltagem tambeacutem varia de limatildeo para limatildeo laranja para laranja e batata para batata dependendo de vaacuterios fatores incluindo a acidezbasicidade teor de sais aacutegua Por exemplo um limatildeo pode acender um pequeno circuito eleacutetrico por pouco tempo e soacute Procure testaacute-lo com um voltiacutemetro (um medidor de tensatildeo eleacutetrica) Se for muito difiacutecil mesmo trabalhar com apenas um tente experimentar uma ligaccedilatildeo em seacuterie lacircmpada-cobre-limatildeo-zinco-fio-cobre-limatildeo-zinco-lacircmpada O resultado eacute mais visiacutevel
cienciaemcasacienciavivaptpilha_limaohtml
3ordf sugestatildeo de experimento
Pilha de Batata
Objetivo
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Estudar o funcionamento das ceacutelulas voltaacuteicas e associaccedilotildees em seacuterie Uma batata cortada pela metade duas plaquinhas de cobre e duas plaquinhas de zinco permitem a confecccedilatildeo de uma batateria capaz de acionar um reloacutegio digital por pelo menos dois meses Com certos cuidados os quais comentaremos esse tempo de uso pode ser estendido para cerca de quatro meses
Apresentaccedilatildeo
Os modernos reloacutegios digitais a cristal de quartzo requerem uma baixiacutessima intensidade de corrente eleacutetrica para seu funcionamento Se vocecirc tiver um bom microamperocircmetro poderaacute constatar que ela seraacute algo como 15 x 10-6 A sob tensatildeo eleacutetrica (ddp) de 135 V Eacute devido a isso que tais reloacutegios podem funcionar com as minuacutesculas baterias bototildees que geram uma fem entre 12 a 14 volts notadamente as baterias com ceacutelulas de mercuacuterio Os experimentos a seguir aproveitam-se dessa propriedade inerente aos circuitos eletrocircnicos --- funcionarem com baixiacutessimas intensidades de corrente eleacutetrica
O que faremos essencialmente seraacute construir baterias a partir de duas ceacutelulas voltaacuteicas que produziratildeo cada uma 06 a 07 V Dois eletrodos distintos (plaquinhas de cobre e zinco) seratildeo introduzidos em meias-batata (ou quiabo ou limatildeo ou abacaxi etc) e associados em seacuterie de modo a constituiacuterem uma bateria [associaccedilatildeo de duas pilhas primaacuterias (ceacutelulas voltaicas)]
Fazendo uma pilha primaacuteria
Corte uma batata pela metade Corte duas chapinhas uma de cobre outra de zinco com cerca de (2 x 4) cm Qualquer espessura das chapinhas entre 1 e 2 mm serviraacute essas chapinhas seratildeo os eletrodos da pilha primaacuteria Solde em cada uma dessas plaquinhas um fio de cobre flexiacutevel (cabinho 22) com cerca de 20 cm de comprimento (descasque as extremidades e estanhe-as --- passe solda) Espete as plaquinhas na meia-batata (bem perpendicular agrave superfiacutecie cortada) deixando para fora apenas cerca de 1 cm e separada por cerca de 08 cm Natildeo deixe as plaquinhas se encontrarem dentro da meia-batata Veja a ilustraccedilatildeo
Fazendo a batateria
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Essa pilha de meia-batata apresentaraacute forccedila eletromotriz (fem) de cerca de 07 V o que pode ser constatado mediante um bom voltocircmetro (resistecircncia interna grande) conectado aos dois fios indicados acima Como iremos necessitar de cerca de 14 V para acionar o reloacutegio digital deveremos construir uma bateria a partir de duas dessas pilhas primaacuterias e associando-as em seacuterie como se ilustra
Preparando o reloacutegio
Qualquer reloacutegio digital que utilize uma bateria botatildeo poderaacute ser usado O que utilizei eacute um CITIZEN - CRYSTON LC A primeira coisa a fazer eacute remover a tampinha em forma de disco do alojamento da bateria botatildeo Retire a bateria pifada Olhe bem para essa bateria e repare que o corpo dela corresponde ao poacutelo positivo enquanto que o botatildeo superior corresponde ao poacutelo negativo Veja dentro do local de alojamento dessa bateria as duas lacircminas de contato uma que encosta no poacutelo positivo da bateria e outra que encosta no poacutelo negativo Solde nessa pequenas lacircminas dois pedaccedilos de cabinho 22 um vermelho ligado na lacircmina positiva e um preto ligado na lacircmina negativa
O fio que vem da plaquinha de cobre da batateria deve ser ligado ao fio vermelho do reloacutegio e o fio que vem da plaquinha de zinco da batateria deve ser ligado ao fio preto do reloacutegio
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Pronto O reloacutegio jaacute deve estar funcionando Eis as ilustraccedilotildees de minha montagem
Agrave esquerda a proteccedilatildeo de madeira para a montagem numa divisatildeo foi feito o orifiacutecio para inserir o reloacutegio na outra foi colocado um pires quadrado para conter as meias-batatas Agrave direita um destaque da montagem Abaixo detalhes da parte posterior da montagem
Anaacutelise do circuito
A tensatildeo eleacutetrica uacutetil (U) entre os terminais de cada pilha primaacuteria pode ser expressa em termos de sua fem (E) de sua resistecircncia interna (r) e da corrente de intensidade i que por ela circula assim U = E - ri mostrando claramente que a tensatildeo uacutetil depende da intensidade da corrente eleacutetrica solicitada (i)
Em circuito aberto um bom voltocircmetro (Rvint--gt conectado aos eletrodos fornece Uaberto= E pois iaberto = 0 Um bom amperocircmetro (Raint--gt0) conectado diretamente entre os eletrodos (curto-circuitando a pilha) fornece Icc = Er uma vez que Ucc = 0 Da leitura da fem E (via voltocircmetro) e da corrente de curto circuito icc
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(via amperocircmetro) obtemos r = Eicc Para nossa montagem esse valor resultou ao redor dos 3 000 ohms e E = 07 V
Para as duas pilhas em seacuterie formando nossa batateria teremos Ebat = 14 V
e rbat = 6 000
Sob ddp uacutetil de 12 V teremos i = (Ebat- U)r = (14 - 12)6000 = 3 x 10-5 A que satildeo suficientes para o funcionamento do reloacutegio digital
Como dissemos como eletroacutelito podemos usar limatildeo abacaxi pepino uvas cebolas etc e como eletrodos podemos usar os pares cobrezinco magneacutesioferro alumiacuteniocobre prego zincadocobre etc Para cada par deve-se testar antes de ligar no reloacutegio qual a polaridade obtida (sob risco que queimar o cristal de quartzo) para a bateria Por exemplo se for usado eletrodos de magneacutesio e de ferro o magneacutesio seraacute o terminal negativo e o ferro o terminal positivo Calculadoras e jogos eletrocircnicos tambeacutem funcionam com tais baterias culinaacuterias Eis abaixo uma tomateria uma bateria de tomates
Mais teoria As reaccedilotildees nas ceacutelulas voltaacuteicas satildeo
catodo Zn lt==gt Zn2 + 2e anodo 2H+ + 2e lt==gt H2
A FEM da reaccedilatildeo vem expressa por E(ZnZn22H+H2) = Eo +
(RTnF)ln([Zn2+][H+]2) O eletrodo de cobre opera apenas como coletor de eleacutetrons podendo ser substituiacutedo por platina ou outro metal inerte
httpwwwfeiradecienciascombrsala1212_21asp
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Aulas 2 e 3 Reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo e o uso da tabela de potenciais de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo
Com a utilizaccedilatildeo dos dados recolhidos pelos alunos sobre o experimento anterior pode-se introduzir o conteuacutedo sobre reaccedilotildees de oxirreduccedilatildeo e o uso da tabela de potenciais de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo
Para facilitar a inicializaccedilatildeo do conteuacutedo pode-se retomar algumas questotildees dos experimentos anteriores
1 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 2 Como a energia eleacutetrica foi obtida 3 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 4 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 5 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 6 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 7 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 8 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha Conteuacutedo sugerido para trabalhar o conceito de reaccedilatildeo de oxidorreduccedilatildeo
A eletroquiacutemica eacute o estudo sobre a transferecircncia de eleacutetrons entre diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-versa Pilhas e baterias satildeo reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo capazes de gerar corrente eleacutetrica Eletroacutelise satildeo reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo produzidas pela passagem da corrente eleacutetrica Numa eletrolise existe os seguintes termos CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e mergulhados num eletroacutelito ELETRODOS Satildeo as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica ELETROacuteLITOS Satildeo as soluccedilotildees que conduzem a corrente eleacutetrica AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula entra na soluccedilatildeo CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula deixa a soluccedilatildeo IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na soluccedilatildeo Resumo
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons aumenta o numero de oxidaccedilatildeo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons diminui o numero de oxidaccedilatildeo
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Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz o numero de oxidaccedilatildeo diminui
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida o numero de oxidaccedilatildeo aumenta
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em energia eleacutetrica
BIBLIOGRAFIA sobre o conceito de oxidorreduccedilatildeo Programa de ensino para jovens e adultosescola da juventude Ciecircncias da NaturezaMatemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemicaeditora iacutecone ltdaSatildeo Paulo
Figura retirada WWWgooglecombr
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
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A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu
++ Isso provocaraacute
diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo
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que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
AULA 4 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o experimento da pilha de Daniel
Confecccedilatildeo de relatoacuterio pode-se trabalhar produccedilatildeo de textos do gecircnero artigo de opiniatildeo (conclusatildeo) e resumos ( introduccedilatildeo) Com o relatoacuterio em matildeos o
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professor poderaacute avaliar se houve aprendizagem real ou natildeo Espera-se que os alunos possam descrever em seu relatoacuterio os seguintes toacutepicos
Na pilha de Daniel o eletrodo de cobre metaacutelico que recebe eleacutetrons eacute chamado de caacutetodo ou terminal positivo e a lacircmina de zinco que cede eleacutetrons eacute o acircnodo ou terminal negativo O conjunto montado no experimento eacute uma pilha de Daniell com ponte salina A placa de zinco fornece eleacutetrons oxidando-se atraveacutes do fio para a placa de cobre que reduziraacute iacuteons de cobre na soluccedilatildeo Os eleacutetrons passando atraveacutes do fio iratildeo alimentar o cartatildeo musical Invertendo-se os fios de ligaccedilatildeo da pilha o terminal negativo do cartatildeo musical estaraacute ligado ao caacutetodo da pilha e o terminal positivo ao acircnodo Esta inversatildeo do sentido da corrente natildeo permite que o cartatildeo musical funcione
Sugestatildeo de modelo de relatoacuterio
RELATOacuteRIO
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em sete itens principais
Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram utilizados no experimento
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32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o experimento
5 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2 ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
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baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Conteuacutedo e temas impactos ambientais relacionado ao uso de pilhas e baterias
Competecircncias e habilidades identificar os impactos ambientais causados pelo descarte inadequado de pilhas e baterias avaliar como a composiccedilatildeo das pilhas pode causar possiacuteveis impactos relacionar os impactos causados pelas induacutestrias nos processos de eletroacutelise refletir sobre a importacircncia da adoccedilatildeo de posturas conscientes com relaccedilatildeo ao consumo e descarte de pilhas e baterias
Estrateacutegias elaboraccedilatildeo de mural produccedilatildeo de folder
Recursos biombos para anexar material produzido cartolinas fitas adesivas
Avaliaccedilatildeo participaccedilatildeo e envolvimento
Nuacutemero de aulas 3
AULA 1 Elaboraccedilatildeo de mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias os alunos finalizaratildeo a segunda etapa desta unidade didaacutetica construindo seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo Nesse momento comeccedila-se a desenvolver a terceira etapa dessa unidade ( que eacute uma das mais importantes)pois os alunos iratildeo aplicar o que aprenderam preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo em um local estrateacutegico da escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas sobre o assunto estudado O nosso estudante nesta etapa final da unidade temaacutetica poderaacute desenvolver accedilotildees sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente e tambeacutem composiccedilatildeo de muacutesicas sobre os assuntos abordados
AULA 2 A escola como ponto de coleta de pilhas e baterias
Os alunos apoacutes terem finalizado o trabalho da aula anterior poderatildeo distribuir agrave comunidade o material confeccionado sensibilizando-a buscando parcerias para que a escola seja um ponto de coleta desses materiais pois somente com accedilotildees dessa natureza podemos acreditar que possam desenvolver a accedilatildeo social e ambiental desejada
AULA 3 Retomada das questotildees diagnoacutesticas poacutes desenvolvimento da unidade didaacutetica
Eacute importante retomar as questotildees aplicadas no iniacutecio dessa unidade pois somente assim teremos a certeza do quanto os alunos assimilaram de conhecimento cientiacutefico Muito importante nesse momento tambeacutem eacute poder avaliaacute-los como indiviacuteduos atuantes na sociedade
AULA 4 Avaliaccedilatildeo final
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Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos (sugere-se que contenha mapa conceitual dos conteuacutedos apreendidos) e devolutiva das questotildees comentadas
Consideraccedilotildees finais
A eletroquiacutemica trabalhada da forma que estaacute sendo apresentada nessa unidade didaacutetica leva o aluno a adquirir conhecimentos de maneira significativa O ensino atraveacutes da experimentaccedilatildeo o faraacute tirar suas proacuteprias conclusotildees e ter um aprendizado real produzindo nele mudanccedila de postura diante dos fatos observados refletindo e opinando criticamente frente a informaccedilotildees que poderaacute encontrar doravante sobre o assunto
A participaccedilatildeo e a integraccedilatildeo do aluno nas aulas tecircm que ser consideradas ponto de partida para que o mesmo possa compreender que as transformaccedilotildees quiacutemicas fazem parte do seu cotidiano Toda tecnologia existente eacute produto dessas transformaccedilotildees
Finalizando o estudo dessa unidade espera-se que o aluno natildeo soacute compreenda a importacircncia das transformaccedilotildees quiacutemicas mas que esteja envolvido a ponto de adotar uma postura responsaacutevel em relaccedilatildeo aos impactos ambientais causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e baterias e dentro dessa nova postura possa tomar decisotildees e atuar de forma eacutetica no meio em que vive
REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
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9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
14- Programa de ensino para jovens e adultos escola da juventude Ciecircncias da Natureza Matemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemica Editora Iacutecone Ltda Satildeo Paulo
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Imagem maisumtekofileswordpresscom
2009
Katia Regina Varela Roa-DE SUZANO
Gilson Silva ndashDE CAEIRAS
Leonardo Bassi Ubeda das Neves-DE SUZANO
Massuko Sawayama Warigoda-DE MOGI DAS
CRUZES
GEPEQ- USP CURSO DE FORMACcedilAtildeO
CONTINUADA DE PROFESSORES 2008 2009
28082009
PILHAS E BATERIAS USOS E DESCARTES X IMPACTOS AMBIENTAIS Caderno do aluno
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Situaccedilatildeo de aprendizagem 1- As pilhas e baterias que fazem parte do nosso lixo eletrocircnico podem ser prejudiciais ao ser humano
Por meio desta primeira situaccedilatildeo de aprendizagem vocecirc poderaacute reconhecer
que quando descartadas incorretamente pilhas e baterias podem prejudicar o meio
ambiente apesar de indispensaacutevel para o homem E tambeacutem pode comeccedilar a
refletir o porquecirc dessa questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil toneladas de lixo eletrocircnico
por hora dentro deste destacam-se pilhas e baterias Este lixo eacute jogado na
natureza provocando vaacuterios problemas ambientais Quais os problemas
ambientais que as pilhas e baterias provocam na natureza e como podemos
evitaacute-losrdquo
Atividade 1Refletindo sobre pilhas e baterias x impactos ambientais
1 O que vocecirc entende por pilhas E baterias
2 Elas satildeo imprescindiacuteveis na atualidade Onde
3 Existe alguma relaccedilatildeo entre pilha eletricidade e transformaccedilotildees quiacutemicas
4 Que tipo de material(is) vocecirc acha que eacute(satildeo) necessaacuterio(os) para se construir
uma pilha
5 Cite alguns problemas ambientais relacionados ao uso e descarte de pilhas e
baterias Qual deve ser sua postura em relaccedilatildeo a esses problemas
Atividade 2 Pilhas e Baterias x impactos ambientais
Leitura e Anaacutelise de textos
TEXTO 1 Descarte de pilhas e baterias eacute problema seacuterio para meio ambiente
O Brasil eacute o uacutenico paiacutes da Ameacuterica do Sul que regulamenta a fabricaccedilatildeo venda e destinaccedilatildeo final de pilhas e baterias Com a entrada da Resoluccedilatildeo 257 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama) que dispotildee sobre estes resiacuteduos em vigor desde junho de 2001 o Ibama passou a fiscalizar esses limites Ou pelo menos era o que deveria acontecer Em Cuiabaacute por exemplo o gerente do oacutergatildeo Hugo Scheuer declarou natildeo estar a par do assunto mas garantiu ser este seu proacuteximo objetivo por considerar o descarte destes resiacuteduos um problema de grande amplitude Mas enquanto isso o que fazer com pilhas e baterias principalmente as de celulares quando acabam Esta duacutevida eacute frequumlente em toda a populaccedilatildeo
Considerados toacutexicos o lanccedilamento desses resiacuteduos em lixotildees nas margens das estradas ou em terrenos baldios compromete a qualidade ambiental e de vida da populaccedilatildeo Os resiacuteduos pesados quando aterrados migram para partes mais profundas do solo Com isso podem atingir o lenccedilol freaacutetico contaminando a flora e a fauna das regiotildees proacuteximas e ainda causar doenccedilas que variam de lesotildees cerebrais a disfunccedilotildees renais e pulmonares passando por distuacuterbios visuais e
44
anemia Segundo a Resoluccedilatildeo 257 os fabricantes e importadores satildeo os responsaacuteveis pelo recolhimento do material e sua destinaccedilatildeo final o que deve ser fiscalizado pelos oacutergatildeos puacuteblicos ambientais Mas em Cuiabaacute apesar do site do Ministeacuterio do Meio Ambiente indicar o endereccedilo de 28 postos nenhum deles efetua o recolhimento apenas duas empresas de celulares recolhem as baterias em seus postos de venda (Vivo e Americel) e a fiscalizaccedilatildeo do Ibama eacute inexistente A Resoluccedilatildeo estabelece que as pilhas e baterias apoacutes o seu esgotamento energeacutetico devem ser entregues pelos usuaacuterios aos estabelecimentos que as comercializam ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelas respectivas induacutestrias Estas por sua vez devem repassaacute-las aos fabricantes e importadores para que passem por procedimentos de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final ambientalmente adequada No artigo 13deg estaacute previsto que as pilhas e baterias que atenderem aos limites previstos no artigo 6deg podem ser dispostas juntamente com os resiacuteduos domiciliares em aterros sanitaacuterios licenciados Mas por falta de aterros licenciados a maior parte das baterias e pilhas usadas continuam tendo os lixotildees irregulares como destino significando um risco para o meio ambiente e para as pessoas Apenas 30 destes resiacuteduos satildeo reciclados No Brasil uma empresa chamada Suzaquim anuncia que deteacutem um processo de reciclagem de baterias
Dependendo do material de que satildeo constituiacutedas pilhas e baterias podem ser jogadas em lixo domeacutestico As pilhas secas composta por zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs as mais consumidas para uso domeacutestico tecircm em sua maioria operado nos limites estabelecidos pelo artigo 6deg da Resoluccedilatildeo 257 As baterias de telefone sem fio de filmadoras de celular ou outros tipos normalmente recarregaacuteveis devem ser devolvidas agraves lojas Os fabricantes estatildeo obrigados a informar nas embalagens a necessidade ou natildeo de devoluccedilatildeo
O Brasil produz cerca de 800 milhotildees de pilhas comuns por ano o que representa seis unidades por habitante Deve-se lembrar que uma uacutenica pilha contamina o solo durante 50 anos Circulam anualmente 10 milhotildees de baterias de celular 12 milhotildees de baterias automotivas e 200 mil baterias industriais Do total de pilhas e baterias consumidas no paiacutes quase 70 satildeo constituiacutedas principalmente por zinco e caacutedmio aproximadamente 30 por amocircnia e manganecircs Ao se desfazer de pilhas e baterias usadas em local inadequado pode-se contaminar o solo a aacutegua e o ar Atraveacutes da cadeia alimentar esse produto chega aos seres humanos causando doenccedilas que afetam o sistema nervoso central Todos satildeo considerados bioacumulativos - acumula-se no organismo ao longo do tempo
RECICLAVEISCOMBR
Texto 2 Metais pesados contaminam meio ambiente e oferecem riscos agrave
sauacutede puacuteblica
Estima-se que cada bateria ou pilha depositada de forma inadequada no meio
ambiente contamine uma aacuterea de um metro quadrado Entretanto o dano ambiental
45
pode ser maior se a quantidade desses equipamentos jogados em lixotildees for muito
alta
A dissoluccedilatildeo de metais pesados depositados em aterros
sanitaacuterios improacuteprios pode contaminar lenccediloacuteis freaacuteticos e o
ambiente local Em aterros a dissoluccedilatildeo dos metais eacute mais faacutecil
devido agrave acidez da aacuterea Isso facilita a acumulaccedilatildeo de metais
pesados na cadeia alimentar atraveacutes da contaminaccedilatildeo de
animais e vegetais que podem causar a intoxicaccedilatildeo de seres humanos que venham
a consumir esses alimentos afetados Metais pesados como chumbo caacutedmio
mercuacuterio e seus compostos podem provocar graves doenccedilas neuroloacutegicas aleacutem de
afetar a condiccedilatildeo motora
Pilhas e baterias comuns (pequenas usadas em raacutedios por exemplo) podem
ser descartadas no lixo domeacutestico de acordo com a determinaccedilatildeo do Conama No
entanto a professora Andreacutea Bernardes do Departamento de Engenharia de
Materiais da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) avalia que esses
produtos que acabam sendo depositados em aterros sanitaacuterios soacute poderiam ser
descartados nestes locais se houvesse o tratamento adequado do chorume
(substacircncia liacutequida encontrada em lixotildees) O chorume contaminado com metais
pesados contaminaraacute tambeacutem a terra e os lenccediloacuteis freaacuteticos
Marcelo Furtado coordenador da aacuterea de substacircncias toacutexicas do
Greenpeace vecirc com bons olhos a determinaccedilatildeo do Conama A iniciativa serve
como incentivo para que as empresas passem a reduzir o uso de substacircncias
toacutexicas para evitar todo o processo de recolhimento de baterias e pilhas usadas
diz Ele lembra que a tendecircncia eacute que substacircncias reciclaacuteveis sejam usadas cada
vez mais para que a reutilizaccedilatildeo dos produtos seja constante
Danilo FantinelRedaccedilatildeo Terra
Questotildees para anaacutelise do texto
6 Cite algumas das questotildees ambientais relacionadas ao uso de pilhas e baterias Qual deve ser a postura da populaccedilatildeo em relaccedilatildeo a essas questotildees 7 Com base na legislaccedilatildeo apresentada explique como deve ser feito o descarte de pilhas e baterias Quais impecilhos poderatildeo dificultar o cumprimento da lei 8 Qual o destino que deve ser dado agraves pilhas que seratildeo descartadas Existem formas de reciclagem Quais 9 Considerando os impactos ambientais que podem ocorrer do descarte inadequado das pilhas e baterias qual a sua opiniatildeo sobre o uso delas Existe uma ideal Explique 10 Vocecirc acha que hoje eacute possiacutevel sobrevivermos sem o uso de pilhas e baterias
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Atividade 3 Trechos do filme WALL-E
Converse com o seu professor sobre o filme a ser assistido na escola caso natildeo seja possiacutevel assista o filme em casa para auxiliaacute-lo nessa atividade
Questotildees para sala de aula reflexatildeo dos assuntos abordados no filme
5 Sente-se um escravo da tecnologia atual ( especificamente aqueles que em curto espaccedilo de tempo geram lixo eletrocircnico tais como celular Ipod Iphone etc) 6 Ficou sensibilizado sobre a quantidade de lixo eletrocircnico que o homem produz 7 Haacute uma remota possibilidade de o Planeta ser recuperado 8 Qual a sua opiniatildeo sobre a mensagem que o filme Wall-E passa 9 Viacutedeo WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97
minutos) som e cor
Situaccedilatildeo de aprendizagem 2 - Que tipos de materiais existem em uma pilha que
a classifique como poluidora do meio ambiente
Apoacutes a visatildeo do que vocecirc teve do filme e discussatildeo de trechos que falam sobre
impactos ambientais provocados pelo mau descarte de pilhas e baterias vocecirc
imagina quais seriam os agentes contaminantes
Atividade 1 Experimento demonstrativo ndash Desmontagem de uma pilha
No inicio da aula entregue para o seu professor um desenho que demonstre os
componentes que estruturam uma pilha
Apoacutes o teacutermino da desmontagem faccedila um novo desenho colocando aquilo que vocecirc
observou Compare o primeiro com o segundo desenho e em poucas linhas
descreva o que mais lhe chamou a atenccedilatildeo
Atividade 2 Buscando orientaccedilotildees com o professor para trabalho de
pesquisa
Leve para sala de aula revistas jornaislivros e mateacuterias de internet trazendo
informaccedilotildees sobre pilha ecologicamente correta
Atividade 3 Reciclagem de pilhas
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Apoacutes a viacutedeoaula sobre a reciclagem de pilhas elabore um artigo de opiniatildeo sobre
a importacircncia da reciclagem de pilhas em favor do meio ambiente e a necessidade
de maiores investimentos nessa aacuterea Ao final entregue a seu professor
Atividade 4 Pesquisa em grupo Pilha ideal
A partir de uma preacutevia busca em revistas jornais livros e internet procure obter
informaccedilotildees sobre uma pilha ideal
Atividade 5 Escolha da Pilha ideal
Apresente o material para o professor e os seus colegas para que seja feita a
escolha da melhor ideia
Questotildees para anaacutelise das ideacuteias sobre pilha ideal
5 Eacute possiacutevel produzir energia eleacutetrica atraveacutes de uma transformaccedilatildeo quiacutemica
6 Explique o surgimento da energia eleacutetrica nas transformaccedilotildees quiacutemicas
7 Podemos montar uma pilha ecologicamente correta
8 O funcionamento de uma pilha soacute acontece atraveacutes de transformaccedilatildeo quiacutemica Explique
Situaccedilatildeo de aprendizagem 3- O lado cientiacutefico da Pilha
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem permitiraacute a vocecirc compreender melhor o
funcionamento de uma pilha( conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
) e a produccedilatildeo de novos materiais atraveacutes da eletrolise (conversatildeo natildeo espontacircnea
energia eleacutetrica em quiacutemica) com experimentos Para essa situaccedilatildeo eacute importante
que vocecirc observe e anote em seu caderno tudo que se alterou
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Atividade 1 O experimento da pilha do Daniel
Questotildees que podem auxiliaacute-lo durante a execuccedilatildeo do experimento
6 As placas mudaram de cor apoacutes serem mergulhadas na soluccedilatildeo Explique
7 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
8 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
9 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
7 Limpar as placas com palha de accedilo
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8 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 9 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 10 Interligar os dois potes com a ponte salina 11 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 12 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e
transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo
PauloEdusp 1998
Atividade 2 Anaacutelise sobre experimento
Questotildees sobre o experimento
9 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 10 Como a energia eleacutetrica foi obtida 11 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 12 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 13 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 14 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 15 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 16 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha
UM POUCO DE ELETROQUIMICA
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A eletroquiacutemica estuda o aproveitamento da transferecircncia de eleacutetrons entre
diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-
versa
Pilhas conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
Eletroacutelise conversatildeo natildeo espontacircnea de energia eleacutetrica em quiacutemica
A seguir estatildeo descritos alguns termos que apareceratildeo no estudo da eletroquiacutemica
ELETRODOS Satildeo assim chamadas as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com
a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica
AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
ENTRA na soluccedilatildeo
CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
DEIXA a soluccedilatildeo
d) ELETROacuteLITOS Satildeo assim chamadas todas as soluccedilotildees que CONDUZEM a
corrente eleacutetrica
e) IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na
soluccedilatildeo
AcircNODO Eletrodo do qual saem os eleacutetrons para o circuito externo da ceacutelula
CAacuteTODO Eletrodo no qual entram os eleacutetrons atraveacutes do circuito externo da ceacutelula
f) CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que
conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e
mergulhados num eletroacutelito
Resumindo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons ( diminuiccedilatildeo de Nox)
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons ( aumento de Nox)
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida (Nox aumenta)
Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz (Nox diminui)
O redutor reduz o oxidante
O oxidante oxida o redutor
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em
energia eleacutetrica
51
Cada substacircncia possui uma maior ou menor tendecircncia de perder eleacutetrons
tendecircncia esta chamada de Potencial de Oxidaccedilatildeo Deste modo uma substacircncia X
que tenha um potencial de oxidaccedilatildeo maior que uma substacircncia Y iraacute perder seus
eleacutetrons gradativamente para esta substacircncia se as duas estiverem juntas
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do
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eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu++ Isso provocaraacute diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
53
Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
Atividade 3 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o
experimento da pilha de Daniel
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas
dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os
relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em
eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e
conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em
sete itens principais
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Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve
comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos
resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo
do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos
objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser
esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram
utilizados no experimento
32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute
apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela
caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o
experimento
10 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a
profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno
Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos
pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
55
Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento
e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na
redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os
objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem
de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed
Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo
de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO
BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro
ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2
ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte
das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos
ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos
Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o
aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Atividade 1 Montagem de um Mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias vocecirc poderaacute construir
o seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo em que vocecirc iraacute aplicar o que
56
aprendeu preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo na entrada da
escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas
sobre o assunto estudado Orientado pelo seu professor vocecirc desenvolveraacute accedilotildees
sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre
o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente Poderaacute tambeacutem
compor muacutesicas sobre os assuntos abordados
Atividade 2 Montagem de um Portifolio
Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-
avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos
ao longo do bimestre de modo que venha justificar a questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil
toneladas de lixo eletrocircnico por hora dentro deste destacam-se pilhas e
baterias Este lixo eacute jogado na natureza provocando vaacuterios problemas
ambientais Quais os problemas ambientais que as pilhas e baterias provocam
na natureza e como podemos evitaacute-losrdquo citada no inicio do bimestre
57
REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
25
2 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
3 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
4 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
1 Limpar as placas com palha de accedilo 2 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 3 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 4 Interligar os dois potes com a ponte salina
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5 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 6 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo PauloEdusp 1998
Caso o professor deseje trabalhar outros experimentos abaixo estatildeo descritos alguns (roteiros) para trabalhar o processo de eletroacutelise Dentre eles alguns satildeo bastante simples podem ser realizados de maneira demonstrativa pelo professor ou pelos alunos (divididos em grupo)
1ordf sugestatildeo de experimento
Quem natildeo gosta de receber o troco das compras em moedas novinhas O que ningueacutem gosta mas tem que aceitar eacute aquele monte de moedas enferrujadas e com aparecircncia envelhecida Mas por que elas adquirem este aspecto Tudo comeccedila pela composiccedilatildeo das moedas que satildeo obtidas atraveacutes de ligas metaacutelicas soacute por este fato jaacute se nota porque as moedas satildeo mais resistentes do que notas As ceacutedulas de dinheiro satildeo feitas com papel especial (papel moeda) que eacute resistente mas com o passar de matildeo em matildeo ficam velhas e se rasgam A umidade presente em nossas matildeos eacute que realiza o estrago e as moedas natildeo escapam elas ficam escurecidas devido agrave oxidaccedilatildeo As moedas constituem um dinheiro muito manuseado sendo assim fica inevitaacutevel que entre em contato com a umidade e exposiccedilatildeo ao oxigecircnio fatores necessaacuterios para que ocorra a reaccedilatildeo de oxidaccedilatildeo Mas saiba agora que existe um truque para deixar suas moedinhas novinhas em folha
O que vamos demonstrar a seguir pode ser usado em sala de aula como um experimento de Quiacutemica
Reaccedilotildees de oxidaccedilatildeo em moedas
Vamos usar como exemplo a moeda de 5 centavos pois eacute uma das mais manuseadas Portanto peccedila a seus alunos que tragam moedas envelhecidas neste valor
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Vocecirc sabe de que esta moeda eacute feita Eacute composta de Accedilo e recoberta com Cobre e agrave medida que vai sendo usada vai se formando uma camada de oacutexido de cobre sobre ela Veja a equaccedilatildeo do processo 2 Cu + frac12 O2 rarr Cu2O
O metal Cobre presente na moeda eacute oxidado e forma o monoacutexido de Dicobre (Cu2O) o qual tem coloraccedilatildeo escura daiacute o porquecirc daquela cor horriacutevel O segredo para que as moedas tornem a ficar como eram antes (brilhantes e avermelhadas) eacute deixaacute-las de molho em aacutecido cloriacutedrico Equaccedilatildeo que representa a lavagem Cu2O + 2 HCl rarr Cu2Cl2 + H2O
Como se vecirc na equaccedilatildeo acima o oacutexido reage com aacutecido cloriacutedrico (HCl) e daacute origem a um sal de cobre (Cu2Cl2) esta reaccedilatildeo permite agrave moeda adquirir aparecircncia de nova Por Liacuteria Alves Graduada em Quiacutemica Equipe Brasil Escola
2ordf sugestatildeo de experimento
Pilha de Limatildeo
ou Pilha de Laranja ou ainda Pilha de Batata
Eacute possiacutevel obter eletricidade a partir de um limatildeo Sim natildeo soacute satildeo as pilhas comuns que podem gerar eletricidade E o mais legal eacute que na falta do limatildeo vocecirc pode usar uma laranja ou mesmo uma batata
Na verdade a corrente eleacutetrica surge a partir dos potenciais eleacutetricos de dois metais que satildeo cravados no limatildeo na laranja
e na batata O caraacuteter aacutecido do limatildeolaranja e o caraacuteter baacutesico da batata ajudam na conduccedilatildeo da eletricidade Mas o que eacute que causa esta corrente Pense um pouco antes de prosseguir a leitura
Bom depois de esperar vocecirc pensar um pouquinho vamos prosseguir dois pedaccedilos de metal satildeo usados O melhor resultado surge da combinaccedilatildeo de zinco e cobre mas tambeacutem pode ser usado zinco e alumiacutenio ou ainda latatildeo e alumiacutenio
Alguns tipos de pregos conteacutem zinco e o cobre pode ser encontrado na forma de fios e mesmo na composiccedilatildeo de algumas moedas Pode-se tambeacutem utilizar (na falta destes) uma taxinha destas de latatildeo e um clips
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Apoacutes fincaacute-los no limatildeo (ou laranja ou batata) e uniacute-los por fios pode-se ligaacute-los a um pequeno aparelho eleacutetrico O melhor resultado se daacute usando um destes reloacutegios eletrocircnicos - tira-se a pilha deste e faz-se a ligaccedilatildeo dos fios positivo e negativo nos pequenos terminais do reloacutegio A corrente produzida eacute suficiente para acendecirc-lo ainda que por alguns minutos Natildeo esqueccedila de antes limpar as peccedilas de metal e evitar que elas se toquem no interior do limatildeo (ou da laranja ou ainda da batata)
Cuidados no Experimento
A eletricidade produzida eacute na realidade muito pequena para acender uma lacircmpada comum mesmo as menores Mas eacute possiacutevel acender uma pequena lampadinha se vocecirc quiser substituindo o limatildeo por uma soluccedilatildeo de aacutegua + sal Assim como na soluccedilatildeo salina existem no limatildeo batata e laranja alguns sais que se dissociam em iacuteons positivos e negativos e cada um destes tipos de iacuteons migram para os terminais metaacutelicos O certo eacute dizer que houve uma conduccedilatildeo iocircnica no interior do limatildeo da laranja e da batata Jaacute nos terminais satildeo os eleacutetrons dos metais que migram alcanccedilando o reloacutegio e fazendo-o funcionar com a corrente de eleacutetrons Esta eacute a diferenccedila
Uma lampadinha (ou mesmo um LED - uma lacircmpada especial destas coloridas que existem nos aparelhos de TV e de som esteacutereo geralmente nas cores vermelha e verde) satildeo materiais muito baratos e facilmente encontraacuteveis nas lojas de produtos eleacutetricos Para se acender uma destas lampadinhas eacute necessaacuterio 15 volt e alguns miliamperes o que eacute difiacutecil de se conseguir com apenas 1 limatildeo laranja ou batatinha
A voltagem tambeacutem varia de limatildeo para limatildeo laranja para laranja e batata para batata dependendo de vaacuterios fatores incluindo a acidezbasicidade teor de sais aacutegua Por exemplo um limatildeo pode acender um pequeno circuito eleacutetrico por pouco tempo e soacute Procure testaacute-lo com um voltiacutemetro (um medidor de tensatildeo eleacutetrica) Se for muito difiacutecil mesmo trabalhar com apenas um tente experimentar uma ligaccedilatildeo em seacuterie lacircmpada-cobre-limatildeo-zinco-fio-cobre-limatildeo-zinco-lacircmpada O resultado eacute mais visiacutevel
cienciaemcasacienciavivaptpilha_limaohtml
3ordf sugestatildeo de experimento
Pilha de Batata
Objetivo
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Estudar o funcionamento das ceacutelulas voltaacuteicas e associaccedilotildees em seacuterie Uma batata cortada pela metade duas plaquinhas de cobre e duas plaquinhas de zinco permitem a confecccedilatildeo de uma batateria capaz de acionar um reloacutegio digital por pelo menos dois meses Com certos cuidados os quais comentaremos esse tempo de uso pode ser estendido para cerca de quatro meses
Apresentaccedilatildeo
Os modernos reloacutegios digitais a cristal de quartzo requerem uma baixiacutessima intensidade de corrente eleacutetrica para seu funcionamento Se vocecirc tiver um bom microamperocircmetro poderaacute constatar que ela seraacute algo como 15 x 10-6 A sob tensatildeo eleacutetrica (ddp) de 135 V Eacute devido a isso que tais reloacutegios podem funcionar com as minuacutesculas baterias bototildees que geram uma fem entre 12 a 14 volts notadamente as baterias com ceacutelulas de mercuacuterio Os experimentos a seguir aproveitam-se dessa propriedade inerente aos circuitos eletrocircnicos --- funcionarem com baixiacutessimas intensidades de corrente eleacutetrica
O que faremos essencialmente seraacute construir baterias a partir de duas ceacutelulas voltaacuteicas que produziratildeo cada uma 06 a 07 V Dois eletrodos distintos (plaquinhas de cobre e zinco) seratildeo introduzidos em meias-batata (ou quiabo ou limatildeo ou abacaxi etc) e associados em seacuterie de modo a constituiacuterem uma bateria [associaccedilatildeo de duas pilhas primaacuterias (ceacutelulas voltaicas)]
Fazendo uma pilha primaacuteria
Corte uma batata pela metade Corte duas chapinhas uma de cobre outra de zinco com cerca de (2 x 4) cm Qualquer espessura das chapinhas entre 1 e 2 mm serviraacute essas chapinhas seratildeo os eletrodos da pilha primaacuteria Solde em cada uma dessas plaquinhas um fio de cobre flexiacutevel (cabinho 22) com cerca de 20 cm de comprimento (descasque as extremidades e estanhe-as --- passe solda) Espete as plaquinhas na meia-batata (bem perpendicular agrave superfiacutecie cortada) deixando para fora apenas cerca de 1 cm e separada por cerca de 08 cm Natildeo deixe as plaquinhas se encontrarem dentro da meia-batata Veja a ilustraccedilatildeo
Fazendo a batateria
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Essa pilha de meia-batata apresentaraacute forccedila eletromotriz (fem) de cerca de 07 V o que pode ser constatado mediante um bom voltocircmetro (resistecircncia interna grande) conectado aos dois fios indicados acima Como iremos necessitar de cerca de 14 V para acionar o reloacutegio digital deveremos construir uma bateria a partir de duas dessas pilhas primaacuterias e associando-as em seacuterie como se ilustra
Preparando o reloacutegio
Qualquer reloacutegio digital que utilize uma bateria botatildeo poderaacute ser usado O que utilizei eacute um CITIZEN - CRYSTON LC A primeira coisa a fazer eacute remover a tampinha em forma de disco do alojamento da bateria botatildeo Retire a bateria pifada Olhe bem para essa bateria e repare que o corpo dela corresponde ao poacutelo positivo enquanto que o botatildeo superior corresponde ao poacutelo negativo Veja dentro do local de alojamento dessa bateria as duas lacircminas de contato uma que encosta no poacutelo positivo da bateria e outra que encosta no poacutelo negativo Solde nessa pequenas lacircminas dois pedaccedilos de cabinho 22 um vermelho ligado na lacircmina positiva e um preto ligado na lacircmina negativa
O fio que vem da plaquinha de cobre da batateria deve ser ligado ao fio vermelho do reloacutegio e o fio que vem da plaquinha de zinco da batateria deve ser ligado ao fio preto do reloacutegio
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Pronto O reloacutegio jaacute deve estar funcionando Eis as ilustraccedilotildees de minha montagem
Agrave esquerda a proteccedilatildeo de madeira para a montagem numa divisatildeo foi feito o orifiacutecio para inserir o reloacutegio na outra foi colocado um pires quadrado para conter as meias-batatas Agrave direita um destaque da montagem Abaixo detalhes da parte posterior da montagem
Anaacutelise do circuito
A tensatildeo eleacutetrica uacutetil (U) entre os terminais de cada pilha primaacuteria pode ser expressa em termos de sua fem (E) de sua resistecircncia interna (r) e da corrente de intensidade i que por ela circula assim U = E - ri mostrando claramente que a tensatildeo uacutetil depende da intensidade da corrente eleacutetrica solicitada (i)
Em circuito aberto um bom voltocircmetro (Rvint--gt conectado aos eletrodos fornece Uaberto= E pois iaberto = 0 Um bom amperocircmetro (Raint--gt0) conectado diretamente entre os eletrodos (curto-circuitando a pilha) fornece Icc = Er uma vez que Ucc = 0 Da leitura da fem E (via voltocircmetro) e da corrente de curto circuito icc
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(via amperocircmetro) obtemos r = Eicc Para nossa montagem esse valor resultou ao redor dos 3 000 ohms e E = 07 V
Para as duas pilhas em seacuterie formando nossa batateria teremos Ebat = 14 V
e rbat = 6 000
Sob ddp uacutetil de 12 V teremos i = (Ebat- U)r = (14 - 12)6000 = 3 x 10-5 A que satildeo suficientes para o funcionamento do reloacutegio digital
Como dissemos como eletroacutelito podemos usar limatildeo abacaxi pepino uvas cebolas etc e como eletrodos podemos usar os pares cobrezinco magneacutesioferro alumiacuteniocobre prego zincadocobre etc Para cada par deve-se testar antes de ligar no reloacutegio qual a polaridade obtida (sob risco que queimar o cristal de quartzo) para a bateria Por exemplo se for usado eletrodos de magneacutesio e de ferro o magneacutesio seraacute o terminal negativo e o ferro o terminal positivo Calculadoras e jogos eletrocircnicos tambeacutem funcionam com tais baterias culinaacuterias Eis abaixo uma tomateria uma bateria de tomates
Mais teoria As reaccedilotildees nas ceacutelulas voltaacuteicas satildeo
catodo Zn lt==gt Zn2 + 2e anodo 2H+ + 2e lt==gt H2
A FEM da reaccedilatildeo vem expressa por E(ZnZn22H+H2) = Eo +
(RTnF)ln([Zn2+][H+]2) O eletrodo de cobre opera apenas como coletor de eleacutetrons podendo ser substituiacutedo por platina ou outro metal inerte
httpwwwfeiradecienciascombrsala1212_21asp
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Aulas 2 e 3 Reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo e o uso da tabela de potenciais de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo
Com a utilizaccedilatildeo dos dados recolhidos pelos alunos sobre o experimento anterior pode-se introduzir o conteuacutedo sobre reaccedilotildees de oxirreduccedilatildeo e o uso da tabela de potenciais de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo
Para facilitar a inicializaccedilatildeo do conteuacutedo pode-se retomar algumas questotildees dos experimentos anteriores
1 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 2 Como a energia eleacutetrica foi obtida 3 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 4 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 5 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 6 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 7 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 8 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha Conteuacutedo sugerido para trabalhar o conceito de reaccedilatildeo de oxidorreduccedilatildeo
A eletroquiacutemica eacute o estudo sobre a transferecircncia de eleacutetrons entre diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-versa Pilhas e baterias satildeo reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo capazes de gerar corrente eleacutetrica Eletroacutelise satildeo reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo produzidas pela passagem da corrente eleacutetrica Numa eletrolise existe os seguintes termos CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e mergulhados num eletroacutelito ELETRODOS Satildeo as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica ELETROacuteLITOS Satildeo as soluccedilotildees que conduzem a corrente eleacutetrica AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula entra na soluccedilatildeo CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula deixa a soluccedilatildeo IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na soluccedilatildeo Resumo
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons aumenta o numero de oxidaccedilatildeo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons diminui o numero de oxidaccedilatildeo
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Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz o numero de oxidaccedilatildeo diminui
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida o numero de oxidaccedilatildeo aumenta
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em energia eleacutetrica
BIBLIOGRAFIA sobre o conceito de oxidorreduccedilatildeo Programa de ensino para jovens e adultosescola da juventude Ciecircncias da NaturezaMatemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemicaeditora iacutecone ltdaSatildeo Paulo
Figura retirada WWWgooglecombr
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
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A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu
++ Isso provocaraacute
diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo
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que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
AULA 4 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o experimento da pilha de Daniel
Confecccedilatildeo de relatoacuterio pode-se trabalhar produccedilatildeo de textos do gecircnero artigo de opiniatildeo (conclusatildeo) e resumos ( introduccedilatildeo) Com o relatoacuterio em matildeos o
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professor poderaacute avaliar se houve aprendizagem real ou natildeo Espera-se que os alunos possam descrever em seu relatoacuterio os seguintes toacutepicos
Na pilha de Daniel o eletrodo de cobre metaacutelico que recebe eleacutetrons eacute chamado de caacutetodo ou terminal positivo e a lacircmina de zinco que cede eleacutetrons eacute o acircnodo ou terminal negativo O conjunto montado no experimento eacute uma pilha de Daniell com ponte salina A placa de zinco fornece eleacutetrons oxidando-se atraveacutes do fio para a placa de cobre que reduziraacute iacuteons de cobre na soluccedilatildeo Os eleacutetrons passando atraveacutes do fio iratildeo alimentar o cartatildeo musical Invertendo-se os fios de ligaccedilatildeo da pilha o terminal negativo do cartatildeo musical estaraacute ligado ao caacutetodo da pilha e o terminal positivo ao acircnodo Esta inversatildeo do sentido da corrente natildeo permite que o cartatildeo musical funcione
Sugestatildeo de modelo de relatoacuterio
RELATOacuteRIO
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em sete itens principais
Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram utilizados no experimento
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32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o experimento
5 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2 ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
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baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Conteuacutedo e temas impactos ambientais relacionado ao uso de pilhas e baterias
Competecircncias e habilidades identificar os impactos ambientais causados pelo descarte inadequado de pilhas e baterias avaliar como a composiccedilatildeo das pilhas pode causar possiacuteveis impactos relacionar os impactos causados pelas induacutestrias nos processos de eletroacutelise refletir sobre a importacircncia da adoccedilatildeo de posturas conscientes com relaccedilatildeo ao consumo e descarte de pilhas e baterias
Estrateacutegias elaboraccedilatildeo de mural produccedilatildeo de folder
Recursos biombos para anexar material produzido cartolinas fitas adesivas
Avaliaccedilatildeo participaccedilatildeo e envolvimento
Nuacutemero de aulas 3
AULA 1 Elaboraccedilatildeo de mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias os alunos finalizaratildeo a segunda etapa desta unidade didaacutetica construindo seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo Nesse momento comeccedila-se a desenvolver a terceira etapa dessa unidade ( que eacute uma das mais importantes)pois os alunos iratildeo aplicar o que aprenderam preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo em um local estrateacutegico da escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas sobre o assunto estudado O nosso estudante nesta etapa final da unidade temaacutetica poderaacute desenvolver accedilotildees sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente e tambeacutem composiccedilatildeo de muacutesicas sobre os assuntos abordados
AULA 2 A escola como ponto de coleta de pilhas e baterias
Os alunos apoacutes terem finalizado o trabalho da aula anterior poderatildeo distribuir agrave comunidade o material confeccionado sensibilizando-a buscando parcerias para que a escola seja um ponto de coleta desses materiais pois somente com accedilotildees dessa natureza podemos acreditar que possam desenvolver a accedilatildeo social e ambiental desejada
AULA 3 Retomada das questotildees diagnoacutesticas poacutes desenvolvimento da unidade didaacutetica
Eacute importante retomar as questotildees aplicadas no iniacutecio dessa unidade pois somente assim teremos a certeza do quanto os alunos assimilaram de conhecimento cientiacutefico Muito importante nesse momento tambeacutem eacute poder avaliaacute-los como indiviacuteduos atuantes na sociedade
AULA 4 Avaliaccedilatildeo final
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Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos (sugere-se que contenha mapa conceitual dos conteuacutedos apreendidos) e devolutiva das questotildees comentadas
Consideraccedilotildees finais
A eletroquiacutemica trabalhada da forma que estaacute sendo apresentada nessa unidade didaacutetica leva o aluno a adquirir conhecimentos de maneira significativa O ensino atraveacutes da experimentaccedilatildeo o faraacute tirar suas proacuteprias conclusotildees e ter um aprendizado real produzindo nele mudanccedila de postura diante dos fatos observados refletindo e opinando criticamente frente a informaccedilotildees que poderaacute encontrar doravante sobre o assunto
A participaccedilatildeo e a integraccedilatildeo do aluno nas aulas tecircm que ser consideradas ponto de partida para que o mesmo possa compreender que as transformaccedilotildees quiacutemicas fazem parte do seu cotidiano Toda tecnologia existente eacute produto dessas transformaccedilotildees
Finalizando o estudo dessa unidade espera-se que o aluno natildeo soacute compreenda a importacircncia das transformaccedilotildees quiacutemicas mas que esteja envolvido a ponto de adotar uma postura responsaacutevel em relaccedilatildeo aos impactos ambientais causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e baterias e dentro dessa nova postura possa tomar decisotildees e atuar de forma eacutetica no meio em que vive
REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
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9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
14- Programa de ensino para jovens e adultos escola da juventude Ciecircncias da Natureza Matemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemica Editora Iacutecone Ltda Satildeo Paulo
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Imagem maisumtekofileswordpresscom
2009
Katia Regina Varela Roa-DE SUZANO
Gilson Silva ndashDE CAEIRAS
Leonardo Bassi Ubeda das Neves-DE SUZANO
Massuko Sawayama Warigoda-DE MOGI DAS
CRUZES
GEPEQ- USP CURSO DE FORMACcedilAtildeO
CONTINUADA DE PROFESSORES 2008 2009
28082009
PILHAS E BATERIAS USOS E DESCARTES X IMPACTOS AMBIENTAIS Caderno do aluno
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Situaccedilatildeo de aprendizagem 1- As pilhas e baterias que fazem parte do nosso lixo eletrocircnico podem ser prejudiciais ao ser humano
Por meio desta primeira situaccedilatildeo de aprendizagem vocecirc poderaacute reconhecer
que quando descartadas incorretamente pilhas e baterias podem prejudicar o meio
ambiente apesar de indispensaacutevel para o homem E tambeacutem pode comeccedilar a
refletir o porquecirc dessa questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil toneladas de lixo eletrocircnico
por hora dentro deste destacam-se pilhas e baterias Este lixo eacute jogado na
natureza provocando vaacuterios problemas ambientais Quais os problemas
ambientais que as pilhas e baterias provocam na natureza e como podemos
evitaacute-losrdquo
Atividade 1Refletindo sobre pilhas e baterias x impactos ambientais
1 O que vocecirc entende por pilhas E baterias
2 Elas satildeo imprescindiacuteveis na atualidade Onde
3 Existe alguma relaccedilatildeo entre pilha eletricidade e transformaccedilotildees quiacutemicas
4 Que tipo de material(is) vocecirc acha que eacute(satildeo) necessaacuterio(os) para se construir
uma pilha
5 Cite alguns problemas ambientais relacionados ao uso e descarte de pilhas e
baterias Qual deve ser sua postura em relaccedilatildeo a esses problemas
Atividade 2 Pilhas e Baterias x impactos ambientais
Leitura e Anaacutelise de textos
TEXTO 1 Descarte de pilhas e baterias eacute problema seacuterio para meio ambiente
O Brasil eacute o uacutenico paiacutes da Ameacuterica do Sul que regulamenta a fabricaccedilatildeo venda e destinaccedilatildeo final de pilhas e baterias Com a entrada da Resoluccedilatildeo 257 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama) que dispotildee sobre estes resiacuteduos em vigor desde junho de 2001 o Ibama passou a fiscalizar esses limites Ou pelo menos era o que deveria acontecer Em Cuiabaacute por exemplo o gerente do oacutergatildeo Hugo Scheuer declarou natildeo estar a par do assunto mas garantiu ser este seu proacuteximo objetivo por considerar o descarte destes resiacuteduos um problema de grande amplitude Mas enquanto isso o que fazer com pilhas e baterias principalmente as de celulares quando acabam Esta duacutevida eacute frequumlente em toda a populaccedilatildeo
Considerados toacutexicos o lanccedilamento desses resiacuteduos em lixotildees nas margens das estradas ou em terrenos baldios compromete a qualidade ambiental e de vida da populaccedilatildeo Os resiacuteduos pesados quando aterrados migram para partes mais profundas do solo Com isso podem atingir o lenccedilol freaacutetico contaminando a flora e a fauna das regiotildees proacuteximas e ainda causar doenccedilas que variam de lesotildees cerebrais a disfunccedilotildees renais e pulmonares passando por distuacuterbios visuais e
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anemia Segundo a Resoluccedilatildeo 257 os fabricantes e importadores satildeo os responsaacuteveis pelo recolhimento do material e sua destinaccedilatildeo final o que deve ser fiscalizado pelos oacutergatildeos puacuteblicos ambientais Mas em Cuiabaacute apesar do site do Ministeacuterio do Meio Ambiente indicar o endereccedilo de 28 postos nenhum deles efetua o recolhimento apenas duas empresas de celulares recolhem as baterias em seus postos de venda (Vivo e Americel) e a fiscalizaccedilatildeo do Ibama eacute inexistente A Resoluccedilatildeo estabelece que as pilhas e baterias apoacutes o seu esgotamento energeacutetico devem ser entregues pelos usuaacuterios aos estabelecimentos que as comercializam ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelas respectivas induacutestrias Estas por sua vez devem repassaacute-las aos fabricantes e importadores para que passem por procedimentos de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final ambientalmente adequada No artigo 13deg estaacute previsto que as pilhas e baterias que atenderem aos limites previstos no artigo 6deg podem ser dispostas juntamente com os resiacuteduos domiciliares em aterros sanitaacuterios licenciados Mas por falta de aterros licenciados a maior parte das baterias e pilhas usadas continuam tendo os lixotildees irregulares como destino significando um risco para o meio ambiente e para as pessoas Apenas 30 destes resiacuteduos satildeo reciclados No Brasil uma empresa chamada Suzaquim anuncia que deteacutem um processo de reciclagem de baterias
Dependendo do material de que satildeo constituiacutedas pilhas e baterias podem ser jogadas em lixo domeacutestico As pilhas secas composta por zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs as mais consumidas para uso domeacutestico tecircm em sua maioria operado nos limites estabelecidos pelo artigo 6deg da Resoluccedilatildeo 257 As baterias de telefone sem fio de filmadoras de celular ou outros tipos normalmente recarregaacuteveis devem ser devolvidas agraves lojas Os fabricantes estatildeo obrigados a informar nas embalagens a necessidade ou natildeo de devoluccedilatildeo
O Brasil produz cerca de 800 milhotildees de pilhas comuns por ano o que representa seis unidades por habitante Deve-se lembrar que uma uacutenica pilha contamina o solo durante 50 anos Circulam anualmente 10 milhotildees de baterias de celular 12 milhotildees de baterias automotivas e 200 mil baterias industriais Do total de pilhas e baterias consumidas no paiacutes quase 70 satildeo constituiacutedas principalmente por zinco e caacutedmio aproximadamente 30 por amocircnia e manganecircs Ao se desfazer de pilhas e baterias usadas em local inadequado pode-se contaminar o solo a aacutegua e o ar Atraveacutes da cadeia alimentar esse produto chega aos seres humanos causando doenccedilas que afetam o sistema nervoso central Todos satildeo considerados bioacumulativos - acumula-se no organismo ao longo do tempo
RECICLAVEISCOMBR
Texto 2 Metais pesados contaminam meio ambiente e oferecem riscos agrave
sauacutede puacuteblica
Estima-se que cada bateria ou pilha depositada de forma inadequada no meio
ambiente contamine uma aacuterea de um metro quadrado Entretanto o dano ambiental
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pode ser maior se a quantidade desses equipamentos jogados em lixotildees for muito
alta
A dissoluccedilatildeo de metais pesados depositados em aterros
sanitaacuterios improacuteprios pode contaminar lenccediloacuteis freaacuteticos e o
ambiente local Em aterros a dissoluccedilatildeo dos metais eacute mais faacutecil
devido agrave acidez da aacuterea Isso facilita a acumulaccedilatildeo de metais
pesados na cadeia alimentar atraveacutes da contaminaccedilatildeo de
animais e vegetais que podem causar a intoxicaccedilatildeo de seres humanos que venham
a consumir esses alimentos afetados Metais pesados como chumbo caacutedmio
mercuacuterio e seus compostos podem provocar graves doenccedilas neuroloacutegicas aleacutem de
afetar a condiccedilatildeo motora
Pilhas e baterias comuns (pequenas usadas em raacutedios por exemplo) podem
ser descartadas no lixo domeacutestico de acordo com a determinaccedilatildeo do Conama No
entanto a professora Andreacutea Bernardes do Departamento de Engenharia de
Materiais da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) avalia que esses
produtos que acabam sendo depositados em aterros sanitaacuterios soacute poderiam ser
descartados nestes locais se houvesse o tratamento adequado do chorume
(substacircncia liacutequida encontrada em lixotildees) O chorume contaminado com metais
pesados contaminaraacute tambeacutem a terra e os lenccediloacuteis freaacuteticos
Marcelo Furtado coordenador da aacuterea de substacircncias toacutexicas do
Greenpeace vecirc com bons olhos a determinaccedilatildeo do Conama A iniciativa serve
como incentivo para que as empresas passem a reduzir o uso de substacircncias
toacutexicas para evitar todo o processo de recolhimento de baterias e pilhas usadas
diz Ele lembra que a tendecircncia eacute que substacircncias reciclaacuteveis sejam usadas cada
vez mais para que a reutilizaccedilatildeo dos produtos seja constante
Danilo FantinelRedaccedilatildeo Terra
Questotildees para anaacutelise do texto
6 Cite algumas das questotildees ambientais relacionadas ao uso de pilhas e baterias Qual deve ser a postura da populaccedilatildeo em relaccedilatildeo a essas questotildees 7 Com base na legislaccedilatildeo apresentada explique como deve ser feito o descarte de pilhas e baterias Quais impecilhos poderatildeo dificultar o cumprimento da lei 8 Qual o destino que deve ser dado agraves pilhas que seratildeo descartadas Existem formas de reciclagem Quais 9 Considerando os impactos ambientais que podem ocorrer do descarte inadequado das pilhas e baterias qual a sua opiniatildeo sobre o uso delas Existe uma ideal Explique 10 Vocecirc acha que hoje eacute possiacutevel sobrevivermos sem o uso de pilhas e baterias
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Atividade 3 Trechos do filme WALL-E
Converse com o seu professor sobre o filme a ser assistido na escola caso natildeo seja possiacutevel assista o filme em casa para auxiliaacute-lo nessa atividade
Questotildees para sala de aula reflexatildeo dos assuntos abordados no filme
5 Sente-se um escravo da tecnologia atual ( especificamente aqueles que em curto espaccedilo de tempo geram lixo eletrocircnico tais como celular Ipod Iphone etc) 6 Ficou sensibilizado sobre a quantidade de lixo eletrocircnico que o homem produz 7 Haacute uma remota possibilidade de o Planeta ser recuperado 8 Qual a sua opiniatildeo sobre a mensagem que o filme Wall-E passa 9 Viacutedeo WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97
minutos) som e cor
Situaccedilatildeo de aprendizagem 2 - Que tipos de materiais existem em uma pilha que
a classifique como poluidora do meio ambiente
Apoacutes a visatildeo do que vocecirc teve do filme e discussatildeo de trechos que falam sobre
impactos ambientais provocados pelo mau descarte de pilhas e baterias vocecirc
imagina quais seriam os agentes contaminantes
Atividade 1 Experimento demonstrativo ndash Desmontagem de uma pilha
No inicio da aula entregue para o seu professor um desenho que demonstre os
componentes que estruturam uma pilha
Apoacutes o teacutermino da desmontagem faccedila um novo desenho colocando aquilo que vocecirc
observou Compare o primeiro com o segundo desenho e em poucas linhas
descreva o que mais lhe chamou a atenccedilatildeo
Atividade 2 Buscando orientaccedilotildees com o professor para trabalho de
pesquisa
Leve para sala de aula revistas jornaislivros e mateacuterias de internet trazendo
informaccedilotildees sobre pilha ecologicamente correta
Atividade 3 Reciclagem de pilhas
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Apoacutes a viacutedeoaula sobre a reciclagem de pilhas elabore um artigo de opiniatildeo sobre
a importacircncia da reciclagem de pilhas em favor do meio ambiente e a necessidade
de maiores investimentos nessa aacuterea Ao final entregue a seu professor
Atividade 4 Pesquisa em grupo Pilha ideal
A partir de uma preacutevia busca em revistas jornais livros e internet procure obter
informaccedilotildees sobre uma pilha ideal
Atividade 5 Escolha da Pilha ideal
Apresente o material para o professor e os seus colegas para que seja feita a
escolha da melhor ideia
Questotildees para anaacutelise das ideacuteias sobre pilha ideal
5 Eacute possiacutevel produzir energia eleacutetrica atraveacutes de uma transformaccedilatildeo quiacutemica
6 Explique o surgimento da energia eleacutetrica nas transformaccedilotildees quiacutemicas
7 Podemos montar uma pilha ecologicamente correta
8 O funcionamento de uma pilha soacute acontece atraveacutes de transformaccedilatildeo quiacutemica Explique
Situaccedilatildeo de aprendizagem 3- O lado cientiacutefico da Pilha
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem permitiraacute a vocecirc compreender melhor o
funcionamento de uma pilha( conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
) e a produccedilatildeo de novos materiais atraveacutes da eletrolise (conversatildeo natildeo espontacircnea
energia eleacutetrica em quiacutemica) com experimentos Para essa situaccedilatildeo eacute importante
que vocecirc observe e anote em seu caderno tudo que se alterou
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Atividade 1 O experimento da pilha do Daniel
Questotildees que podem auxiliaacute-lo durante a execuccedilatildeo do experimento
6 As placas mudaram de cor apoacutes serem mergulhadas na soluccedilatildeo Explique
7 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
8 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
9 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
7 Limpar as placas com palha de accedilo
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8 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 9 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 10 Interligar os dois potes com a ponte salina 11 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 12 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e
transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo
PauloEdusp 1998
Atividade 2 Anaacutelise sobre experimento
Questotildees sobre o experimento
9 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 10 Como a energia eleacutetrica foi obtida 11 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 12 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 13 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 14 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 15 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 16 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha
UM POUCO DE ELETROQUIMICA
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A eletroquiacutemica estuda o aproveitamento da transferecircncia de eleacutetrons entre
diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-
versa
Pilhas conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
Eletroacutelise conversatildeo natildeo espontacircnea de energia eleacutetrica em quiacutemica
A seguir estatildeo descritos alguns termos que apareceratildeo no estudo da eletroquiacutemica
ELETRODOS Satildeo assim chamadas as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com
a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica
AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
ENTRA na soluccedilatildeo
CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
DEIXA a soluccedilatildeo
d) ELETROacuteLITOS Satildeo assim chamadas todas as soluccedilotildees que CONDUZEM a
corrente eleacutetrica
e) IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na
soluccedilatildeo
AcircNODO Eletrodo do qual saem os eleacutetrons para o circuito externo da ceacutelula
CAacuteTODO Eletrodo no qual entram os eleacutetrons atraveacutes do circuito externo da ceacutelula
f) CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que
conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e
mergulhados num eletroacutelito
Resumindo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons ( diminuiccedilatildeo de Nox)
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons ( aumento de Nox)
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida (Nox aumenta)
Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz (Nox diminui)
O redutor reduz o oxidante
O oxidante oxida o redutor
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em
energia eleacutetrica
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Cada substacircncia possui uma maior ou menor tendecircncia de perder eleacutetrons
tendecircncia esta chamada de Potencial de Oxidaccedilatildeo Deste modo uma substacircncia X
que tenha um potencial de oxidaccedilatildeo maior que uma substacircncia Y iraacute perder seus
eleacutetrons gradativamente para esta substacircncia se as duas estiverem juntas
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do
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eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu++ Isso provocaraacute diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
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Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
Atividade 3 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o
experimento da pilha de Daniel
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas
dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os
relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em
eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e
conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em
sete itens principais
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Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve
comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos
resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo
do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos
objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser
esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram
utilizados no experimento
32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute
apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela
caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o
experimento
10 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a
profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno
Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos
pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
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Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento
e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na
redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os
objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem
de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed
Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo
de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO
BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro
ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2
ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte
das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos
ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos
Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o
aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Atividade 1 Montagem de um Mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias vocecirc poderaacute construir
o seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo em que vocecirc iraacute aplicar o que
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aprendeu preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo na entrada da
escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas
sobre o assunto estudado Orientado pelo seu professor vocecirc desenvolveraacute accedilotildees
sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre
o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente Poderaacute tambeacutem
compor muacutesicas sobre os assuntos abordados
Atividade 2 Montagem de um Portifolio
Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-
avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos
ao longo do bimestre de modo que venha justificar a questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil
toneladas de lixo eletrocircnico por hora dentro deste destacam-se pilhas e
baterias Este lixo eacute jogado na natureza provocando vaacuterios problemas
ambientais Quais os problemas ambientais que as pilhas e baterias provocam
na natureza e como podemos evitaacute-losrdquo citada no inicio do bimestre
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REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
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5 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 6 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo PauloEdusp 1998
Caso o professor deseje trabalhar outros experimentos abaixo estatildeo descritos alguns (roteiros) para trabalhar o processo de eletroacutelise Dentre eles alguns satildeo bastante simples podem ser realizados de maneira demonstrativa pelo professor ou pelos alunos (divididos em grupo)
1ordf sugestatildeo de experimento
Quem natildeo gosta de receber o troco das compras em moedas novinhas O que ningueacutem gosta mas tem que aceitar eacute aquele monte de moedas enferrujadas e com aparecircncia envelhecida Mas por que elas adquirem este aspecto Tudo comeccedila pela composiccedilatildeo das moedas que satildeo obtidas atraveacutes de ligas metaacutelicas soacute por este fato jaacute se nota porque as moedas satildeo mais resistentes do que notas As ceacutedulas de dinheiro satildeo feitas com papel especial (papel moeda) que eacute resistente mas com o passar de matildeo em matildeo ficam velhas e se rasgam A umidade presente em nossas matildeos eacute que realiza o estrago e as moedas natildeo escapam elas ficam escurecidas devido agrave oxidaccedilatildeo As moedas constituem um dinheiro muito manuseado sendo assim fica inevitaacutevel que entre em contato com a umidade e exposiccedilatildeo ao oxigecircnio fatores necessaacuterios para que ocorra a reaccedilatildeo de oxidaccedilatildeo Mas saiba agora que existe um truque para deixar suas moedinhas novinhas em folha
O que vamos demonstrar a seguir pode ser usado em sala de aula como um experimento de Quiacutemica
Reaccedilotildees de oxidaccedilatildeo em moedas
Vamos usar como exemplo a moeda de 5 centavos pois eacute uma das mais manuseadas Portanto peccedila a seus alunos que tragam moedas envelhecidas neste valor
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Vocecirc sabe de que esta moeda eacute feita Eacute composta de Accedilo e recoberta com Cobre e agrave medida que vai sendo usada vai se formando uma camada de oacutexido de cobre sobre ela Veja a equaccedilatildeo do processo 2 Cu + frac12 O2 rarr Cu2O
O metal Cobre presente na moeda eacute oxidado e forma o monoacutexido de Dicobre (Cu2O) o qual tem coloraccedilatildeo escura daiacute o porquecirc daquela cor horriacutevel O segredo para que as moedas tornem a ficar como eram antes (brilhantes e avermelhadas) eacute deixaacute-las de molho em aacutecido cloriacutedrico Equaccedilatildeo que representa a lavagem Cu2O + 2 HCl rarr Cu2Cl2 + H2O
Como se vecirc na equaccedilatildeo acima o oacutexido reage com aacutecido cloriacutedrico (HCl) e daacute origem a um sal de cobre (Cu2Cl2) esta reaccedilatildeo permite agrave moeda adquirir aparecircncia de nova Por Liacuteria Alves Graduada em Quiacutemica Equipe Brasil Escola
2ordf sugestatildeo de experimento
Pilha de Limatildeo
ou Pilha de Laranja ou ainda Pilha de Batata
Eacute possiacutevel obter eletricidade a partir de um limatildeo Sim natildeo soacute satildeo as pilhas comuns que podem gerar eletricidade E o mais legal eacute que na falta do limatildeo vocecirc pode usar uma laranja ou mesmo uma batata
Na verdade a corrente eleacutetrica surge a partir dos potenciais eleacutetricos de dois metais que satildeo cravados no limatildeo na laranja
e na batata O caraacuteter aacutecido do limatildeolaranja e o caraacuteter baacutesico da batata ajudam na conduccedilatildeo da eletricidade Mas o que eacute que causa esta corrente Pense um pouco antes de prosseguir a leitura
Bom depois de esperar vocecirc pensar um pouquinho vamos prosseguir dois pedaccedilos de metal satildeo usados O melhor resultado surge da combinaccedilatildeo de zinco e cobre mas tambeacutem pode ser usado zinco e alumiacutenio ou ainda latatildeo e alumiacutenio
Alguns tipos de pregos conteacutem zinco e o cobre pode ser encontrado na forma de fios e mesmo na composiccedilatildeo de algumas moedas Pode-se tambeacutem utilizar (na falta destes) uma taxinha destas de latatildeo e um clips
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Apoacutes fincaacute-los no limatildeo (ou laranja ou batata) e uniacute-los por fios pode-se ligaacute-los a um pequeno aparelho eleacutetrico O melhor resultado se daacute usando um destes reloacutegios eletrocircnicos - tira-se a pilha deste e faz-se a ligaccedilatildeo dos fios positivo e negativo nos pequenos terminais do reloacutegio A corrente produzida eacute suficiente para acendecirc-lo ainda que por alguns minutos Natildeo esqueccedila de antes limpar as peccedilas de metal e evitar que elas se toquem no interior do limatildeo (ou da laranja ou ainda da batata)
Cuidados no Experimento
A eletricidade produzida eacute na realidade muito pequena para acender uma lacircmpada comum mesmo as menores Mas eacute possiacutevel acender uma pequena lampadinha se vocecirc quiser substituindo o limatildeo por uma soluccedilatildeo de aacutegua + sal Assim como na soluccedilatildeo salina existem no limatildeo batata e laranja alguns sais que se dissociam em iacuteons positivos e negativos e cada um destes tipos de iacuteons migram para os terminais metaacutelicos O certo eacute dizer que houve uma conduccedilatildeo iocircnica no interior do limatildeo da laranja e da batata Jaacute nos terminais satildeo os eleacutetrons dos metais que migram alcanccedilando o reloacutegio e fazendo-o funcionar com a corrente de eleacutetrons Esta eacute a diferenccedila
Uma lampadinha (ou mesmo um LED - uma lacircmpada especial destas coloridas que existem nos aparelhos de TV e de som esteacutereo geralmente nas cores vermelha e verde) satildeo materiais muito baratos e facilmente encontraacuteveis nas lojas de produtos eleacutetricos Para se acender uma destas lampadinhas eacute necessaacuterio 15 volt e alguns miliamperes o que eacute difiacutecil de se conseguir com apenas 1 limatildeo laranja ou batatinha
A voltagem tambeacutem varia de limatildeo para limatildeo laranja para laranja e batata para batata dependendo de vaacuterios fatores incluindo a acidezbasicidade teor de sais aacutegua Por exemplo um limatildeo pode acender um pequeno circuito eleacutetrico por pouco tempo e soacute Procure testaacute-lo com um voltiacutemetro (um medidor de tensatildeo eleacutetrica) Se for muito difiacutecil mesmo trabalhar com apenas um tente experimentar uma ligaccedilatildeo em seacuterie lacircmpada-cobre-limatildeo-zinco-fio-cobre-limatildeo-zinco-lacircmpada O resultado eacute mais visiacutevel
cienciaemcasacienciavivaptpilha_limaohtml
3ordf sugestatildeo de experimento
Pilha de Batata
Objetivo
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Estudar o funcionamento das ceacutelulas voltaacuteicas e associaccedilotildees em seacuterie Uma batata cortada pela metade duas plaquinhas de cobre e duas plaquinhas de zinco permitem a confecccedilatildeo de uma batateria capaz de acionar um reloacutegio digital por pelo menos dois meses Com certos cuidados os quais comentaremos esse tempo de uso pode ser estendido para cerca de quatro meses
Apresentaccedilatildeo
Os modernos reloacutegios digitais a cristal de quartzo requerem uma baixiacutessima intensidade de corrente eleacutetrica para seu funcionamento Se vocecirc tiver um bom microamperocircmetro poderaacute constatar que ela seraacute algo como 15 x 10-6 A sob tensatildeo eleacutetrica (ddp) de 135 V Eacute devido a isso que tais reloacutegios podem funcionar com as minuacutesculas baterias bototildees que geram uma fem entre 12 a 14 volts notadamente as baterias com ceacutelulas de mercuacuterio Os experimentos a seguir aproveitam-se dessa propriedade inerente aos circuitos eletrocircnicos --- funcionarem com baixiacutessimas intensidades de corrente eleacutetrica
O que faremos essencialmente seraacute construir baterias a partir de duas ceacutelulas voltaacuteicas que produziratildeo cada uma 06 a 07 V Dois eletrodos distintos (plaquinhas de cobre e zinco) seratildeo introduzidos em meias-batata (ou quiabo ou limatildeo ou abacaxi etc) e associados em seacuterie de modo a constituiacuterem uma bateria [associaccedilatildeo de duas pilhas primaacuterias (ceacutelulas voltaicas)]
Fazendo uma pilha primaacuteria
Corte uma batata pela metade Corte duas chapinhas uma de cobre outra de zinco com cerca de (2 x 4) cm Qualquer espessura das chapinhas entre 1 e 2 mm serviraacute essas chapinhas seratildeo os eletrodos da pilha primaacuteria Solde em cada uma dessas plaquinhas um fio de cobre flexiacutevel (cabinho 22) com cerca de 20 cm de comprimento (descasque as extremidades e estanhe-as --- passe solda) Espete as plaquinhas na meia-batata (bem perpendicular agrave superfiacutecie cortada) deixando para fora apenas cerca de 1 cm e separada por cerca de 08 cm Natildeo deixe as plaquinhas se encontrarem dentro da meia-batata Veja a ilustraccedilatildeo
Fazendo a batateria
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Essa pilha de meia-batata apresentaraacute forccedila eletromotriz (fem) de cerca de 07 V o que pode ser constatado mediante um bom voltocircmetro (resistecircncia interna grande) conectado aos dois fios indicados acima Como iremos necessitar de cerca de 14 V para acionar o reloacutegio digital deveremos construir uma bateria a partir de duas dessas pilhas primaacuterias e associando-as em seacuterie como se ilustra
Preparando o reloacutegio
Qualquer reloacutegio digital que utilize uma bateria botatildeo poderaacute ser usado O que utilizei eacute um CITIZEN - CRYSTON LC A primeira coisa a fazer eacute remover a tampinha em forma de disco do alojamento da bateria botatildeo Retire a bateria pifada Olhe bem para essa bateria e repare que o corpo dela corresponde ao poacutelo positivo enquanto que o botatildeo superior corresponde ao poacutelo negativo Veja dentro do local de alojamento dessa bateria as duas lacircminas de contato uma que encosta no poacutelo positivo da bateria e outra que encosta no poacutelo negativo Solde nessa pequenas lacircminas dois pedaccedilos de cabinho 22 um vermelho ligado na lacircmina positiva e um preto ligado na lacircmina negativa
O fio que vem da plaquinha de cobre da batateria deve ser ligado ao fio vermelho do reloacutegio e o fio que vem da plaquinha de zinco da batateria deve ser ligado ao fio preto do reloacutegio
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Pronto O reloacutegio jaacute deve estar funcionando Eis as ilustraccedilotildees de minha montagem
Agrave esquerda a proteccedilatildeo de madeira para a montagem numa divisatildeo foi feito o orifiacutecio para inserir o reloacutegio na outra foi colocado um pires quadrado para conter as meias-batatas Agrave direita um destaque da montagem Abaixo detalhes da parte posterior da montagem
Anaacutelise do circuito
A tensatildeo eleacutetrica uacutetil (U) entre os terminais de cada pilha primaacuteria pode ser expressa em termos de sua fem (E) de sua resistecircncia interna (r) e da corrente de intensidade i que por ela circula assim U = E - ri mostrando claramente que a tensatildeo uacutetil depende da intensidade da corrente eleacutetrica solicitada (i)
Em circuito aberto um bom voltocircmetro (Rvint--gt conectado aos eletrodos fornece Uaberto= E pois iaberto = 0 Um bom amperocircmetro (Raint--gt0) conectado diretamente entre os eletrodos (curto-circuitando a pilha) fornece Icc = Er uma vez que Ucc = 0 Da leitura da fem E (via voltocircmetro) e da corrente de curto circuito icc
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(via amperocircmetro) obtemos r = Eicc Para nossa montagem esse valor resultou ao redor dos 3 000 ohms e E = 07 V
Para as duas pilhas em seacuterie formando nossa batateria teremos Ebat = 14 V
e rbat = 6 000
Sob ddp uacutetil de 12 V teremos i = (Ebat- U)r = (14 - 12)6000 = 3 x 10-5 A que satildeo suficientes para o funcionamento do reloacutegio digital
Como dissemos como eletroacutelito podemos usar limatildeo abacaxi pepino uvas cebolas etc e como eletrodos podemos usar os pares cobrezinco magneacutesioferro alumiacuteniocobre prego zincadocobre etc Para cada par deve-se testar antes de ligar no reloacutegio qual a polaridade obtida (sob risco que queimar o cristal de quartzo) para a bateria Por exemplo se for usado eletrodos de magneacutesio e de ferro o magneacutesio seraacute o terminal negativo e o ferro o terminal positivo Calculadoras e jogos eletrocircnicos tambeacutem funcionam com tais baterias culinaacuterias Eis abaixo uma tomateria uma bateria de tomates
Mais teoria As reaccedilotildees nas ceacutelulas voltaacuteicas satildeo
catodo Zn lt==gt Zn2 + 2e anodo 2H+ + 2e lt==gt H2
A FEM da reaccedilatildeo vem expressa por E(ZnZn22H+H2) = Eo +
(RTnF)ln([Zn2+][H+]2) O eletrodo de cobre opera apenas como coletor de eleacutetrons podendo ser substituiacutedo por platina ou outro metal inerte
httpwwwfeiradecienciascombrsala1212_21asp
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Aulas 2 e 3 Reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo e o uso da tabela de potenciais de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo
Com a utilizaccedilatildeo dos dados recolhidos pelos alunos sobre o experimento anterior pode-se introduzir o conteuacutedo sobre reaccedilotildees de oxirreduccedilatildeo e o uso da tabela de potenciais de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo
Para facilitar a inicializaccedilatildeo do conteuacutedo pode-se retomar algumas questotildees dos experimentos anteriores
1 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 2 Como a energia eleacutetrica foi obtida 3 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 4 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 5 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 6 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 7 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 8 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha Conteuacutedo sugerido para trabalhar o conceito de reaccedilatildeo de oxidorreduccedilatildeo
A eletroquiacutemica eacute o estudo sobre a transferecircncia de eleacutetrons entre diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-versa Pilhas e baterias satildeo reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo capazes de gerar corrente eleacutetrica Eletroacutelise satildeo reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo produzidas pela passagem da corrente eleacutetrica Numa eletrolise existe os seguintes termos CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e mergulhados num eletroacutelito ELETRODOS Satildeo as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica ELETROacuteLITOS Satildeo as soluccedilotildees que conduzem a corrente eleacutetrica AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula entra na soluccedilatildeo CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula deixa a soluccedilatildeo IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na soluccedilatildeo Resumo
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons aumenta o numero de oxidaccedilatildeo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons diminui o numero de oxidaccedilatildeo
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Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz o numero de oxidaccedilatildeo diminui
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida o numero de oxidaccedilatildeo aumenta
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em energia eleacutetrica
BIBLIOGRAFIA sobre o conceito de oxidorreduccedilatildeo Programa de ensino para jovens e adultosescola da juventude Ciecircncias da NaturezaMatemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemicaeditora iacutecone ltdaSatildeo Paulo
Figura retirada WWWgooglecombr
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
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A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu
++ Isso provocaraacute
diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo
36
que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
AULA 4 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o experimento da pilha de Daniel
Confecccedilatildeo de relatoacuterio pode-se trabalhar produccedilatildeo de textos do gecircnero artigo de opiniatildeo (conclusatildeo) e resumos ( introduccedilatildeo) Com o relatoacuterio em matildeos o
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professor poderaacute avaliar se houve aprendizagem real ou natildeo Espera-se que os alunos possam descrever em seu relatoacuterio os seguintes toacutepicos
Na pilha de Daniel o eletrodo de cobre metaacutelico que recebe eleacutetrons eacute chamado de caacutetodo ou terminal positivo e a lacircmina de zinco que cede eleacutetrons eacute o acircnodo ou terminal negativo O conjunto montado no experimento eacute uma pilha de Daniell com ponte salina A placa de zinco fornece eleacutetrons oxidando-se atraveacutes do fio para a placa de cobre que reduziraacute iacuteons de cobre na soluccedilatildeo Os eleacutetrons passando atraveacutes do fio iratildeo alimentar o cartatildeo musical Invertendo-se os fios de ligaccedilatildeo da pilha o terminal negativo do cartatildeo musical estaraacute ligado ao caacutetodo da pilha e o terminal positivo ao acircnodo Esta inversatildeo do sentido da corrente natildeo permite que o cartatildeo musical funcione
Sugestatildeo de modelo de relatoacuterio
RELATOacuteRIO
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em sete itens principais
Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram utilizados no experimento
38
32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o experimento
5 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2 ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
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baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Conteuacutedo e temas impactos ambientais relacionado ao uso de pilhas e baterias
Competecircncias e habilidades identificar os impactos ambientais causados pelo descarte inadequado de pilhas e baterias avaliar como a composiccedilatildeo das pilhas pode causar possiacuteveis impactos relacionar os impactos causados pelas induacutestrias nos processos de eletroacutelise refletir sobre a importacircncia da adoccedilatildeo de posturas conscientes com relaccedilatildeo ao consumo e descarte de pilhas e baterias
Estrateacutegias elaboraccedilatildeo de mural produccedilatildeo de folder
Recursos biombos para anexar material produzido cartolinas fitas adesivas
Avaliaccedilatildeo participaccedilatildeo e envolvimento
Nuacutemero de aulas 3
AULA 1 Elaboraccedilatildeo de mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias os alunos finalizaratildeo a segunda etapa desta unidade didaacutetica construindo seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo Nesse momento comeccedila-se a desenvolver a terceira etapa dessa unidade ( que eacute uma das mais importantes)pois os alunos iratildeo aplicar o que aprenderam preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo em um local estrateacutegico da escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas sobre o assunto estudado O nosso estudante nesta etapa final da unidade temaacutetica poderaacute desenvolver accedilotildees sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente e tambeacutem composiccedilatildeo de muacutesicas sobre os assuntos abordados
AULA 2 A escola como ponto de coleta de pilhas e baterias
Os alunos apoacutes terem finalizado o trabalho da aula anterior poderatildeo distribuir agrave comunidade o material confeccionado sensibilizando-a buscando parcerias para que a escola seja um ponto de coleta desses materiais pois somente com accedilotildees dessa natureza podemos acreditar que possam desenvolver a accedilatildeo social e ambiental desejada
AULA 3 Retomada das questotildees diagnoacutesticas poacutes desenvolvimento da unidade didaacutetica
Eacute importante retomar as questotildees aplicadas no iniacutecio dessa unidade pois somente assim teremos a certeza do quanto os alunos assimilaram de conhecimento cientiacutefico Muito importante nesse momento tambeacutem eacute poder avaliaacute-los como indiviacuteduos atuantes na sociedade
AULA 4 Avaliaccedilatildeo final
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Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos (sugere-se que contenha mapa conceitual dos conteuacutedos apreendidos) e devolutiva das questotildees comentadas
Consideraccedilotildees finais
A eletroquiacutemica trabalhada da forma que estaacute sendo apresentada nessa unidade didaacutetica leva o aluno a adquirir conhecimentos de maneira significativa O ensino atraveacutes da experimentaccedilatildeo o faraacute tirar suas proacuteprias conclusotildees e ter um aprendizado real produzindo nele mudanccedila de postura diante dos fatos observados refletindo e opinando criticamente frente a informaccedilotildees que poderaacute encontrar doravante sobre o assunto
A participaccedilatildeo e a integraccedilatildeo do aluno nas aulas tecircm que ser consideradas ponto de partida para que o mesmo possa compreender que as transformaccedilotildees quiacutemicas fazem parte do seu cotidiano Toda tecnologia existente eacute produto dessas transformaccedilotildees
Finalizando o estudo dessa unidade espera-se que o aluno natildeo soacute compreenda a importacircncia das transformaccedilotildees quiacutemicas mas que esteja envolvido a ponto de adotar uma postura responsaacutevel em relaccedilatildeo aos impactos ambientais causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e baterias e dentro dessa nova postura possa tomar decisotildees e atuar de forma eacutetica no meio em que vive
REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
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9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
14- Programa de ensino para jovens e adultos escola da juventude Ciecircncias da Natureza Matemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemica Editora Iacutecone Ltda Satildeo Paulo
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Imagem maisumtekofileswordpresscom
2009
Katia Regina Varela Roa-DE SUZANO
Gilson Silva ndashDE CAEIRAS
Leonardo Bassi Ubeda das Neves-DE SUZANO
Massuko Sawayama Warigoda-DE MOGI DAS
CRUZES
GEPEQ- USP CURSO DE FORMACcedilAtildeO
CONTINUADA DE PROFESSORES 2008 2009
28082009
PILHAS E BATERIAS USOS E DESCARTES X IMPACTOS AMBIENTAIS Caderno do aluno
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Situaccedilatildeo de aprendizagem 1- As pilhas e baterias que fazem parte do nosso lixo eletrocircnico podem ser prejudiciais ao ser humano
Por meio desta primeira situaccedilatildeo de aprendizagem vocecirc poderaacute reconhecer
que quando descartadas incorretamente pilhas e baterias podem prejudicar o meio
ambiente apesar de indispensaacutevel para o homem E tambeacutem pode comeccedilar a
refletir o porquecirc dessa questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil toneladas de lixo eletrocircnico
por hora dentro deste destacam-se pilhas e baterias Este lixo eacute jogado na
natureza provocando vaacuterios problemas ambientais Quais os problemas
ambientais que as pilhas e baterias provocam na natureza e como podemos
evitaacute-losrdquo
Atividade 1Refletindo sobre pilhas e baterias x impactos ambientais
1 O que vocecirc entende por pilhas E baterias
2 Elas satildeo imprescindiacuteveis na atualidade Onde
3 Existe alguma relaccedilatildeo entre pilha eletricidade e transformaccedilotildees quiacutemicas
4 Que tipo de material(is) vocecirc acha que eacute(satildeo) necessaacuterio(os) para se construir
uma pilha
5 Cite alguns problemas ambientais relacionados ao uso e descarte de pilhas e
baterias Qual deve ser sua postura em relaccedilatildeo a esses problemas
Atividade 2 Pilhas e Baterias x impactos ambientais
Leitura e Anaacutelise de textos
TEXTO 1 Descarte de pilhas e baterias eacute problema seacuterio para meio ambiente
O Brasil eacute o uacutenico paiacutes da Ameacuterica do Sul que regulamenta a fabricaccedilatildeo venda e destinaccedilatildeo final de pilhas e baterias Com a entrada da Resoluccedilatildeo 257 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama) que dispotildee sobre estes resiacuteduos em vigor desde junho de 2001 o Ibama passou a fiscalizar esses limites Ou pelo menos era o que deveria acontecer Em Cuiabaacute por exemplo o gerente do oacutergatildeo Hugo Scheuer declarou natildeo estar a par do assunto mas garantiu ser este seu proacuteximo objetivo por considerar o descarte destes resiacuteduos um problema de grande amplitude Mas enquanto isso o que fazer com pilhas e baterias principalmente as de celulares quando acabam Esta duacutevida eacute frequumlente em toda a populaccedilatildeo
Considerados toacutexicos o lanccedilamento desses resiacuteduos em lixotildees nas margens das estradas ou em terrenos baldios compromete a qualidade ambiental e de vida da populaccedilatildeo Os resiacuteduos pesados quando aterrados migram para partes mais profundas do solo Com isso podem atingir o lenccedilol freaacutetico contaminando a flora e a fauna das regiotildees proacuteximas e ainda causar doenccedilas que variam de lesotildees cerebrais a disfunccedilotildees renais e pulmonares passando por distuacuterbios visuais e
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anemia Segundo a Resoluccedilatildeo 257 os fabricantes e importadores satildeo os responsaacuteveis pelo recolhimento do material e sua destinaccedilatildeo final o que deve ser fiscalizado pelos oacutergatildeos puacuteblicos ambientais Mas em Cuiabaacute apesar do site do Ministeacuterio do Meio Ambiente indicar o endereccedilo de 28 postos nenhum deles efetua o recolhimento apenas duas empresas de celulares recolhem as baterias em seus postos de venda (Vivo e Americel) e a fiscalizaccedilatildeo do Ibama eacute inexistente A Resoluccedilatildeo estabelece que as pilhas e baterias apoacutes o seu esgotamento energeacutetico devem ser entregues pelos usuaacuterios aos estabelecimentos que as comercializam ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelas respectivas induacutestrias Estas por sua vez devem repassaacute-las aos fabricantes e importadores para que passem por procedimentos de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final ambientalmente adequada No artigo 13deg estaacute previsto que as pilhas e baterias que atenderem aos limites previstos no artigo 6deg podem ser dispostas juntamente com os resiacuteduos domiciliares em aterros sanitaacuterios licenciados Mas por falta de aterros licenciados a maior parte das baterias e pilhas usadas continuam tendo os lixotildees irregulares como destino significando um risco para o meio ambiente e para as pessoas Apenas 30 destes resiacuteduos satildeo reciclados No Brasil uma empresa chamada Suzaquim anuncia que deteacutem um processo de reciclagem de baterias
Dependendo do material de que satildeo constituiacutedas pilhas e baterias podem ser jogadas em lixo domeacutestico As pilhas secas composta por zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs as mais consumidas para uso domeacutestico tecircm em sua maioria operado nos limites estabelecidos pelo artigo 6deg da Resoluccedilatildeo 257 As baterias de telefone sem fio de filmadoras de celular ou outros tipos normalmente recarregaacuteveis devem ser devolvidas agraves lojas Os fabricantes estatildeo obrigados a informar nas embalagens a necessidade ou natildeo de devoluccedilatildeo
O Brasil produz cerca de 800 milhotildees de pilhas comuns por ano o que representa seis unidades por habitante Deve-se lembrar que uma uacutenica pilha contamina o solo durante 50 anos Circulam anualmente 10 milhotildees de baterias de celular 12 milhotildees de baterias automotivas e 200 mil baterias industriais Do total de pilhas e baterias consumidas no paiacutes quase 70 satildeo constituiacutedas principalmente por zinco e caacutedmio aproximadamente 30 por amocircnia e manganecircs Ao se desfazer de pilhas e baterias usadas em local inadequado pode-se contaminar o solo a aacutegua e o ar Atraveacutes da cadeia alimentar esse produto chega aos seres humanos causando doenccedilas que afetam o sistema nervoso central Todos satildeo considerados bioacumulativos - acumula-se no organismo ao longo do tempo
RECICLAVEISCOMBR
Texto 2 Metais pesados contaminam meio ambiente e oferecem riscos agrave
sauacutede puacuteblica
Estima-se que cada bateria ou pilha depositada de forma inadequada no meio
ambiente contamine uma aacuterea de um metro quadrado Entretanto o dano ambiental
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pode ser maior se a quantidade desses equipamentos jogados em lixotildees for muito
alta
A dissoluccedilatildeo de metais pesados depositados em aterros
sanitaacuterios improacuteprios pode contaminar lenccediloacuteis freaacuteticos e o
ambiente local Em aterros a dissoluccedilatildeo dos metais eacute mais faacutecil
devido agrave acidez da aacuterea Isso facilita a acumulaccedilatildeo de metais
pesados na cadeia alimentar atraveacutes da contaminaccedilatildeo de
animais e vegetais que podem causar a intoxicaccedilatildeo de seres humanos que venham
a consumir esses alimentos afetados Metais pesados como chumbo caacutedmio
mercuacuterio e seus compostos podem provocar graves doenccedilas neuroloacutegicas aleacutem de
afetar a condiccedilatildeo motora
Pilhas e baterias comuns (pequenas usadas em raacutedios por exemplo) podem
ser descartadas no lixo domeacutestico de acordo com a determinaccedilatildeo do Conama No
entanto a professora Andreacutea Bernardes do Departamento de Engenharia de
Materiais da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) avalia que esses
produtos que acabam sendo depositados em aterros sanitaacuterios soacute poderiam ser
descartados nestes locais se houvesse o tratamento adequado do chorume
(substacircncia liacutequida encontrada em lixotildees) O chorume contaminado com metais
pesados contaminaraacute tambeacutem a terra e os lenccediloacuteis freaacuteticos
Marcelo Furtado coordenador da aacuterea de substacircncias toacutexicas do
Greenpeace vecirc com bons olhos a determinaccedilatildeo do Conama A iniciativa serve
como incentivo para que as empresas passem a reduzir o uso de substacircncias
toacutexicas para evitar todo o processo de recolhimento de baterias e pilhas usadas
diz Ele lembra que a tendecircncia eacute que substacircncias reciclaacuteveis sejam usadas cada
vez mais para que a reutilizaccedilatildeo dos produtos seja constante
Danilo FantinelRedaccedilatildeo Terra
Questotildees para anaacutelise do texto
6 Cite algumas das questotildees ambientais relacionadas ao uso de pilhas e baterias Qual deve ser a postura da populaccedilatildeo em relaccedilatildeo a essas questotildees 7 Com base na legislaccedilatildeo apresentada explique como deve ser feito o descarte de pilhas e baterias Quais impecilhos poderatildeo dificultar o cumprimento da lei 8 Qual o destino que deve ser dado agraves pilhas que seratildeo descartadas Existem formas de reciclagem Quais 9 Considerando os impactos ambientais que podem ocorrer do descarte inadequado das pilhas e baterias qual a sua opiniatildeo sobre o uso delas Existe uma ideal Explique 10 Vocecirc acha que hoje eacute possiacutevel sobrevivermos sem o uso de pilhas e baterias
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Atividade 3 Trechos do filme WALL-E
Converse com o seu professor sobre o filme a ser assistido na escola caso natildeo seja possiacutevel assista o filme em casa para auxiliaacute-lo nessa atividade
Questotildees para sala de aula reflexatildeo dos assuntos abordados no filme
5 Sente-se um escravo da tecnologia atual ( especificamente aqueles que em curto espaccedilo de tempo geram lixo eletrocircnico tais como celular Ipod Iphone etc) 6 Ficou sensibilizado sobre a quantidade de lixo eletrocircnico que o homem produz 7 Haacute uma remota possibilidade de o Planeta ser recuperado 8 Qual a sua opiniatildeo sobre a mensagem que o filme Wall-E passa 9 Viacutedeo WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97
minutos) som e cor
Situaccedilatildeo de aprendizagem 2 - Que tipos de materiais existem em uma pilha que
a classifique como poluidora do meio ambiente
Apoacutes a visatildeo do que vocecirc teve do filme e discussatildeo de trechos que falam sobre
impactos ambientais provocados pelo mau descarte de pilhas e baterias vocecirc
imagina quais seriam os agentes contaminantes
Atividade 1 Experimento demonstrativo ndash Desmontagem de uma pilha
No inicio da aula entregue para o seu professor um desenho que demonstre os
componentes que estruturam uma pilha
Apoacutes o teacutermino da desmontagem faccedila um novo desenho colocando aquilo que vocecirc
observou Compare o primeiro com o segundo desenho e em poucas linhas
descreva o que mais lhe chamou a atenccedilatildeo
Atividade 2 Buscando orientaccedilotildees com o professor para trabalho de
pesquisa
Leve para sala de aula revistas jornaislivros e mateacuterias de internet trazendo
informaccedilotildees sobre pilha ecologicamente correta
Atividade 3 Reciclagem de pilhas
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Apoacutes a viacutedeoaula sobre a reciclagem de pilhas elabore um artigo de opiniatildeo sobre
a importacircncia da reciclagem de pilhas em favor do meio ambiente e a necessidade
de maiores investimentos nessa aacuterea Ao final entregue a seu professor
Atividade 4 Pesquisa em grupo Pilha ideal
A partir de uma preacutevia busca em revistas jornais livros e internet procure obter
informaccedilotildees sobre uma pilha ideal
Atividade 5 Escolha da Pilha ideal
Apresente o material para o professor e os seus colegas para que seja feita a
escolha da melhor ideia
Questotildees para anaacutelise das ideacuteias sobre pilha ideal
5 Eacute possiacutevel produzir energia eleacutetrica atraveacutes de uma transformaccedilatildeo quiacutemica
6 Explique o surgimento da energia eleacutetrica nas transformaccedilotildees quiacutemicas
7 Podemos montar uma pilha ecologicamente correta
8 O funcionamento de uma pilha soacute acontece atraveacutes de transformaccedilatildeo quiacutemica Explique
Situaccedilatildeo de aprendizagem 3- O lado cientiacutefico da Pilha
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem permitiraacute a vocecirc compreender melhor o
funcionamento de uma pilha( conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
) e a produccedilatildeo de novos materiais atraveacutes da eletrolise (conversatildeo natildeo espontacircnea
energia eleacutetrica em quiacutemica) com experimentos Para essa situaccedilatildeo eacute importante
que vocecirc observe e anote em seu caderno tudo que se alterou
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Atividade 1 O experimento da pilha do Daniel
Questotildees que podem auxiliaacute-lo durante a execuccedilatildeo do experimento
6 As placas mudaram de cor apoacutes serem mergulhadas na soluccedilatildeo Explique
7 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
8 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
9 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
7 Limpar as placas com palha de accedilo
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8 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 9 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 10 Interligar os dois potes com a ponte salina 11 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 12 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e
transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo
PauloEdusp 1998
Atividade 2 Anaacutelise sobre experimento
Questotildees sobre o experimento
9 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 10 Como a energia eleacutetrica foi obtida 11 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 12 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 13 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 14 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 15 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 16 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha
UM POUCO DE ELETROQUIMICA
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A eletroquiacutemica estuda o aproveitamento da transferecircncia de eleacutetrons entre
diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-
versa
Pilhas conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
Eletroacutelise conversatildeo natildeo espontacircnea de energia eleacutetrica em quiacutemica
A seguir estatildeo descritos alguns termos que apareceratildeo no estudo da eletroquiacutemica
ELETRODOS Satildeo assim chamadas as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com
a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica
AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
ENTRA na soluccedilatildeo
CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
DEIXA a soluccedilatildeo
d) ELETROacuteLITOS Satildeo assim chamadas todas as soluccedilotildees que CONDUZEM a
corrente eleacutetrica
e) IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na
soluccedilatildeo
AcircNODO Eletrodo do qual saem os eleacutetrons para o circuito externo da ceacutelula
CAacuteTODO Eletrodo no qual entram os eleacutetrons atraveacutes do circuito externo da ceacutelula
f) CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que
conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e
mergulhados num eletroacutelito
Resumindo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons ( diminuiccedilatildeo de Nox)
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons ( aumento de Nox)
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida (Nox aumenta)
Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz (Nox diminui)
O redutor reduz o oxidante
O oxidante oxida o redutor
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em
energia eleacutetrica
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Cada substacircncia possui uma maior ou menor tendecircncia de perder eleacutetrons
tendecircncia esta chamada de Potencial de Oxidaccedilatildeo Deste modo uma substacircncia X
que tenha um potencial de oxidaccedilatildeo maior que uma substacircncia Y iraacute perder seus
eleacutetrons gradativamente para esta substacircncia se as duas estiverem juntas
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do
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eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu++ Isso provocaraacute diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
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Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
Atividade 3 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o
experimento da pilha de Daniel
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas
dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os
relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em
eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e
conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em
sete itens principais
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Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve
comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos
resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo
do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos
objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser
esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram
utilizados no experimento
32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute
apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela
caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o
experimento
10 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a
profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno
Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos
pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
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Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento
e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na
redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os
objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem
de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed
Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo
de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO
BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro
ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2
ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte
das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos
ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos
Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o
aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Atividade 1 Montagem de um Mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias vocecirc poderaacute construir
o seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo em que vocecirc iraacute aplicar o que
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aprendeu preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo na entrada da
escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas
sobre o assunto estudado Orientado pelo seu professor vocecirc desenvolveraacute accedilotildees
sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre
o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente Poderaacute tambeacutem
compor muacutesicas sobre os assuntos abordados
Atividade 2 Montagem de um Portifolio
Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-
avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos
ao longo do bimestre de modo que venha justificar a questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil
toneladas de lixo eletrocircnico por hora dentro deste destacam-se pilhas e
baterias Este lixo eacute jogado na natureza provocando vaacuterios problemas
ambientais Quais os problemas ambientais que as pilhas e baterias provocam
na natureza e como podemos evitaacute-losrdquo citada no inicio do bimestre
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REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
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Vocecirc sabe de que esta moeda eacute feita Eacute composta de Accedilo e recoberta com Cobre e agrave medida que vai sendo usada vai se formando uma camada de oacutexido de cobre sobre ela Veja a equaccedilatildeo do processo 2 Cu + frac12 O2 rarr Cu2O
O metal Cobre presente na moeda eacute oxidado e forma o monoacutexido de Dicobre (Cu2O) o qual tem coloraccedilatildeo escura daiacute o porquecirc daquela cor horriacutevel O segredo para que as moedas tornem a ficar como eram antes (brilhantes e avermelhadas) eacute deixaacute-las de molho em aacutecido cloriacutedrico Equaccedilatildeo que representa a lavagem Cu2O + 2 HCl rarr Cu2Cl2 + H2O
Como se vecirc na equaccedilatildeo acima o oacutexido reage com aacutecido cloriacutedrico (HCl) e daacute origem a um sal de cobre (Cu2Cl2) esta reaccedilatildeo permite agrave moeda adquirir aparecircncia de nova Por Liacuteria Alves Graduada em Quiacutemica Equipe Brasil Escola
2ordf sugestatildeo de experimento
Pilha de Limatildeo
ou Pilha de Laranja ou ainda Pilha de Batata
Eacute possiacutevel obter eletricidade a partir de um limatildeo Sim natildeo soacute satildeo as pilhas comuns que podem gerar eletricidade E o mais legal eacute que na falta do limatildeo vocecirc pode usar uma laranja ou mesmo uma batata
Na verdade a corrente eleacutetrica surge a partir dos potenciais eleacutetricos de dois metais que satildeo cravados no limatildeo na laranja
e na batata O caraacuteter aacutecido do limatildeolaranja e o caraacuteter baacutesico da batata ajudam na conduccedilatildeo da eletricidade Mas o que eacute que causa esta corrente Pense um pouco antes de prosseguir a leitura
Bom depois de esperar vocecirc pensar um pouquinho vamos prosseguir dois pedaccedilos de metal satildeo usados O melhor resultado surge da combinaccedilatildeo de zinco e cobre mas tambeacutem pode ser usado zinco e alumiacutenio ou ainda latatildeo e alumiacutenio
Alguns tipos de pregos conteacutem zinco e o cobre pode ser encontrado na forma de fios e mesmo na composiccedilatildeo de algumas moedas Pode-se tambeacutem utilizar (na falta destes) uma taxinha destas de latatildeo e um clips
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Apoacutes fincaacute-los no limatildeo (ou laranja ou batata) e uniacute-los por fios pode-se ligaacute-los a um pequeno aparelho eleacutetrico O melhor resultado se daacute usando um destes reloacutegios eletrocircnicos - tira-se a pilha deste e faz-se a ligaccedilatildeo dos fios positivo e negativo nos pequenos terminais do reloacutegio A corrente produzida eacute suficiente para acendecirc-lo ainda que por alguns minutos Natildeo esqueccedila de antes limpar as peccedilas de metal e evitar que elas se toquem no interior do limatildeo (ou da laranja ou ainda da batata)
Cuidados no Experimento
A eletricidade produzida eacute na realidade muito pequena para acender uma lacircmpada comum mesmo as menores Mas eacute possiacutevel acender uma pequena lampadinha se vocecirc quiser substituindo o limatildeo por uma soluccedilatildeo de aacutegua + sal Assim como na soluccedilatildeo salina existem no limatildeo batata e laranja alguns sais que se dissociam em iacuteons positivos e negativos e cada um destes tipos de iacuteons migram para os terminais metaacutelicos O certo eacute dizer que houve uma conduccedilatildeo iocircnica no interior do limatildeo da laranja e da batata Jaacute nos terminais satildeo os eleacutetrons dos metais que migram alcanccedilando o reloacutegio e fazendo-o funcionar com a corrente de eleacutetrons Esta eacute a diferenccedila
Uma lampadinha (ou mesmo um LED - uma lacircmpada especial destas coloridas que existem nos aparelhos de TV e de som esteacutereo geralmente nas cores vermelha e verde) satildeo materiais muito baratos e facilmente encontraacuteveis nas lojas de produtos eleacutetricos Para se acender uma destas lampadinhas eacute necessaacuterio 15 volt e alguns miliamperes o que eacute difiacutecil de se conseguir com apenas 1 limatildeo laranja ou batatinha
A voltagem tambeacutem varia de limatildeo para limatildeo laranja para laranja e batata para batata dependendo de vaacuterios fatores incluindo a acidezbasicidade teor de sais aacutegua Por exemplo um limatildeo pode acender um pequeno circuito eleacutetrico por pouco tempo e soacute Procure testaacute-lo com um voltiacutemetro (um medidor de tensatildeo eleacutetrica) Se for muito difiacutecil mesmo trabalhar com apenas um tente experimentar uma ligaccedilatildeo em seacuterie lacircmpada-cobre-limatildeo-zinco-fio-cobre-limatildeo-zinco-lacircmpada O resultado eacute mais visiacutevel
cienciaemcasacienciavivaptpilha_limaohtml
3ordf sugestatildeo de experimento
Pilha de Batata
Objetivo
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Estudar o funcionamento das ceacutelulas voltaacuteicas e associaccedilotildees em seacuterie Uma batata cortada pela metade duas plaquinhas de cobre e duas plaquinhas de zinco permitem a confecccedilatildeo de uma batateria capaz de acionar um reloacutegio digital por pelo menos dois meses Com certos cuidados os quais comentaremos esse tempo de uso pode ser estendido para cerca de quatro meses
Apresentaccedilatildeo
Os modernos reloacutegios digitais a cristal de quartzo requerem uma baixiacutessima intensidade de corrente eleacutetrica para seu funcionamento Se vocecirc tiver um bom microamperocircmetro poderaacute constatar que ela seraacute algo como 15 x 10-6 A sob tensatildeo eleacutetrica (ddp) de 135 V Eacute devido a isso que tais reloacutegios podem funcionar com as minuacutesculas baterias bototildees que geram uma fem entre 12 a 14 volts notadamente as baterias com ceacutelulas de mercuacuterio Os experimentos a seguir aproveitam-se dessa propriedade inerente aos circuitos eletrocircnicos --- funcionarem com baixiacutessimas intensidades de corrente eleacutetrica
O que faremos essencialmente seraacute construir baterias a partir de duas ceacutelulas voltaacuteicas que produziratildeo cada uma 06 a 07 V Dois eletrodos distintos (plaquinhas de cobre e zinco) seratildeo introduzidos em meias-batata (ou quiabo ou limatildeo ou abacaxi etc) e associados em seacuterie de modo a constituiacuterem uma bateria [associaccedilatildeo de duas pilhas primaacuterias (ceacutelulas voltaicas)]
Fazendo uma pilha primaacuteria
Corte uma batata pela metade Corte duas chapinhas uma de cobre outra de zinco com cerca de (2 x 4) cm Qualquer espessura das chapinhas entre 1 e 2 mm serviraacute essas chapinhas seratildeo os eletrodos da pilha primaacuteria Solde em cada uma dessas plaquinhas um fio de cobre flexiacutevel (cabinho 22) com cerca de 20 cm de comprimento (descasque as extremidades e estanhe-as --- passe solda) Espete as plaquinhas na meia-batata (bem perpendicular agrave superfiacutecie cortada) deixando para fora apenas cerca de 1 cm e separada por cerca de 08 cm Natildeo deixe as plaquinhas se encontrarem dentro da meia-batata Veja a ilustraccedilatildeo
Fazendo a batateria
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Essa pilha de meia-batata apresentaraacute forccedila eletromotriz (fem) de cerca de 07 V o que pode ser constatado mediante um bom voltocircmetro (resistecircncia interna grande) conectado aos dois fios indicados acima Como iremos necessitar de cerca de 14 V para acionar o reloacutegio digital deveremos construir uma bateria a partir de duas dessas pilhas primaacuterias e associando-as em seacuterie como se ilustra
Preparando o reloacutegio
Qualquer reloacutegio digital que utilize uma bateria botatildeo poderaacute ser usado O que utilizei eacute um CITIZEN - CRYSTON LC A primeira coisa a fazer eacute remover a tampinha em forma de disco do alojamento da bateria botatildeo Retire a bateria pifada Olhe bem para essa bateria e repare que o corpo dela corresponde ao poacutelo positivo enquanto que o botatildeo superior corresponde ao poacutelo negativo Veja dentro do local de alojamento dessa bateria as duas lacircminas de contato uma que encosta no poacutelo positivo da bateria e outra que encosta no poacutelo negativo Solde nessa pequenas lacircminas dois pedaccedilos de cabinho 22 um vermelho ligado na lacircmina positiva e um preto ligado na lacircmina negativa
O fio que vem da plaquinha de cobre da batateria deve ser ligado ao fio vermelho do reloacutegio e o fio que vem da plaquinha de zinco da batateria deve ser ligado ao fio preto do reloacutegio
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Pronto O reloacutegio jaacute deve estar funcionando Eis as ilustraccedilotildees de minha montagem
Agrave esquerda a proteccedilatildeo de madeira para a montagem numa divisatildeo foi feito o orifiacutecio para inserir o reloacutegio na outra foi colocado um pires quadrado para conter as meias-batatas Agrave direita um destaque da montagem Abaixo detalhes da parte posterior da montagem
Anaacutelise do circuito
A tensatildeo eleacutetrica uacutetil (U) entre os terminais de cada pilha primaacuteria pode ser expressa em termos de sua fem (E) de sua resistecircncia interna (r) e da corrente de intensidade i que por ela circula assim U = E - ri mostrando claramente que a tensatildeo uacutetil depende da intensidade da corrente eleacutetrica solicitada (i)
Em circuito aberto um bom voltocircmetro (Rvint--gt conectado aos eletrodos fornece Uaberto= E pois iaberto = 0 Um bom amperocircmetro (Raint--gt0) conectado diretamente entre os eletrodos (curto-circuitando a pilha) fornece Icc = Er uma vez que Ucc = 0 Da leitura da fem E (via voltocircmetro) e da corrente de curto circuito icc
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(via amperocircmetro) obtemos r = Eicc Para nossa montagem esse valor resultou ao redor dos 3 000 ohms e E = 07 V
Para as duas pilhas em seacuterie formando nossa batateria teremos Ebat = 14 V
e rbat = 6 000
Sob ddp uacutetil de 12 V teremos i = (Ebat- U)r = (14 - 12)6000 = 3 x 10-5 A que satildeo suficientes para o funcionamento do reloacutegio digital
Como dissemos como eletroacutelito podemos usar limatildeo abacaxi pepino uvas cebolas etc e como eletrodos podemos usar os pares cobrezinco magneacutesioferro alumiacuteniocobre prego zincadocobre etc Para cada par deve-se testar antes de ligar no reloacutegio qual a polaridade obtida (sob risco que queimar o cristal de quartzo) para a bateria Por exemplo se for usado eletrodos de magneacutesio e de ferro o magneacutesio seraacute o terminal negativo e o ferro o terminal positivo Calculadoras e jogos eletrocircnicos tambeacutem funcionam com tais baterias culinaacuterias Eis abaixo uma tomateria uma bateria de tomates
Mais teoria As reaccedilotildees nas ceacutelulas voltaacuteicas satildeo
catodo Zn lt==gt Zn2 + 2e anodo 2H+ + 2e lt==gt H2
A FEM da reaccedilatildeo vem expressa por E(ZnZn22H+H2) = Eo +
(RTnF)ln([Zn2+][H+]2) O eletrodo de cobre opera apenas como coletor de eleacutetrons podendo ser substituiacutedo por platina ou outro metal inerte
httpwwwfeiradecienciascombrsala1212_21asp
33
Aulas 2 e 3 Reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo e o uso da tabela de potenciais de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo
Com a utilizaccedilatildeo dos dados recolhidos pelos alunos sobre o experimento anterior pode-se introduzir o conteuacutedo sobre reaccedilotildees de oxirreduccedilatildeo e o uso da tabela de potenciais de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo
Para facilitar a inicializaccedilatildeo do conteuacutedo pode-se retomar algumas questotildees dos experimentos anteriores
1 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 2 Como a energia eleacutetrica foi obtida 3 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 4 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 5 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 6 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 7 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 8 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha Conteuacutedo sugerido para trabalhar o conceito de reaccedilatildeo de oxidorreduccedilatildeo
A eletroquiacutemica eacute o estudo sobre a transferecircncia de eleacutetrons entre diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-versa Pilhas e baterias satildeo reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo capazes de gerar corrente eleacutetrica Eletroacutelise satildeo reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo produzidas pela passagem da corrente eleacutetrica Numa eletrolise existe os seguintes termos CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e mergulhados num eletroacutelito ELETRODOS Satildeo as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica ELETROacuteLITOS Satildeo as soluccedilotildees que conduzem a corrente eleacutetrica AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula entra na soluccedilatildeo CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula deixa a soluccedilatildeo IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na soluccedilatildeo Resumo
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons aumenta o numero de oxidaccedilatildeo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons diminui o numero de oxidaccedilatildeo
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Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz o numero de oxidaccedilatildeo diminui
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida o numero de oxidaccedilatildeo aumenta
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em energia eleacutetrica
BIBLIOGRAFIA sobre o conceito de oxidorreduccedilatildeo Programa de ensino para jovens e adultosescola da juventude Ciecircncias da NaturezaMatemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemicaeditora iacutecone ltdaSatildeo Paulo
Figura retirada WWWgooglecombr
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
35
A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu
++ Isso provocaraacute
diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo
36
que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
AULA 4 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o experimento da pilha de Daniel
Confecccedilatildeo de relatoacuterio pode-se trabalhar produccedilatildeo de textos do gecircnero artigo de opiniatildeo (conclusatildeo) e resumos ( introduccedilatildeo) Com o relatoacuterio em matildeos o
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professor poderaacute avaliar se houve aprendizagem real ou natildeo Espera-se que os alunos possam descrever em seu relatoacuterio os seguintes toacutepicos
Na pilha de Daniel o eletrodo de cobre metaacutelico que recebe eleacutetrons eacute chamado de caacutetodo ou terminal positivo e a lacircmina de zinco que cede eleacutetrons eacute o acircnodo ou terminal negativo O conjunto montado no experimento eacute uma pilha de Daniell com ponte salina A placa de zinco fornece eleacutetrons oxidando-se atraveacutes do fio para a placa de cobre que reduziraacute iacuteons de cobre na soluccedilatildeo Os eleacutetrons passando atraveacutes do fio iratildeo alimentar o cartatildeo musical Invertendo-se os fios de ligaccedilatildeo da pilha o terminal negativo do cartatildeo musical estaraacute ligado ao caacutetodo da pilha e o terminal positivo ao acircnodo Esta inversatildeo do sentido da corrente natildeo permite que o cartatildeo musical funcione
Sugestatildeo de modelo de relatoacuterio
RELATOacuteRIO
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em sete itens principais
Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram utilizados no experimento
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32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o experimento
5 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2 ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
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baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Conteuacutedo e temas impactos ambientais relacionado ao uso de pilhas e baterias
Competecircncias e habilidades identificar os impactos ambientais causados pelo descarte inadequado de pilhas e baterias avaliar como a composiccedilatildeo das pilhas pode causar possiacuteveis impactos relacionar os impactos causados pelas induacutestrias nos processos de eletroacutelise refletir sobre a importacircncia da adoccedilatildeo de posturas conscientes com relaccedilatildeo ao consumo e descarte de pilhas e baterias
Estrateacutegias elaboraccedilatildeo de mural produccedilatildeo de folder
Recursos biombos para anexar material produzido cartolinas fitas adesivas
Avaliaccedilatildeo participaccedilatildeo e envolvimento
Nuacutemero de aulas 3
AULA 1 Elaboraccedilatildeo de mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias os alunos finalizaratildeo a segunda etapa desta unidade didaacutetica construindo seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo Nesse momento comeccedila-se a desenvolver a terceira etapa dessa unidade ( que eacute uma das mais importantes)pois os alunos iratildeo aplicar o que aprenderam preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo em um local estrateacutegico da escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas sobre o assunto estudado O nosso estudante nesta etapa final da unidade temaacutetica poderaacute desenvolver accedilotildees sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente e tambeacutem composiccedilatildeo de muacutesicas sobre os assuntos abordados
AULA 2 A escola como ponto de coleta de pilhas e baterias
Os alunos apoacutes terem finalizado o trabalho da aula anterior poderatildeo distribuir agrave comunidade o material confeccionado sensibilizando-a buscando parcerias para que a escola seja um ponto de coleta desses materiais pois somente com accedilotildees dessa natureza podemos acreditar que possam desenvolver a accedilatildeo social e ambiental desejada
AULA 3 Retomada das questotildees diagnoacutesticas poacutes desenvolvimento da unidade didaacutetica
Eacute importante retomar as questotildees aplicadas no iniacutecio dessa unidade pois somente assim teremos a certeza do quanto os alunos assimilaram de conhecimento cientiacutefico Muito importante nesse momento tambeacutem eacute poder avaliaacute-los como indiviacuteduos atuantes na sociedade
AULA 4 Avaliaccedilatildeo final
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Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos (sugere-se que contenha mapa conceitual dos conteuacutedos apreendidos) e devolutiva das questotildees comentadas
Consideraccedilotildees finais
A eletroquiacutemica trabalhada da forma que estaacute sendo apresentada nessa unidade didaacutetica leva o aluno a adquirir conhecimentos de maneira significativa O ensino atraveacutes da experimentaccedilatildeo o faraacute tirar suas proacuteprias conclusotildees e ter um aprendizado real produzindo nele mudanccedila de postura diante dos fatos observados refletindo e opinando criticamente frente a informaccedilotildees que poderaacute encontrar doravante sobre o assunto
A participaccedilatildeo e a integraccedilatildeo do aluno nas aulas tecircm que ser consideradas ponto de partida para que o mesmo possa compreender que as transformaccedilotildees quiacutemicas fazem parte do seu cotidiano Toda tecnologia existente eacute produto dessas transformaccedilotildees
Finalizando o estudo dessa unidade espera-se que o aluno natildeo soacute compreenda a importacircncia das transformaccedilotildees quiacutemicas mas que esteja envolvido a ponto de adotar uma postura responsaacutevel em relaccedilatildeo aos impactos ambientais causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e baterias e dentro dessa nova postura possa tomar decisotildees e atuar de forma eacutetica no meio em que vive
REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
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9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
14- Programa de ensino para jovens e adultos escola da juventude Ciecircncias da Natureza Matemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemica Editora Iacutecone Ltda Satildeo Paulo
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Imagem maisumtekofileswordpresscom
2009
Katia Regina Varela Roa-DE SUZANO
Gilson Silva ndashDE CAEIRAS
Leonardo Bassi Ubeda das Neves-DE SUZANO
Massuko Sawayama Warigoda-DE MOGI DAS
CRUZES
GEPEQ- USP CURSO DE FORMACcedilAtildeO
CONTINUADA DE PROFESSORES 2008 2009
28082009
PILHAS E BATERIAS USOS E DESCARTES X IMPACTOS AMBIENTAIS Caderno do aluno
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Situaccedilatildeo de aprendizagem 1- As pilhas e baterias que fazem parte do nosso lixo eletrocircnico podem ser prejudiciais ao ser humano
Por meio desta primeira situaccedilatildeo de aprendizagem vocecirc poderaacute reconhecer
que quando descartadas incorretamente pilhas e baterias podem prejudicar o meio
ambiente apesar de indispensaacutevel para o homem E tambeacutem pode comeccedilar a
refletir o porquecirc dessa questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil toneladas de lixo eletrocircnico
por hora dentro deste destacam-se pilhas e baterias Este lixo eacute jogado na
natureza provocando vaacuterios problemas ambientais Quais os problemas
ambientais que as pilhas e baterias provocam na natureza e como podemos
evitaacute-losrdquo
Atividade 1Refletindo sobre pilhas e baterias x impactos ambientais
1 O que vocecirc entende por pilhas E baterias
2 Elas satildeo imprescindiacuteveis na atualidade Onde
3 Existe alguma relaccedilatildeo entre pilha eletricidade e transformaccedilotildees quiacutemicas
4 Que tipo de material(is) vocecirc acha que eacute(satildeo) necessaacuterio(os) para se construir
uma pilha
5 Cite alguns problemas ambientais relacionados ao uso e descarte de pilhas e
baterias Qual deve ser sua postura em relaccedilatildeo a esses problemas
Atividade 2 Pilhas e Baterias x impactos ambientais
Leitura e Anaacutelise de textos
TEXTO 1 Descarte de pilhas e baterias eacute problema seacuterio para meio ambiente
O Brasil eacute o uacutenico paiacutes da Ameacuterica do Sul que regulamenta a fabricaccedilatildeo venda e destinaccedilatildeo final de pilhas e baterias Com a entrada da Resoluccedilatildeo 257 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama) que dispotildee sobre estes resiacuteduos em vigor desde junho de 2001 o Ibama passou a fiscalizar esses limites Ou pelo menos era o que deveria acontecer Em Cuiabaacute por exemplo o gerente do oacutergatildeo Hugo Scheuer declarou natildeo estar a par do assunto mas garantiu ser este seu proacuteximo objetivo por considerar o descarte destes resiacuteduos um problema de grande amplitude Mas enquanto isso o que fazer com pilhas e baterias principalmente as de celulares quando acabam Esta duacutevida eacute frequumlente em toda a populaccedilatildeo
Considerados toacutexicos o lanccedilamento desses resiacuteduos em lixotildees nas margens das estradas ou em terrenos baldios compromete a qualidade ambiental e de vida da populaccedilatildeo Os resiacuteduos pesados quando aterrados migram para partes mais profundas do solo Com isso podem atingir o lenccedilol freaacutetico contaminando a flora e a fauna das regiotildees proacuteximas e ainda causar doenccedilas que variam de lesotildees cerebrais a disfunccedilotildees renais e pulmonares passando por distuacuterbios visuais e
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anemia Segundo a Resoluccedilatildeo 257 os fabricantes e importadores satildeo os responsaacuteveis pelo recolhimento do material e sua destinaccedilatildeo final o que deve ser fiscalizado pelos oacutergatildeos puacuteblicos ambientais Mas em Cuiabaacute apesar do site do Ministeacuterio do Meio Ambiente indicar o endereccedilo de 28 postos nenhum deles efetua o recolhimento apenas duas empresas de celulares recolhem as baterias em seus postos de venda (Vivo e Americel) e a fiscalizaccedilatildeo do Ibama eacute inexistente A Resoluccedilatildeo estabelece que as pilhas e baterias apoacutes o seu esgotamento energeacutetico devem ser entregues pelos usuaacuterios aos estabelecimentos que as comercializam ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelas respectivas induacutestrias Estas por sua vez devem repassaacute-las aos fabricantes e importadores para que passem por procedimentos de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final ambientalmente adequada No artigo 13deg estaacute previsto que as pilhas e baterias que atenderem aos limites previstos no artigo 6deg podem ser dispostas juntamente com os resiacuteduos domiciliares em aterros sanitaacuterios licenciados Mas por falta de aterros licenciados a maior parte das baterias e pilhas usadas continuam tendo os lixotildees irregulares como destino significando um risco para o meio ambiente e para as pessoas Apenas 30 destes resiacuteduos satildeo reciclados No Brasil uma empresa chamada Suzaquim anuncia que deteacutem um processo de reciclagem de baterias
Dependendo do material de que satildeo constituiacutedas pilhas e baterias podem ser jogadas em lixo domeacutestico As pilhas secas composta por zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs as mais consumidas para uso domeacutestico tecircm em sua maioria operado nos limites estabelecidos pelo artigo 6deg da Resoluccedilatildeo 257 As baterias de telefone sem fio de filmadoras de celular ou outros tipos normalmente recarregaacuteveis devem ser devolvidas agraves lojas Os fabricantes estatildeo obrigados a informar nas embalagens a necessidade ou natildeo de devoluccedilatildeo
O Brasil produz cerca de 800 milhotildees de pilhas comuns por ano o que representa seis unidades por habitante Deve-se lembrar que uma uacutenica pilha contamina o solo durante 50 anos Circulam anualmente 10 milhotildees de baterias de celular 12 milhotildees de baterias automotivas e 200 mil baterias industriais Do total de pilhas e baterias consumidas no paiacutes quase 70 satildeo constituiacutedas principalmente por zinco e caacutedmio aproximadamente 30 por amocircnia e manganecircs Ao se desfazer de pilhas e baterias usadas em local inadequado pode-se contaminar o solo a aacutegua e o ar Atraveacutes da cadeia alimentar esse produto chega aos seres humanos causando doenccedilas que afetam o sistema nervoso central Todos satildeo considerados bioacumulativos - acumula-se no organismo ao longo do tempo
RECICLAVEISCOMBR
Texto 2 Metais pesados contaminam meio ambiente e oferecem riscos agrave
sauacutede puacuteblica
Estima-se que cada bateria ou pilha depositada de forma inadequada no meio
ambiente contamine uma aacuterea de um metro quadrado Entretanto o dano ambiental
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pode ser maior se a quantidade desses equipamentos jogados em lixotildees for muito
alta
A dissoluccedilatildeo de metais pesados depositados em aterros
sanitaacuterios improacuteprios pode contaminar lenccediloacuteis freaacuteticos e o
ambiente local Em aterros a dissoluccedilatildeo dos metais eacute mais faacutecil
devido agrave acidez da aacuterea Isso facilita a acumulaccedilatildeo de metais
pesados na cadeia alimentar atraveacutes da contaminaccedilatildeo de
animais e vegetais que podem causar a intoxicaccedilatildeo de seres humanos que venham
a consumir esses alimentos afetados Metais pesados como chumbo caacutedmio
mercuacuterio e seus compostos podem provocar graves doenccedilas neuroloacutegicas aleacutem de
afetar a condiccedilatildeo motora
Pilhas e baterias comuns (pequenas usadas em raacutedios por exemplo) podem
ser descartadas no lixo domeacutestico de acordo com a determinaccedilatildeo do Conama No
entanto a professora Andreacutea Bernardes do Departamento de Engenharia de
Materiais da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) avalia que esses
produtos que acabam sendo depositados em aterros sanitaacuterios soacute poderiam ser
descartados nestes locais se houvesse o tratamento adequado do chorume
(substacircncia liacutequida encontrada em lixotildees) O chorume contaminado com metais
pesados contaminaraacute tambeacutem a terra e os lenccediloacuteis freaacuteticos
Marcelo Furtado coordenador da aacuterea de substacircncias toacutexicas do
Greenpeace vecirc com bons olhos a determinaccedilatildeo do Conama A iniciativa serve
como incentivo para que as empresas passem a reduzir o uso de substacircncias
toacutexicas para evitar todo o processo de recolhimento de baterias e pilhas usadas
diz Ele lembra que a tendecircncia eacute que substacircncias reciclaacuteveis sejam usadas cada
vez mais para que a reutilizaccedilatildeo dos produtos seja constante
Danilo FantinelRedaccedilatildeo Terra
Questotildees para anaacutelise do texto
6 Cite algumas das questotildees ambientais relacionadas ao uso de pilhas e baterias Qual deve ser a postura da populaccedilatildeo em relaccedilatildeo a essas questotildees 7 Com base na legislaccedilatildeo apresentada explique como deve ser feito o descarte de pilhas e baterias Quais impecilhos poderatildeo dificultar o cumprimento da lei 8 Qual o destino que deve ser dado agraves pilhas que seratildeo descartadas Existem formas de reciclagem Quais 9 Considerando os impactos ambientais que podem ocorrer do descarte inadequado das pilhas e baterias qual a sua opiniatildeo sobre o uso delas Existe uma ideal Explique 10 Vocecirc acha que hoje eacute possiacutevel sobrevivermos sem o uso de pilhas e baterias
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Atividade 3 Trechos do filme WALL-E
Converse com o seu professor sobre o filme a ser assistido na escola caso natildeo seja possiacutevel assista o filme em casa para auxiliaacute-lo nessa atividade
Questotildees para sala de aula reflexatildeo dos assuntos abordados no filme
5 Sente-se um escravo da tecnologia atual ( especificamente aqueles que em curto espaccedilo de tempo geram lixo eletrocircnico tais como celular Ipod Iphone etc) 6 Ficou sensibilizado sobre a quantidade de lixo eletrocircnico que o homem produz 7 Haacute uma remota possibilidade de o Planeta ser recuperado 8 Qual a sua opiniatildeo sobre a mensagem que o filme Wall-E passa 9 Viacutedeo WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97
minutos) som e cor
Situaccedilatildeo de aprendizagem 2 - Que tipos de materiais existem em uma pilha que
a classifique como poluidora do meio ambiente
Apoacutes a visatildeo do que vocecirc teve do filme e discussatildeo de trechos que falam sobre
impactos ambientais provocados pelo mau descarte de pilhas e baterias vocecirc
imagina quais seriam os agentes contaminantes
Atividade 1 Experimento demonstrativo ndash Desmontagem de uma pilha
No inicio da aula entregue para o seu professor um desenho que demonstre os
componentes que estruturam uma pilha
Apoacutes o teacutermino da desmontagem faccedila um novo desenho colocando aquilo que vocecirc
observou Compare o primeiro com o segundo desenho e em poucas linhas
descreva o que mais lhe chamou a atenccedilatildeo
Atividade 2 Buscando orientaccedilotildees com o professor para trabalho de
pesquisa
Leve para sala de aula revistas jornaislivros e mateacuterias de internet trazendo
informaccedilotildees sobre pilha ecologicamente correta
Atividade 3 Reciclagem de pilhas
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Apoacutes a viacutedeoaula sobre a reciclagem de pilhas elabore um artigo de opiniatildeo sobre
a importacircncia da reciclagem de pilhas em favor do meio ambiente e a necessidade
de maiores investimentos nessa aacuterea Ao final entregue a seu professor
Atividade 4 Pesquisa em grupo Pilha ideal
A partir de uma preacutevia busca em revistas jornais livros e internet procure obter
informaccedilotildees sobre uma pilha ideal
Atividade 5 Escolha da Pilha ideal
Apresente o material para o professor e os seus colegas para que seja feita a
escolha da melhor ideia
Questotildees para anaacutelise das ideacuteias sobre pilha ideal
5 Eacute possiacutevel produzir energia eleacutetrica atraveacutes de uma transformaccedilatildeo quiacutemica
6 Explique o surgimento da energia eleacutetrica nas transformaccedilotildees quiacutemicas
7 Podemos montar uma pilha ecologicamente correta
8 O funcionamento de uma pilha soacute acontece atraveacutes de transformaccedilatildeo quiacutemica Explique
Situaccedilatildeo de aprendizagem 3- O lado cientiacutefico da Pilha
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem permitiraacute a vocecirc compreender melhor o
funcionamento de uma pilha( conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
) e a produccedilatildeo de novos materiais atraveacutes da eletrolise (conversatildeo natildeo espontacircnea
energia eleacutetrica em quiacutemica) com experimentos Para essa situaccedilatildeo eacute importante
que vocecirc observe e anote em seu caderno tudo que se alterou
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Atividade 1 O experimento da pilha do Daniel
Questotildees que podem auxiliaacute-lo durante a execuccedilatildeo do experimento
6 As placas mudaram de cor apoacutes serem mergulhadas na soluccedilatildeo Explique
7 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
8 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
9 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
7 Limpar as placas com palha de accedilo
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8 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 9 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 10 Interligar os dois potes com a ponte salina 11 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 12 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e
transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo
PauloEdusp 1998
Atividade 2 Anaacutelise sobre experimento
Questotildees sobre o experimento
9 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 10 Como a energia eleacutetrica foi obtida 11 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 12 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 13 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 14 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 15 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 16 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha
UM POUCO DE ELETROQUIMICA
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A eletroquiacutemica estuda o aproveitamento da transferecircncia de eleacutetrons entre
diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-
versa
Pilhas conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
Eletroacutelise conversatildeo natildeo espontacircnea de energia eleacutetrica em quiacutemica
A seguir estatildeo descritos alguns termos que apareceratildeo no estudo da eletroquiacutemica
ELETRODOS Satildeo assim chamadas as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com
a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica
AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
ENTRA na soluccedilatildeo
CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
DEIXA a soluccedilatildeo
d) ELETROacuteLITOS Satildeo assim chamadas todas as soluccedilotildees que CONDUZEM a
corrente eleacutetrica
e) IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na
soluccedilatildeo
AcircNODO Eletrodo do qual saem os eleacutetrons para o circuito externo da ceacutelula
CAacuteTODO Eletrodo no qual entram os eleacutetrons atraveacutes do circuito externo da ceacutelula
f) CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que
conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e
mergulhados num eletroacutelito
Resumindo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons ( diminuiccedilatildeo de Nox)
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons ( aumento de Nox)
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida (Nox aumenta)
Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz (Nox diminui)
O redutor reduz o oxidante
O oxidante oxida o redutor
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em
energia eleacutetrica
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Cada substacircncia possui uma maior ou menor tendecircncia de perder eleacutetrons
tendecircncia esta chamada de Potencial de Oxidaccedilatildeo Deste modo uma substacircncia X
que tenha um potencial de oxidaccedilatildeo maior que uma substacircncia Y iraacute perder seus
eleacutetrons gradativamente para esta substacircncia se as duas estiverem juntas
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do
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eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu++ Isso provocaraacute diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
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Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
Atividade 3 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o
experimento da pilha de Daniel
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas
dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os
relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em
eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e
conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em
sete itens principais
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Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve
comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos
resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo
do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos
objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser
esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram
utilizados no experimento
32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute
apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela
caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o
experimento
10 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a
profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno
Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos
pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
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Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento
e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na
redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os
objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem
de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed
Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo
de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO
BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro
ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2
ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte
das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos
ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos
Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o
aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Atividade 1 Montagem de um Mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias vocecirc poderaacute construir
o seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo em que vocecirc iraacute aplicar o que
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aprendeu preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo na entrada da
escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas
sobre o assunto estudado Orientado pelo seu professor vocecirc desenvolveraacute accedilotildees
sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre
o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente Poderaacute tambeacutem
compor muacutesicas sobre os assuntos abordados
Atividade 2 Montagem de um Portifolio
Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-
avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos
ao longo do bimestre de modo que venha justificar a questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil
toneladas de lixo eletrocircnico por hora dentro deste destacam-se pilhas e
baterias Este lixo eacute jogado na natureza provocando vaacuterios problemas
ambientais Quais os problemas ambientais que as pilhas e baterias provocam
na natureza e como podemos evitaacute-losrdquo citada no inicio do bimestre
57
REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
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Apoacutes fincaacute-los no limatildeo (ou laranja ou batata) e uniacute-los por fios pode-se ligaacute-los a um pequeno aparelho eleacutetrico O melhor resultado se daacute usando um destes reloacutegios eletrocircnicos - tira-se a pilha deste e faz-se a ligaccedilatildeo dos fios positivo e negativo nos pequenos terminais do reloacutegio A corrente produzida eacute suficiente para acendecirc-lo ainda que por alguns minutos Natildeo esqueccedila de antes limpar as peccedilas de metal e evitar que elas se toquem no interior do limatildeo (ou da laranja ou ainda da batata)
Cuidados no Experimento
A eletricidade produzida eacute na realidade muito pequena para acender uma lacircmpada comum mesmo as menores Mas eacute possiacutevel acender uma pequena lampadinha se vocecirc quiser substituindo o limatildeo por uma soluccedilatildeo de aacutegua + sal Assim como na soluccedilatildeo salina existem no limatildeo batata e laranja alguns sais que se dissociam em iacuteons positivos e negativos e cada um destes tipos de iacuteons migram para os terminais metaacutelicos O certo eacute dizer que houve uma conduccedilatildeo iocircnica no interior do limatildeo da laranja e da batata Jaacute nos terminais satildeo os eleacutetrons dos metais que migram alcanccedilando o reloacutegio e fazendo-o funcionar com a corrente de eleacutetrons Esta eacute a diferenccedila
Uma lampadinha (ou mesmo um LED - uma lacircmpada especial destas coloridas que existem nos aparelhos de TV e de som esteacutereo geralmente nas cores vermelha e verde) satildeo materiais muito baratos e facilmente encontraacuteveis nas lojas de produtos eleacutetricos Para se acender uma destas lampadinhas eacute necessaacuterio 15 volt e alguns miliamperes o que eacute difiacutecil de se conseguir com apenas 1 limatildeo laranja ou batatinha
A voltagem tambeacutem varia de limatildeo para limatildeo laranja para laranja e batata para batata dependendo de vaacuterios fatores incluindo a acidezbasicidade teor de sais aacutegua Por exemplo um limatildeo pode acender um pequeno circuito eleacutetrico por pouco tempo e soacute Procure testaacute-lo com um voltiacutemetro (um medidor de tensatildeo eleacutetrica) Se for muito difiacutecil mesmo trabalhar com apenas um tente experimentar uma ligaccedilatildeo em seacuterie lacircmpada-cobre-limatildeo-zinco-fio-cobre-limatildeo-zinco-lacircmpada O resultado eacute mais visiacutevel
cienciaemcasacienciavivaptpilha_limaohtml
3ordf sugestatildeo de experimento
Pilha de Batata
Objetivo
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Estudar o funcionamento das ceacutelulas voltaacuteicas e associaccedilotildees em seacuterie Uma batata cortada pela metade duas plaquinhas de cobre e duas plaquinhas de zinco permitem a confecccedilatildeo de uma batateria capaz de acionar um reloacutegio digital por pelo menos dois meses Com certos cuidados os quais comentaremos esse tempo de uso pode ser estendido para cerca de quatro meses
Apresentaccedilatildeo
Os modernos reloacutegios digitais a cristal de quartzo requerem uma baixiacutessima intensidade de corrente eleacutetrica para seu funcionamento Se vocecirc tiver um bom microamperocircmetro poderaacute constatar que ela seraacute algo como 15 x 10-6 A sob tensatildeo eleacutetrica (ddp) de 135 V Eacute devido a isso que tais reloacutegios podem funcionar com as minuacutesculas baterias bototildees que geram uma fem entre 12 a 14 volts notadamente as baterias com ceacutelulas de mercuacuterio Os experimentos a seguir aproveitam-se dessa propriedade inerente aos circuitos eletrocircnicos --- funcionarem com baixiacutessimas intensidades de corrente eleacutetrica
O que faremos essencialmente seraacute construir baterias a partir de duas ceacutelulas voltaacuteicas que produziratildeo cada uma 06 a 07 V Dois eletrodos distintos (plaquinhas de cobre e zinco) seratildeo introduzidos em meias-batata (ou quiabo ou limatildeo ou abacaxi etc) e associados em seacuterie de modo a constituiacuterem uma bateria [associaccedilatildeo de duas pilhas primaacuterias (ceacutelulas voltaicas)]
Fazendo uma pilha primaacuteria
Corte uma batata pela metade Corte duas chapinhas uma de cobre outra de zinco com cerca de (2 x 4) cm Qualquer espessura das chapinhas entre 1 e 2 mm serviraacute essas chapinhas seratildeo os eletrodos da pilha primaacuteria Solde em cada uma dessas plaquinhas um fio de cobre flexiacutevel (cabinho 22) com cerca de 20 cm de comprimento (descasque as extremidades e estanhe-as --- passe solda) Espete as plaquinhas na meia-batata (bem perpendicular agrave superfiacutecie cortada) deixando para fora apenas cerca de 1 cm e separada por cerca de 08 cm Natildeo deixe as plaquinhas se encontrarem dentro da meia-batata Veja a ilustraccedilatildeo
Fazendo a batateria
30
Essa pilha de meia-batata apresentaraacute forccedila eletromotriz (fem) de cerca de 07 V o que pode ser constatado mediante um bom voltocircmetro (resistecircncia interna grande) conectado aos dois fios indicados acima Como iremos necessitar de cerca de 14 V para acionar o reloacutegio digital deveremos construir uma bateria a partir de duas dessas pilhas primaacuterias e associando-as em seacuterie como se ilustra
Preparando o reloacutegio
Qualquer reloacutegio digital que utilize uma bateria botatildeo poderaacute ser usado O que utilizei eacute um CITIZEN - CRYSTON LC A primeira coisa a fazer eacute remover a tampinha em forma de disco do alojamento da bateria botatildeo Retire a bateria pifada Olhe bem para essa bateria e repare que o corpo dela corresponde ao poacutelo positivo enquanto que o botatildeo superior corresponde ao poacutelo negativo Veja dentro do local de alojamento dessa bateria as duas lacircminas de contato uma que encosta no poacutelo positivo da bateria e outra que encosta no poacutelo negativo Solde nessa pequenas lacircminas dois pedaccedilos de cabinho 22 um vermelho ligado na lacircmina positiva e um preto ligado na lacircmina negativa
O fio que vem da plaquinha de cobre da batateria deve ser ligado ao fio vermelho do reloacutegio e o fio que vem da plaquinha de zinco da batateria deve ser ligado ao fio preto do reloacutegio
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Pronto O reloacutegio jaacute deve estar funcionando Eis as ilustraccedilotildees de minha montagem
Agrave esquerda a proteccedilatildeo de madeira para a montagem numa divisatildeo foi feito o orifiacutecio para inserir o reloacutegio na outra foi colocado um pires quadrado para conter as meias-batatas Agrave direita um destaque da montagem Abaixo detalhes da parte posterior da montagem
Anaacutelise do circuito
A tensatildeo eleacutetrica uacutetil (U) entre os terminais de cada pilha primaacuteria pode ser expressa em termos de sua fem (E) de sua resistecircncia interna (r) e da corrente de intensidade i que por ela circula assim U = E - ri mostrando claramente que a tensatildeo uacutetil depende da intensidade da corrente eleacutetrica solicitada (i)
Em circuito aberto um bom voltocircmetro (Rvint--gt conectado aos eletrodos fornece Uaberto= E pois iaberto = 0 Um bom amperocircmetro (Raint--gt0) conectado diretamente entre os eletrodos (curto-circuitando a pilha) fornece Icc = Er uma vez que Ucc = 0 Da leitura da fem E (via voltocircmetro) e da corrente de curto circuito icc
32
(via amperocircmetro) obtemos r = Eicc Para nossa montagem esse valor resultou ao redor dos 3 000 ohms e E = 07 V
Para as duas pilhas em seacuterie formando nossa batateria teremos Ebat = 14 V
e rbat = 6 000
Sob ddp uacutetil de 12 V teremos i = (Ebat- U)r = (14 - 12)6000 = 3 x 10-5 A que satildeo suficientes para o funcionamento do reloacutegio digital
Como dissemos como eletroacutelito podemos usar limatildeo abacaxi pepino uvas cebolas etc e como eletrodos podemos usar os pares cobrezinco magneacutesioferro alumiacuteniocobre prego zincadocobre etc Para cada par deve-se testar antes de ligar no reloacutegio qual a polaridade obtida (sob risco que queimar o cristal de quartzo) para a bateria Por exemplo se for usado eletrodos de magneacutesio e de ferro o magneacutesio seraacute o terminal negativo e o ferro o terminal positivo Calculadoras e jogos eletrocircnicos tambeacutem funcionam com tais baterias culinaacuterias Eis abaixo uma tomateria uma bateria de tomates
Mais teoria As reaccedilotildees nas ceacutelulas voltaacuteicas satildeo
catodo Zn lt==gt Zn2 + 2e anodo 2H+ + 2e lt==gt H2
A FEM da reaccedilatildeo vem expressa por E(ZnZn22H+H2) = Eo +
(RTnF)ln([Zn2+][H+]2) O eletrodo de cobre opera apenas como coletor de eleacutetrons podendo ser substituiacutedo por platina ou outro metal inerte
httpwwwfeiradecienciascombrsala1212_21asp
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Aulas 2 e 3 Reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo e o uso da tabela de potenciais de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo
Com a utilizaccedilatildeo dos dados recolhidos pelos alunos sobre o experimento anterior pode-se introduzir o conteuacutedo sobre reaccedilotildees de oxirreduccedilatildeo e o uso da tabela de potenciais de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo
Para facilitar a inicializaccedilatildeo do conteuacutedo pode-se retomar algumas questotildees dos experimentos anteriores
1 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 2 Como a energia eleacutetrica foi obtida 3 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 4 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 5 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 6 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 7 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 8 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha Conteuacutedo sugerido para trabalhar o conceito de reaccedilatildeo de oxidorreduccedilatildeo
A eletroquiacutemica eacute o estudo sobre a transferecircncia de eleacutetrons entre diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-versa Pilhas e baterias satildeo reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo capazes de gerar corrente eleacutetrica Eletroacutelise satildeo reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo produzidas pela passagem da corrente eleacutetrica Numa eletrolise existe os seguintes termos CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e mergulhados num eletroacutelito ELETRODOS Satildeo as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica ELETROacuteLITOS Satildeo as soluccedilotildees que conduzem a corrente eleacutetrica AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula entra na soluccedilatildeo CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula deixa a soluccedilatildeo IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na soluccedilatildeo Resumo
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons aumenta o numero de oxidaccedilatildeo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons diminui o numero de oxidaccedilatildeo
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Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz o numero de oxidaccedilatildeo diminui
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida o numero de oxidaccedilatildeo aumenta
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em energia eleacutetrica
BIBLIOGRAFIA sobre o conceito de oxidorreduccedilatildeo Programa de ensino para jovens e adultosescola da juventude Ciecircncias da NaturezaMatemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemicaeditora iacutecone ltdaSatildeo Paulo
Figura retirada WWWgooglecombr
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
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A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu
++ Isso provocaraacute
diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo
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que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
AULA 4 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o experimento da pilha de Daniel
Confecccedilatildeo de relatoacuterio pode-se trabalhar produccedilatildeo de textos do gecircnero artigo de opiniatildeo (conclusatildeo) e resumos ( introduccedilatildeo) Com o relatoacuterio em matildeos o
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professor poderaacute avaliar se houve aprendizagem real ou natildeo Espera-se que os alunos possam descrever em seu relatoacuterio os seguintes toacutepicos
Na pilha de Daniel o eletrodo de cobre metaacutelico que recebe eleacutetrons eacute chamado de caacutetodo ou terminal positivo e a lacircmina de zinco que cede eleacutetrons eacute o acircnodo ou terminal negativo O conjunto montado no experimento eacute uma pilha de Daniell com ponte salina A placa de zinco fornece eleacutetrons oxidando-se atraveacutes do fio para a placa de cobre que reduziraacute iacuteons de cobre na soluccedilatildeo Os eleacutetrons passando atraveacutes do fio iratildeo alimentar o cartatildeo musical Invertendo-se os fios de ligaccedilatildeo da pilha o terminal negativo do cartatildeo musical estaraacute ligado ao caacutetodo da pilha e o terminal positivo ao acircnodo Esta inversatildeo do sentido da corrente natildeo permite que o cartatildeo musical funcione
Sugestatildeo de modelo de relatoacuterio
RELATOacuteRIO
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em sete itens principais
Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram utilizados no experimento
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32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o experimento
5 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2 ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
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baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Conteuacutedo e temas impactos ambientais relacionado ao uso de pilhas e baterias
Competecircncias e habilidades identificar os impactos ambientais causados pelo descarte inadequado de pilhas e baterias avaliar como a composiccedilatildeo das pilhas pode causar possiacuteveis impactos relacionar os impactos causados pelas induacutestrias nos processos de eletroacutelise refletir sobre a importacircncia da adoccedilatildeo de posturas conscientes com relaccedilatildeo ao consumo e descarte de pilhas e baterias
Estrateacutegias elaboraccedilatildeo de mural produccedilatildeo de folder
Recursos biombos para anexar material produzido cartolinas fitas adesivas
Avaliaccedilatildeo participaccedilatildeo e envolvimento
Nuacutemero de aulas 3
AULA 1 Elaboraccedilatildeo de mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias os alunos finalizaratildeo a segunda etapa desta unidade didaacutetica construindo seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo Nesse momento comeccedila-se a desenvolver a terceira etapa dessa unidade ( que eacute uma das mais importantes)pois os alunos iratildeo aplicar o que aprenderam preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo em um local estrateacutegico da escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas sobre o assunto estudado O nosso estudante nesta etapa final da unidade temaacutetica poderaacute desenvolver accedilotildees sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente e tambeacutem composiccedilatildeo de muacutesicas sobre os assuntos abordados
AULA 2 A escola como ponto de coleta de pilhas e baterias
Os alunos apoacutes terem finalizado o trabalho da aula anterior poderatildeo distribuir agrave comunidade o material confeccionado sensibilizando-a buscando parcerias para que a escola seja um ponto de coleta desses materiais pois somente com accedilotildees dessa natureza podemos acreditar que possam desenvolver a accedilatildeo social e ambiental desejada
AULA 3 Retomada das questotildees diagnoacutesticas poacutes desenvolvimento da unidade didaacutetica
Eacute importante retomar as questotildees aplicadas no iniacutecio dessa unidade pois somente assim teremos a certeza do quanto os alunos assimilaram de conhecimento cientiacutefico Muito importante nesse momento tambeacutem eacute poder avaliaacute-los como indiviacuteduos atuantes na sociedade
AULA 4 Avaliaccedilatildeo final
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Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos (sugere-se que contenha mapa conceitual dos conteuacutedos apreendidos) e devolutiva das questotildees comentadas
Consideraccedilotildees finais
A eletroquiacutemica trabalhada da forma que estaacute sendo apresentada nessa unidade didaacutetica leva o aluno a adquirir conhecimentos de maneira significativa O ensino atraveacutes da experimentaccedilatildeo o faraacute tirar suas proacuteprias conclusotildees e ter um aprendizado real produzindo nele mudanccedila de postura diante dos fatos observados refletindo e opinando criticamente frente a informaccedilotildees que poderaacute encontrar doravante sobre o assunto
A participaccedilatildeo e a integraccedilatildeo do aluno nas aulas tecircm que ser consideradas ponto de partida para que o mesmo possa compreender que as transformaccedilotildees quiacutemicas fazem parte do seu cotidiano Toda tecnologia existente eacute produto dessas transformaccedilotildees
Finalizando o estudo dessa unidade espera-se que o aluno natildeo soacute compreenda a importacircncia das transformaccedilotildees quiacutemicas mas que esteja envolvido a ponto de adotar uma postura responsaacutevel em relaccedilatildeo aos impactos ambientais causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e baterias e dentro dessa nova postura possa tomar decisotildees e atuar de forma eacutetica no meio em que vive
REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
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9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
14- Programa de ensino para jovens e adultos escola da juventude Ciecircncias da Natureza Matemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemica Editora Iacutecone Ltda Satildeo Paulo
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Imagem maisumtekofileswordpresscom
2009
Katia Regina Varela Roa-DE SUZANO
Gilson Silva ndashDE CAEIRAS
Leonardo Bassi Ubeda das Neves-DE SUZANO
Massuko Sawayama Warigoda-DE MOGI DAS
CRUZES
GEPEQ- USP CURSO DE FORMACcedilAtildeO
CONTINUADA DE PROFESSORES 2008 2009
28082009
PILHAS E BATERIAS USOS E DESCARTES X IMPACTOS AMBIENTAIS Caderno do aluno
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Situaccedilatildeo de aprendizagem 1- As pilhas e baterias que fazem parte do nosso lixo eletrocircnico podem ser prejudiciais ao ser humano
Por meio desta primeira situaccedilatildeo de aprendizagem vocecirc poderaacute reconhecer
que quando descartadas incorretamente pilhas e baterias podem prejudicar o meio
ambiente apesar de indispensaacutevel para o homem E tambeacutem pode comeccedilar a
refletir o porquecirc dessa questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil toneladas de lixo eletrocircnico
por hora dentro deste destacam-se pilhas e baterias Este lixo eacute jogado na
natureza provocando vaacuterios problemas ambientais Quais os problemas
ambientais que as pilhas e baterias provocam na natureza e como podemos
evitaacute-losrdquo
Atividade 1Refletindo sobre pilhas e baterias x impactos ambientais
1 O que vocecirc entende por pilhas E baterias
2 Elas satildeo imprescindiacuteveis na atualidade Onde
3 Existe alguma relaccedilatildeo entre pilha eletricidade e transformaccedilotildees quiacutemicas
4 Que tipo de material(is) vocecirc acha que eacute(satildeo) necessaacuterio(os) para se construir
uma pilha
5 Cite alguns problemas ambientais relacionados ao uso e descarte de pilhas e
baterias Qual deve ser sua postura em relaccedilatildeo a esses problemas
Atividade 2 Pilhas e Baterias x impactos ambientais
Leitura e Anaacutelise de textos
TEXTO 1 Descarte de pilhas e baterias eacute problema seacuterio para meio ambiente
O Brasil eacute o uacutenico paiacutes da Ameacuterica do Sul que regulamenta a fabricaccedilatildeo venda e destinaccedilatildeo final de pilhas e baterias Com a entrada da Resoluccedilatildeo 257 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama) que dispotildee sobre estes resiacuteduos em vigor desde junho de 2001 o Ibama passou a fiscalizar esses limites Ou pelo menos era o que deveria acontecer Em Cuiabaacute por exemplo o gerente do oacutergatildeo Hugo Scheuer declarou natildeo estar a par do assunto mas garantiu ser este seu proacuteximo objetivo por considerar o descarte destes resiacuteduos um problema de grande amplitude Mas enquanto isso o que fazer com pilhas e baterias principalmente as de celulares quando acabam Esta duacutevida eacute frequumlente em toda a populaccedilatildeo
Considerados toacutexicos o lanccedilamento desses resiacuteduos em lixotildees nas margens das estradas ou em terrenos baldios compromete a qualidade ambiental e de vida da populaccedilatildeo Os resiacuteduos pesados quando aterrados migram para partes mais profundas do solo Com isso podem atingir o lenccedilol freaacutetico contaminando a flora e a fauna das regiotildees proacuteximas e ainda causar doenccedilas que variam de lesotildees cerebrais a disfunccedilotildees renais e pulmonares passando por distuacuterbios visuais e
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anemia Segundo a Resoluccedilatildeo 257 os fabricantes e importadores satildeo os responsaacuteveis pelo recolhimento do material e sua destinaccedilatildeo final o que deve ser fiscalizado pelos oacutergatildeos puacuteblicos ambientais Mas em Cuiabaacute apesar do site do Ministeacuterio do Meio Ambiente indicar o endereccedilo de 28 postos nenhum deles efetua o recolhimento apenas duas empresas de celulares recolhem as baterias em seus postos de venda (Vivo e Americel) e a fiscalizaccedilatildeo do Ibama eacute inexistente A Resoluccedilatildeo estabelece que as pilhas e baterias apoacutes o seu esgotamento energeacutetico devem ser entregues pelos usuaacuterios aos estabelecimentos que as comercializam ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelas respectivas induacutestrias Estas por sua vez devem repassaacute-las aos fabricantes e importadores para que passem por procedimentos de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final ambientalmente adequada No artigo 13deg estaacute previsto que as pilhas e baterias que atenderem aos limites previstos no artigo 6deg podem ser dispostas juntamente com os resiacuteduos domiciliares em aterros sanitaacuterios licenciados Mas por falta de aterros licenciados a maior parte das baterias e pilhas usadas continuam tendo os lixotildees irregulares como destino significando um risco para o meio ambiente e para as pessoas Apenas 30 destes resiacuteduos satildeo reciclados No Brasil uma empresa chamada Suzaquim anuncia que deteacutem um processo de reciclagem de baterias
Dependendo do material de que satildeo constituiacutedas pilhas e baterias podem ser jogadas em lixo domeacutestico As pilhas secas composta por zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs as mais consumidas para uso domeacutestico tecircm em sua maioria operado nos limites estabelecidos pelo artigo 6deg da Resoluccedilatildeo 257 As baterias de telefone sem fio de filmadoras de celular ou outros tipos normalmente recarregaacuteveis devem ser devolvidas agraves lojas Os fabricantes estatildeo obrigados a informar nas embalagens a necessidade ou natildeo de devoluccedilatildeo
O Brasil produz cerca de 800 milhotildees de pilhas comuns por ano o que representa seis unidades por habitante Deve-se lembrar que uma uacutenica pilha contamina o solo durante 50 anos Circulam anualmente 10 milhotildees de baterias de celular 12 milhotildees de baterias automotivas e 200 mil baterias industriais Do total de pilhas e baterias consumidas no paiacutes quase 70 satildeo constituiacutedas principalmente por zinco e caacutedmio aproximadamente 30 por amocircnia e manganecircs Ao se desfazer de pilhas e baterias usadas em local inadequado pode-se contaminar o solo a aacutegua e o ar Atraveacutes da cadeia alimentar esse produto chega aos seres humanos causando doenccedilas que afetam o sistema nervoso central Todos satildeo considerados bioacumulativos - acumula-se no organismo ao longo do tempo
RECICLAVEISCOMBR
Texto 2 Metais pesados contaminam meio ambiente e oferecem riscos agrave
sauacutede puacuteblica
Estima-se que cada bateria ou pilha depositada de forma inadequada no meio
ambiente contamine uma aacuterea de um metro quadrado Entretanto o dano ambiental
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pode ser maior se a quantidade desses equipamentos jogados em lixotildees for muito
alta
A dissoluccedilatildeo de metais pesados depositados em aterros
sanitaacuterios improacuteprios pode contaminar lenccediloacuteis freaacuteticos e o
ambiente local Em aterros a dissoluccedilatildeo dos metais eacute mais faacutecil
devido agrave acidez da aacuterea Isso facilita a acumulaccedilatildeo de metais
pesados na cadeia alimentar atraveacutes da contaminaccedilatildeo de
animais e vegetais que podem causar a intoxicaccedilatildeo de seres humanos que venham
a consumir esses alimentos afetados Metais pesados como chumbo caacutedmio
mercuacuterio e seus compostos podem provocar graves doenccedilas neuroloacutegicas aleacutem de
afetar a condiccedilatildeo motora
Pilhas e baterias comuns (pequenas usadas em raacutedios por exemplo) podem
ser descartadas no lixo domeacutestico de acordo com a determinaccedilatildeo do Conama No
entanto a professora Andreacutea Bernardes do Departamento de Engenharia de
Materiais da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) avalia que esses
produtos que acabam sendo depositados em aterros sanitaacuterios soacute poderiam ser
descartados nestes locais se houvesse o tratamento adequado do chorume
(substacircncia liacutequida encontrada em lixotildees) O chorume contaminado com metais
pesados contaminaraacute tambeacutem a terra e os lenccediloacuteis freaacuteticos
Marcelo Furtado coordenador da aacuterea de substacircncias toacutexicas do
Greenpeace vecirc com bons olhos a determinaccedilatildeo do Conama A iniciativa serve
como incentivo para que as empresas passem a reduzir o uso de substacircncias
toacutexicas para evitar todo o processo de recolhimento de baterias e pilhas usadas
diz Ele lembra que a tendecircncia eacute que substacircncias reciclaacuteveis sejam usadas cada
vez mais para que a reutilizaccedilatildeo dos produtos seja constante
Danilo FantinelRedaccedilatildeo Terra
Questotildees para anaacutelise do texto
6 Cite algumas das questotildees ambientais relacionadas ao uso de pilhas e baterias Qual deve ser a postura da populaccedilatildeo em relaccedilatildeo a essas questotildees 7 Com base na legislaccedilatildeo apresentada explique como deve ser feito o descarte de pilhas e baterias Quais impecilhos poderatildeo dificultar o cumprimento da lei 8 Qual o destino que deve ser dado agraves pilhas que seratildeo descartadas Existem formas de reciclagem Quais 9 Considerando os impactos ambientais que podem ocorrer do descarte inadequado das pilhas e baterias qual a sua opiniatildeo sobre o uso delas Existe uma ideal Explique 10 Vocecirc acha que hoje eacute possiacutevel sobrevivermos sem o uso de pilhas e baterias
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Atividade 3 Trechos do filme WALL-E
Converse com o seu professor sobre o filme a ser assistido na escola caso natildeo seja possiacutevel assista o filme em casa para auxiliaacute-lo nessa atividade
Questotildees para sala de aula reflexatildeo dos assuntos abordados no filme
5 Sente-se um escravo da tecnologia atual ( especificamente aqueles que em curto espaccedilo de tempo geram lixo eletrocircnico tais como celular Ipod Iphone etc) 6 Ficou sensibilizado sobre a quantidade de lixo eletrocircnico que o homem produz 7 Haacute uma remota possibilidade de o Planeta ser recuperado 8 Qual a sua opiniatildeo sobre a mensagem que o filme Wall-E passa 9 Viacutedeo WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97
minutos) som e cor
Situaccedilatildeo de aprendizagem 2 - Que tipos de materiais existem em uma pilha que
a classifique como poluidora do meio ambiente
Apoacutes a visatildeo do que vocecirc teve do filme e discussatildeo de trechos que falam sobre
impactos ambientais provocados pelo mau descarte de pilhas e baterias vocecirc
imagina quais seriam os agentes contaminantes
Atividade 1 Experimento demonstrativo ndash Desmontagem de uma pilha
No inicio da aula entregue para o seu professor um desenho que demonstre os
componentes que estruturam uma pilha
Apoacutes o teacutermino da desmontagem faccedila um novo desenho colocando aquilo que vocecirc
observou Compare o primeiro com o segundo desenho e em poucas linhas
descreva o que mais lhe chamou a atenccedilatildeo
Atividade 2 Buscando orientaccedilotildees com o professor para trabalho de
pesquisa
Leve para sala de aula revistas jornaislivros e mateacuterias de internet trazendo
informaccedilotildees sobre pilha ecologicamente correta
Atividade 3 Reciclagem de pilhas
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Apoacutes a viacutedeoaula sobre a reciclagem de pilhas elabore um artigo de opiniatildeo sobre
a importacircncia da reciclagem de pilhas em favor do meio ambiente e a necessidade
de maiores investimentos nessa aacuterea Ao final entregue a seu professor
Atividade 4 Pesquisa em grupo Pilha ideal
A partir de uma preacutevia busca em revistas jornais livros e internet procure obter
informaccedilotildees sobre uma pilha ideal
Atividade 5 Escolha da Pilha ideal
Apresente o material para o professor e os seus colegas para que seja feita a
escolha da melhor ideia
Questotildees para anaacutelise das ideacuteias sobre pilha ideal
5 Eacute possiacutevel produzir energia eleacutetrica atraveacutes de uma transformaccedilatildeo quiacutemica
6 Explique o surgimento da energia eleacutetrica nas transformaccedilotildees quiacutemicas
7 Podemos montar uma pilha ecologicamente correta
8 O funcionamento de uma pilha soacute acontece atraveacutes de transformaccedilatildeo quiacutemica Explique
Situaccedilatildeo de aprendizagem 3- O lado cientiacutefico da Pilha
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem permitiraacute a vocecirc compreender melhor o
funcionamento de uma pilha( conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
) e a produccedilatildeo de novos materiais atraveacutes da eletrolise (conversatildeo natildeo espontacircnea
energia eleacutetrica em quiacutemica) com experimentos Para essa situaccedilatildeo eacute importante
que vocecirc observe e anote em seu caderno tudo que se alterou
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Atividade 1 O experimento da pilha do Daniel
Questotildees que podem auxiliaacute-lo durante a execuccedilatildeo do experimento
6 As placas mudaram de cor apoacutes serem mergulhadas na soluccedilatildeo Explique
7 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
8 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
9 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
7 Limpar as placas com palha de accedilo
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8 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 9 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 10 Interligar os dois potes com a ponte salina 11 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 12 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e
transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo
PauloEdusp 1998
Atividade 2 Anaacutelise sobre experimento
Questotildees sobre o experimento
9 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 10 Como a energia eleacutetrica foi obtida 11 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 12 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 13 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 14 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 15 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 16 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha
UM POUCO DE ELETROQUIMICA
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A eletroquiacutemica estuda o aproveitamento da transferecircncia de eleacutetrons entre
diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-
versa
Pilhas conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
Eletroacutelise conversatildeo natildeo espontacircnea de energia eleacutetrica em quiacutemica
A seguir estatildeo descritos alguns termos que apareceratildeo no estudo da eletroquiacutemica
ELETRODOS Satildeo assim chamadas as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com
a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica
AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
ENTRA na soluccedilatildeo
CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
DEIXA a soluccedilatildeo
d) ELETROacuteLITOS Satildeo assim chamadas todas as soluccedilotildees que CONDUZEM a
corrente eleacutetrica
e) IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na
soluccedilatildeo
AcircNODO Eletrodo do qual saem os eleacutetrons para o circuito externo da ceacutelula
CAacuteTODO Eletrodo no qual entram os eleacutetrons atraveacutes do circuito externo da ceacutelula
f) CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que
conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e
mergulhados num eletroacutelito
Resumindo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons ( diminuiccedilatildeo de Nox)
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons ( aumento de Nox)
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida (Nox aumenta)
Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz (Nox diminui)
O redutor reduz o oxidante
O oxidante oxida o redutor
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em
energia eleacutetrica
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Cada substacircncia possui uma maior ou menor tendecircncia de perder eleacutetrons
tendecircncia esta chamada de Potencial de Oxidaccedilatildeo Deste modo uma substacircncia X
que tenha um potencial de oxidaccedilatildeo maior que uma substacircncia Y iraacute perder seus
eleacutetrons gradativamente para esta substacircncia se as duas estiverem juntas
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do
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eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu++ Isso provocaraacute diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
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Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
Atividade 3 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o
experimento da pilha de Daniel
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas
dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os
relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em
eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e
conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em
sete itens principais
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Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve
comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos
resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo
do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos
objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser
esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram
utilizados no experimento
32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute
apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela
caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o
experimento
10 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a
profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno
Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos
pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
55
Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento
e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na
redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os
objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem
de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed
Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo
de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO
BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro
ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2
ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte
das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos
ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos
Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o
aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Atividade 1 Montagem de um Mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias vocecirc poderaacute construir
o seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo em que vocecirc iraacute aplicar o que
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aprendeu preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo na entrada da
escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas
sobre o assunto estudado Orientado pelo seu professor vocecirc desenvolveraacute accedilotildees
sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre
o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente Poderaacute tambeacutem
compor muacutesicas sobre os assuntos abordados
Atividade 2 Montagem de um Portifolio
Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-
avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos
ao longo do bimestre de modo que venha justificar a questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil
toneladas de lixo eletrocircnico por hora dentro deste destacam-se pilhas e
baterias Este lixo eacute jogado na natureza provocando vaacuterios problemas
ambientais Quais os problemas ambientais que as pilhas e baterias provocam
na natureza e como podemos evitaacute-losrdquo citada no inicio do bimestre
57
REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
29
Estudar o funcionamento das ceacutelulas voltaacuteicas e associaccedilotildees em seacuterie Uma batata cortada pela metade duas plaquinhas de cobre e duas plaquinhas de zinco permitem a confecccedilatildeo de uma batateria capaz de acionar um reloacutegio digital por pelo menos dois meses Com certos cuidados os quais comentaremos esse tempo de uso pode ser estendido para cerca de quatro meses
Apresentaccedilatildeo
Os modernos reloacutegios digitais a cristal de quartzo requerem uma baixiacutessima intensidade de corrente eleacutetrica para seu funcionamento Se vocecirc tiver um bom microamperocircmetro poderaacute constatar que ela seraacute algo como 15 x 10-6 A sob tensatildeo eleacutetrica (ddp) de 135 V Eacute devido a isso que tais reloacutegios podem funcionar com as minuacutesculas baterias bototildees que geram uma fem entre 12 a 14 volts notadamente as baterias com ceacutelulas de mercuacuterio Os experimentos a seguir aproveitam-se dessa propriedade inerente aos circuitos eletrocircnicos --- funcionarem com baixiacutessimas intensidades de corrente eleacutetrica
O que faremos essencialmente seraacute construir baterias a partir de duas ceacutelulas voltaacuteicas que produziratildeo cada uma 06 a 07 V Dois eletrodos distintos (plaquinhas de cobre e zinco) seratildeo introduzidos em meias-batata (ou quiabo ou limatildeo ou abacaxi etc) e associados em seacuterie de modo a constituiacuterem uma bateria [associaccedilatildeo de duas pilhas primaacuterias (ceacutelulas voltaicas)]
Fazendo uma pilha primaacuteria
Corte uma batata pela metade Corte duas chapinhas uma de cobre outra de zinco com cerca de (2 x 4) cm Qualquer espessura das chapinhas entre 1 e 2 mm serviraacute essas chapinhas seratildeo os eletrodos da pilha primaacuteria Solde em cada uma dessas plaquinhas um fio de cobre flexiacutevel (cabinho 22) com cerca de 20 cm de comprimento (descasque as extremidades e estanhe-as --- passe solda) Espete as plaquinhas na meia-batata (bem perpendicular agrave superfiacutecie cortada) deixando para fora apenas cerca de 1 cm e separada por cerca de 08 cm Natildeo deixe as plaquinhas se encontrarem dentro da meia-batata Veja a ilustraccedilatildeo
Fazendo a batateria
30
Essa pilha de meia-batata apresentaraacute forccedila eletromotriz (fem) de cerca de 07 V o que pode ser constatado mediante um bom voltocircmetro (resistecircncia interna grande) conectado aos dois fios indicados acima Como iremos necessitar de cerca de 14 V para acionar o reloacutegio digital deveremos construir uma bateria a partir de duas dessas pilhas primaacuterias e associando-as em seacuterie como se ilustra
Preparando o reloacutegio
Qualquer reloacutegio digital que utilize uma bateria botatildeo poderaacute ser usado O que utilizei eacute um CITIZEN - CRYSTON LC A primeira coisa a fazer eacute remover a tampinha em forma de disco do alojamento da bateria botatildeo Retire a bateria pifada Olhe bem para essa bateria e repare que o corpo dela corresponde ao poacutelo positivo enquanto que o botatildeo superior corresponde ao poacutelo negativo Veja dentro do local de alojamento dessa bateria as duas lacircminas de contato uma que encosta no poacutelo positivo da bateria e outra que encosta no poacutelo negativo Solde nessa pequenas lacircminas dois pedaccedilos de cabinho 22 um vermelho ligado na lacircmina positiva e um preto ligado na lacircmina negativa
O fio que vem da plaquinha de cobre da batateria deve ser ligado ao fio vermelho do reloacutegio e o fio que vem da plaquinha de zinco da batateria deve ser ligado ao fio preto do reloacutegio
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Pronto O reloacutegio jaacute deve estar funcionando Eis as ilustraccedilotildees de minha montagem
Agrave esquerda a proteccedilatildeo de madeira para a montagem numa divisatildeo foi feito o orifiacutecio para inserir o reloacutegio na outra foi colocado um pires quadrado para conter as meias-batatas Agrave direita um destaque da montagem Abaixo detalhes da parte posterior da montagem
Anaacutelise do circuito
A tensatildeo eleacutetrica uacutetil (U) entre os terminais de cada pilha primaacuteria pode ser expressa em termos de sua fem (E) de sua resistecircncia interna (r) e da corrente de intensidade i que por ela circula assim U = E - ri mostrando claramente que a tensatildeo uacutetil depende da intensidade da corrente eleacutetrica solicitada (i)
Em circuito aberto um bom voltocircmetro (Rvint--gt conectado aos eletrodos fornece Uaberto= E pois iaberto = 0 Um bom amperocircmetro (Raint--gt0) conectado diretamente entre os eletrodos (curto-circuitando a pilha) fornece Icc = Er uma vez que Ucc = 0 Da leitura da fem E (via voltocircmetro) e da corrente de curto circuito icc
32
(via amperocircmetro) obtemos r = Eicc Para nossa montagem esse valor resultou ao redor dos 3 000 ohms e E = 07 V
Para as duas pilhas em seacuterie formando nossa batateria teremos Ebat = 14 V
e rbat = 6 000
Sob ddp uacutetil de 12 V teremos i = (Ebat- U)r = (14 - 12)6000 = 3 x 10-5 A que satildeo suficientes para o funcionamento do reloacutegio digital
Como dissemos como eletroacutelito podemos usar limatildeo abacaxi pepino uvas cebolas etc e como eletrodos podemos usar os pares cobrezinco magneacutesioferro alumiacuteniocobre prego zincadocobre etc Para cada par deve-se testar antes de ligar no reloacutegio qual a polaridade obtida (sob risco que queimar o cristal de quartzo) para a bateria Por exemplo se for usado eletrodos de magneacutesio e de ferro o magneacutesio seraacute o terminal negativo e o ferro o terminal positivo Calculadoras e jogos eletrocircnicos tambeacutem funcionam com tais baterias culinaacuterias Eis abaixo uma tomateria uma bateria de tomates
Mais teoria As reaccedilotildees nas ceacutelulas voltaacuteicas satildeo
catodo Zn lt==gt Zn2 + 2e anodo 2H+ + 2e lt==gt H2
A FEM da reaccedilatildeo vem expressa por E(ZnZn22H+H2) = Eo +
(RTnF)ln([Zn2+][H+]2) O eletrodo de cobre opera apenas como coletor de eleacutetrons podendo ser substituiacutedo por platina ou outro metal inerte
httpwwwfeiradecienciascombrsala1212_21asp
33
Aulas 2 e 3 Reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo e o uso da tabela de potenciais de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo
Com a utilizaccedilatildeo dos dados recolhidos pelos alunos sobre o experimento anterior pode-se introduzir o conteuacutedo sobre reaccedilotildees de oxirreduccedilatildeo e o uso da tabela de potenciais de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo
Para facilitar a inicializaccedilatildeo do conteuacutedo pode-se retomar algumas questotildees dos experimentos anteriores
1 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 2 Como a energia eleacutetrica foi obtida 3 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 4 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 5 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 6 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 7 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 8 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha Conteuacutedo sugerido para trabalhar o conceito de reaccedilatildeo de oxidorreduccedilatildeo
A eletroquiacutemica eacute o estudo sobre a transferecircncia de eleacutetrons entre diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-versa Pilhas e baterias satildeo reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo capazes de gerar corrente eleacutetrica Eletroacutelise satildeo reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo produzidas pela passagem da corrente eleacutetrica Numa eletrolise existe os seguintes termos CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e mergulhados num eletroacutelito ELETRODOS Satildeo as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica ELETROacuteLITOS Satildeo as soluccedilotildees que conduzem a corrente eleacutetrica AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula entra na soluccedilatildeo CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula deixa a soluccedilatildeo IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na soluccedilatildeo Resumo
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons aumenta o numero de oxidaccedilatildeo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons diminui o numero de oxidaccedilatildeo
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Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz o numero de oxidaccedilatildeo diminui
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida o numero de oxidaccedilatildeo aumenta
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em energia eleacutetrica
BIBLIOGRAFIA sobre o conceito de oxidorreduccedilatildeo Programa de ensino para jovens e adultosescola da juventude Ciecircncias da NaturezaMatemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemicaeditora iacutecone ltdaSatildeo Paulo
Figura retirada WWWgooglecombr
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
35
A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu
++ Isso provocaraacute
diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo
36
que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
AULA 4 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o experimento da pilha de Daniel
Confecccedilatildeo de relatoacuterio pode-se trabalhar produccedilatildeo de textos do gecircnero artigo de opiniatildeo (conclusatildeo) e resumos ( introduccedilatildeo) Com o relatoacuterio em matildeos o
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professor poderaacute avaliar se houve aprendizagem real ou natildeo Espera-se que os alunos possam descrever em seu relatoacuterio os seguintes toacutepicos
Na pilha de Daniel o eletrodo de cobre metaacutelico que recebe eleacutetrons eacute chamado de caacutetodo ou terminal positivo e a lacircmina de zinco que cede eleacutetrons eacute o acircnodo ou terminal negativo O conjunto montado no experimento eacute uma pilha de Daniell com ponte salina A placa de zinco fornece eleacutetrons oxidando-se atraveacutes do fio para a placa de cobre que reduziraacute iacuteons de cobre na soluccedilatildeo Os eleacutetrons passando atraveacutes do fio iratildeo alimentar o cartatildeo musical Invertendo-se os fios de ligaccedilatildeo da pilha o terminal negativo do cartatildeo musical estaraacute ligado ao caacutetodo da pilha e o terminal positivo ao acircnodo Esta inversatildeo do sentido da corrente natildeo permite que o cartatildeo musical funcione
Sugestatildeo de modelo de relatoacuterio
RELATOacuteRIO
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em sete itens principais
Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram utilizados no experimento
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32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o experimento
5 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2 ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
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baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Conteuacutedo e temas impactos ambientais relacionado ao uso de pilhas e baterias
Competecircncias e habilidades identificar os impactos ambientais causados pelo descarte inadequado de pilhas e baterias avaliar como a composiccedilatildeo das pilhas pode causar possiacuteveis impactos relacionar os impactos causados pelas induacutestrias nos processos de eletroacutelise refletir sobre a importacircncia da adoccedilatildeo de posturas conscientes com relaccedilatildeo ao consumo e descarte de pilhas e baterias
Estrateacutegias elaboraccedilatildeo de mural produccedilatildeo de folder
Recursos biombos para anexar material produzido cartolinas fitas adesivas
Avaliaccedilatildeo participaccedilatildeo e envolvimento
Nuacutemero de aulas 3
AULA 1 Elaboraccedilatildeo de mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias os alunos finalizaratildeo a segunda etapa desta unidade didaacutetica construindo seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo Nesse momento comeccedila-se a desenvolver a terceira etapa dessa unidade ( que eacute uma das mais importantes)pois os alunos iratildeo aplicar o que aprenderam preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo em um local estrateacutegico da escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas sobre o assunto estudado O nosso estudante nesta etapa final da unidade temaacutetica poderaacute desenvolver accedilotildees sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente e tambeacutem composiccedilatildeo de muacutesicas sobre os assuntos abordados
AULA 2 A escola como ponto de coleta de pilhas e baterias
Os alunos apoacutes terem finalizado o trabalho da aula anterior poderatildeo distribuir agrave comunidade o material confeccionado sensibilizando-a buscando parcerias para que a escola seja um ponto de coleta desses materiais pois somente com accedilotildees dessa natureza podemos acreditar que possam desenvolver a accedilatildeo social e ambiental desejada
AULA 3 Retomada das questotildees diagnoacutesticas poacutes desenvolvimento da unidade didaacutetica
Eacute importante retomar as questotildees aplicadas no iniacutecio dessa unidade pois somente assim teremos a certeza do quanto os alunos assimilaram de conhecimento cientiacutefico Muito importante nesse momento tambeacutem eacute poder avaliaacute-los como indiviacuteduos atuantes na sociedade
AULA 4 Avaliaccedilatildeo final
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Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos (sugere-se que contenha mapa conceitual dos conteuacutedos apreendidos) e devolutiva das questotildees comentadas
Consideraccedilotildees finais
A eletroquiacutemica trabalhada da forma que estaacute sendo apresentada nessa unidade didaacutetica leva o aluno a adquirir conhecimentos de maneira significativa O ensino atraveacutes da experimentaccedilatildeo o faraacute tirar suas proacuteprias conclusotildees e ter um aprendizado real produzindo nele mudanccedila de postura diante dos fatos observados refletindo e opinando criticamente frente a informaccedilotildees que poderaacute encontrar doravante sobre o assunto
A participaccedilatildeo e a integraccedilatildeo do aluno nas aulas tecircm que ser consideradas ponto de partida para que o mesmo possa compreender que as transformaccedilotildees quiacutemicas fazem parte do seu cotidiano Toda tecnologia existente eacute produto dessas transformaccedilotildees
Finalizando o estudo dessa unidade espera-se que o aluno natildeo soacute compreenda a importacircncia das transformaccedilotildees quiacutemicas mas que esteja envolvido a ponto de adotar uma postura responsaacutevel em relaccedilatildeo aos impactos ambientais causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e baterias e dentro dessa nova postura possa tomar decisotildees e atuar de forma eacutetica no meio em que vive
REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
41
9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
14- Programa de ensino para jovens e adultos escola da juventude Ciecircncias da Natureza Matemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemica Editora Iacutecone Ltda Satildeo Paulo
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Imagem maisumtekofileswordpresscom
2009
Katia Regina Varela Roa-DE SUZANO
Gilson Silva ndashDE CAEIRAS
Leonardo Bassi Ubeda das Neves-DE SUZANO
Massuko Sawayama Warigoda-DE MOGI DAS
CRUZES
GEPEQ- USP CURSO DE FORMACcedilAtildeO
CONTINUADA DE PROFESSORES 2008 2009
28082009
PILHAS E BATERIAS USOS E DESCARTES X IMPACTOS AMBIENTAIS Caderno do aluno
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Situaccedilatildeo de aprendizagem 1- As pilhas e baterias que fazem parte do nosso lixo eletrocircnico podem ser prejudiciais ao ser humano
Por meio desta primeira situaccedilatildeo de aprendizagem vocecirc poderaacute reconhecer
que quando descartadas incorretamente pilhas e baterias podem prejudicar o meio
ambiente apesar de indispensaacutevel para o homem E tambeacutem pode comeccedilar a
refletir o porquecirc dessa questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil toneladas de lixo eletrocircnico
por hora dentro deste destacam-se pilhas e baterias Este lixo eacute jogado na
natureza provocando vaacuterios problemas ambientais Quais os problemas
ambientais que as pilhas e baterias provocam na natureza e como podemos
evitaacute-losrdquo
Atividade 1Refletindo sobre pilhas e baterias x impactos ambientais
1 O que vocecirc entende por pilhas E baterias
2 Elas satildeo imprescindiacuteveis na atualidade Onde
3 Existe alguma relaccedilatildeo entre pilha eletricidade e transformaccedilotildees quiacutemicas
4 Que tipo de material(is) vocecirc acha que eacute(satildeo) necessaacuterio(os) para se construir
uma pilha
5 Cite alguns problemas ambientais relacionados ao uso e descarte de pilhas e
baterias Qual deve ser sua postura em relaccedilatildeo a esses problemas
Atividade 2 Pilhas e Baterias x impactos ambientais
Leitura e Anaacutelise de textos
TEXTO 1 Descarte de pilhas e baterias eacute problema seacuterio para meio ambiente
O Brasil eacute o uacutenico paiacutes da Ameacuterica do Sul que regulamenta a fabricaccedilatildeo venda e destinaccedilatildeo final de pilhas e baterias Com a entrada da Resoluccedilatildeo 257 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama) que dispotildee sobre estes resiacuteduos em vigor desde junho de 2001 o Ibama passou a fiscalizar esses limites Ou pelo menos era o que deveria acontecer Em Cuiabaacute por exemplo o gerente do oacutergatildeo Hugo Scheuer declarou natildeo estar a par do assunto mas garantiu ser este seu proacuteximo objetivo por considerar o descarte destes resiacuteduos um problema de grande amplitude Mas enquanto isso o que fazer com pilhas e baterias principalmente as de celulares quando acabam Esta duacutevida eacute frequumlente em toda a populaccedilatildeo
Considerados toacutexicos o lanccedilamento desses resiacuteduos em lixotildees nas margens das estradas ou em terrenos baldios compromete a qualidade ambiental e de vida da populaccedilatildeo Os resiacuteduos pesados quando aterrados migram para partes mais profundas do solo Com isso podem atingir o lenccedilol freaacutetico contaminando a flora e a fauna das regiotildees proacuteximas e ainda causar doenccedilas que variam de lesotildees cerebrais a disfunccedilotildees renais e pulmonares passando por distuacuterbios visuais e
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anemia Segundo a Resoluccedilatildeo 257 os fabricantes e importadores satildeo os responsaacuteveis pelo recolhimento do material e sua destinaccedilatildeo final o que deve ser fiscalizado pelos oacutergatildeos puacuteblicos ambientais Mas em Cuiabaacute apesar do site do Ministeacuterio do Meio Ambiente indicar o endereccedilo de 28 postos nenhum deles efetua o recolhimento apenas duas empresas de celulares recolhem as baterias em seus postos de venda (Vivo e Americel) e a fiscalizaccedilatildeo do Ibama eacute inexistente A Resoluccedilatildeo estabelece que as pilhas e baterias apoacutes o seu esgotamento energeacutetico devem ser entregues pelos usuaacuterios aos estabelecimentos que as comercializam ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelas respectivas induacutestrias Estas por sua vez devem repassaacute-las aos fabricantes e importadores para que passem por procedimentos de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final ambientalmente adequada No artigo 13deg estaacute previsto que as pilhas e baterias que atenderem aos limites previstos no artigo 6deg podem ser dispostas juntamente com os resiacuteduos domiciliares em aterros sanitaacuterios licenciados Mas por falta de aterros licenciados a maior parte das baterias e pilhas usadas continuam tendo os lixotildees irregulares como destino significando um risco para o meio ambiente e para as pessoas Apenas 30 destes resiacuteduos satildeo reciclados No Brasil uma empresa chamada Suzaquim anuncia que deteacutem um processo de reciclagem de baterias
Dependendo do material de que satildeo constituiacutedas pilhas e baterias podem ser jogadas em lixo domeacutestico As pilhas secas composta por zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs as mais consumidas para uso domeacutestico tecircm em sua maioria operado nos limites estabelecidos pelo artigo 6deg da Resoluccedilatildeo 257 As baterias de telefone sem fio de filmadoras de celular ou outros tipos normalmente recarregaacuteveis devem ser devolvidas agraves lojas Os fabricantes estatildeo obrigados a informar nas embalagens a necessidade ou natildeo de devoluccedilatildeo
O Brasil produz cerca de 800 milhotildees de pilhas comuns por ano o que representa seis unidades por habitante Deve-se lembrar que uma uacutenica pilha contamina o solo durante 50 anos Circulam anualmente 10 milhotildees de baterias de celular 12 milhotildees de baterias automotivas e 200 mil baterias industriais Do total de pilhas e baterias consumidas no paiacutes quase 70 satildeo constituiacutedas principalmente por zinco e caacutedmio aproximadamente 30 por amocircnia e manganecircs Ao se desfazer de pilhas e baterias usadas em local inadequado pode-se contaminar o solo a aacutegua e o ar Atraveacutes da cadeia alimentar esse produto chega aos seres humanos causando doenccedilas que afetam o sistema nervoso central Todos satildeo considerados bioacumulativos - acumula-se no organismo ao longo do tempo
RECICLAVEISCOMBR
Texto 2 Metais pesados contaminam meio ambiente e oferecem riscos agrave
sauacutede puacuteblica
Estima-se que cada bateria ou pilha depositada de forma inadequada no meio
ambiente contamine uma aacuterea de um metro quadrado Entretanto o dano ambiental
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pode ser maior se a quantidade desses equipamentos jogados em lixotildees for muito
alta
A dissoluccedilatildeo de metais pesados depositados em aterros
sanitaacuterios improacuteprios pode contaminar lenccediloacuteis freaacuteticos e o
ambiente local Em aterros a dissoluccedilatildeo dos metais eacute mais faacutecil
devido agrave acidez da aacuterea Isso facilita a acumulaccedilatildeo de metais
pesados na cadeia alimentar atraveacutes da contaminaccedilatildeo de
animais e vegetais que podem causar a intoxicaccedilatildeo de seres humanos que venham
a consumir esses alimentos afetados Metais pesados como chumbo caacutedmio
mercuacuterio e seus compostos podem provocar graves doenccedilas neuroloacutegicas aleacutem de
afetar a condiccedilatildeo motora
Pilhas e baterias comuns (pequenas usadas em raacutedios por exemplo) podem
ser descartadas no lixo domeacutestico de acordo com a determinaccedilatildeo do Conama No
entanto a professora Andreacutea Bernardes do Departamento de Engenharia de
Materiais da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) avalia que esses
produtos que acabam sendo depositados em aterros sanitaacuterios soacute poderiam ser
descartados nestes locais se houvesse o tratamento adequado do chorume
(substacircncia liacutequida encontrada em lixotildees) O chorume contaminado com metais
pesados contaminaraacute tambeacutem a terra e os lenccediloacuteis freaacuteticos
Marcelo Furtado coordenador da aacuterea de substacircncias toacutexicas do
Greenpeace vecirc com bons olhos a determinaccedilatildeo do Conama A iniciativa serve
como incentivo para que as empresas passem a reduzir o uso de substacircncias
toacutexicas para evitar todo o processo de recolhimento de baterias e pilhas usadas
diz Ele lembra que a tendecircncia eacute que substacircncias reciclaacuteveis sejam usadas cada
vez mais para que a reutilizaccedilatildeo dos produtos seja constante
Danilo FantinelRedaccedilatildeo Terra
Questotildees para anaacutelise do texto
6 Cite algumas das questotildees ambientais relacionadas ao uso de pilhas e baterias Qual deve ser a postura da populaccedilatildeo em relaccedilatildeo a essas questotildees 7 Com base na legislaccedilatildeo apresentada explique como deve ser feito o descarte de pilhas e baterias Quais impecilhos poderatildeo dificultar o cumprimento da lei 8 Qual o destino que deve ser dado agraves pilhas que seratildeo descartadas Existem formas de reciclagem Quais 9 Considerando os impactos ambientais que podem ocorrer do descarte inadequado das pilhas e baterias qual a sua opiniatildeo sobre o uso delas Existe uma ideal Explique 10 Vocecirc acha que hoje eacute possiacutevel sobrevivermos sem o uso de pilhas e baterias
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Atividade 3 Trechos do filme WALL-E
Converse com o seu professor sobre o filme a ser assistido na escola caso natildeo seja possiacutevel assista o filme em casa para auxiliaacute-lo nessa atividade
Questotildees para sala de aula reflexatildeo dos assuntos abordados no filme
5 Sente-se um escravo da tecnologia atual ( especificamente aqueles que em curto espaccedilo de tempo geram lixo eletrocircnico tais como celular Ipod Iphone etc) 6 Ficou sensibilizado sobre a quantidade de lixo eletrocircnico que o homem produz 7 Haacute uma remota possibilidade de o Planeta ser recuperado 8 Qual a sua opiniatildeo sobre a mensagem que o filme Wall-E passa 9 Viacutedeo WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97
minutos) som e cor
Situaccedilatildeo de aprendizagem 2 - Que tipos de materiais existem em uma pilha que
a classifique como poluidora do meio ambiente
Apoacutes a visatildeo do que vocecirc teve do filme e discussatildeo de trechos que falam sobre
impactos ambientais provocados pelo mau descarte de pilhas e baterias vocecirc
imagina quais seriam os agentes contaminantes
Atividade 1 Experimento demonstrativo ndash Desmontagem de uma pilha
No inicio da aula entregue para o seu professor um desenho que demonstre os
componentes que estruturam uma pilha
Apoacutes o teacutermino da desmontagem faccedila um novo desenho colocando aquilo que vocecirc
observou Compare o primeiro com o segundo desenho e em poucas linhas
descreva o que mais lhe chamou a atenccedilatildeo
Atividade 2 Buscando orientaccedilotildees com o professor para trabalho de
pesquisa
Leve para sala de aula revistas jornaislivros e mateacuterias de internet trazendo
informaccedilotildees sobre pilha ecologicamente correta
Atividade 3 Reciclagem de pilhas
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Apoacutes a viacutedeoaula sobre a reciclagem de pilhas elabore um artigo de opiniatildeo sobre
a importacircncia da reciclagem de pilhas em favor do meio ambiente e a necessidade
de maiores investimentos nessa aacuterea Ao final entregue a seu professor
Atividade 4 Pesquisa em grupo Pilha ideal
A partir de uma preacutevia busca em revistas jornais livros e internet procure obter
informaccedilotildees sobre uma pilha ideal
Atividade 5 Escolha da Pilha ideal
Apresente o material para o professor e os seus colegas para que seja feita a
escolha da melhor ideia
Questotildees para anaacutelise das ideacuteias sobre pilha ideal
5 Eacute possiacutevel produzir energia eleacutetrica atraveacutes de uma transformaccedilatildeo quiacutemica
6 Explique o surgimento da energia eleacutetrica nas transformaccedilotildees quiacutemicas
7 Podemos montar uma pilha ecologicamente correta
8 O funcionamento de uma pilha soacute acontece atraveacutes de transformaccedilatildeo quiacutemica Explique
Situaccedilatildeo de aprendizagem 3- O lado cientiacutefico da Pilha
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem permitiraacute a vocecirc compreender melhor o
funcionamento de uma pilha( conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
) e a produccedilatildeo de novos materiais atraveacutes da eletrolise (conversatildeo natildeo espontacircnea
energia eleacutetrica em quiacutemica) com experimentos Para essa situaccedilatildeo eacute importante
que vocecirc observe e anote em seu caderno tudo que se alterou
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Atividade 1 O experimento da pilha do Daniel
Questotildees que podem auxiliaacute-lo durante a execuccedilatildeo do experimento
6 As placas mudaram de cor apoacutes serem mergulhadas na soluccedilatildeo Explique
7 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
8 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
9 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
7 Limpar as placas com palha de accedilo
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8 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 9 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 10 Interligar os dois potes com a ponte salina 11 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 12 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e
transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo
PauloEdusp 1998
Atividade 2 Anaacutelise sobre experimento
Questotildees sobre o experimento
9 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 10 Como a energia eleacutetrica foi obtida 11 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 12 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 13 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 14 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 15 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 16 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha
UM POUCO DE ELETROQUIMICA
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A eletroquiacutemica estuda o aproveitamento da transferecircncia de eleacutetrons entre
diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-
versa
Pilhas conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
Eletroacutelise conversatildeo natildeo espontacircnea de energia eleacutetrica em quiacutemica
A seguir estatildeo descritos alguns termos que apareceratildeo no estudo da eletroquiacutemica
ELETRODOS Satildeo assim chamadas as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com
a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica
AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
ENTRA na soluccedilatildeo
CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
DEIXA a soluccedilatildeo
d) ELETROacuteLITOS Satildeo assim chamadas todas as soluccedilotildees que CONDUZEM a
corrente eleacutetrica
e) IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na
soluccedilatildeo
AcircNODO Eletrodo do qual saem os eleacutetrons para o circuito externo da ceacutelula
CAacuteTODO Eletrodo no qual entram os eleacutetrons atraveacutes do circuito externo da ceacutelula
f) CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que
conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e
mergulhados num eletroacutelito
Resumindo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons ( diminuiccedilatildeo de Nox)
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons ( aumento de Nox)
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida (Nox aumenta)
Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz (Nox diminui)
O redutor reduz o oxidante
O oxidante oxida o redutor
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em
energia eleacutetrica
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Cada substacircncia possui uma maior ou menor tendecircncia de perder eleacutetrons
tendecircncia esta chamada de Potencial de Oxidaccedilatildeo Deste modo uma substacircncia X
que tenha um potencial de oxidaccedilatildeo maior que uma substacircncia Y iraacute perder seus
eleacutetrons gradativamente para esta substacircncia se as duas estiverem juntas
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do
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eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu++ Isso provocaraacute diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
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Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
Atividade 3 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o
experimento da pilha de Daniel
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas
dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os
relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em
eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e
conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em
sete itens principais
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Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve
comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos
resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo
do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos
objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser
esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram
utilizados no experimento
32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute
apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela
caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o
experimento
10 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a
profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno
Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos
pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
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Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento
e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na
redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os
objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem
de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed
Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo
de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO
BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro
ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2
ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte
das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos
ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos
Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o
aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Atividade 1 Montagem de um Mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias vocecirc poderaacute construir
o seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo em que vocecirc iraacute aplicar o que
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aprendeu preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo na entrada da
escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas
sobre o assunto estudado Orientado pelo seu professor vocecirc desenvolveraacute accedilotildees
sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre
o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente Poderaacute tambeacutem
compor muacutesicas sobre os assuntos abordados
Atividade 2 Montagem de um Portifolio
Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-
avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos
ao longo do bimestre de modo que venha justificar a questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil
toneladas de lixo eletrocircnico por hora dentro deste destacam-se pilhas e
baterias Este lixo eacute jogado na natureza provocando vaacuterios problemas
ambientais Quais os problemas ambientais que as pilhas e baterias provocam
na natureza e como podemos evitaacute-losrdquo citada no inicio do bimestre
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REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
30
Essa pilha de meia-batata apresentaraacute forccedila eletromotriz (fem) de cerca de 07 V o que pode ser constatado mediante um bom voltocircmetro (resistecircncia interna grande) conectado aos dois fios indicados acima Como iremos necessitar de cerca de 14 V para acionar o reloacutegio digital deveremos construir uma bateria a partir de duas dessas pilhas primaacuterias e associando-as em seacuterie como se ilustra
Preparando o reloacutegio
Qualquer reloacutegio digital que utilize uma bateria botatildeo poderaacute ser usado O que utilizei eacute um CITIZEN - CRYSTON LC A primeira coisa a fazer eacute remover a tampinha em forma de disco do alojamento da bateria botatildeo Retire a bateria pifada Olhe bem para essa bateria e repare que o corpo dela corresponde ao poacutelo positivo enquanto que o botatildeo superior corresponde ao poacutelo negativo Veja dentro do local de alojamento dessa bateria as duas lacircminas de contato uma que encosta no poacutelo positivo da bateria e outra que encosta no poacutelo negativo Solde nessa pequenas lacircminas dois pedaccedilos de cabinho 22 um vermelho ligado na lacircmina positiva e um preto ligado na lacircmina negativa
O fio que vem da plaquinha de cobre da batateria deve ser ligado ao fio vermelho do reloacutegio e o fio que vem da plaquinha de zinco da batateria deve ser ligado ao fio preto do reloacutegio
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Pronto O reloacutegio jaacute deve estar funcionando Eis as ilustraccedilotildees de minha montagem
Agrave esquerda a proteccedilatildeo de madeira para a montagem numa divisatildeo foi feito o orifiacutecio para inserir o reloacutegio na outra foi colocado um pires quadrado para conter as meias-batatas Agrave direita um destaque da montagem Abaixo detalhes da parte posterior da montagem
Anaacutelise do circuito
A tensatildeo eleacutetrica uacutetil (U) entre os terminais de cada pilha primaacuteria pode ser expressa em termos de sua fem (E) de sua resistecircncia interna (r) e da corrente de intensidade i que por ela circula assim U = E - ri mostrando claramente que a tensatildeo uacutetil depende da intensidade da corrente eleacutetrica solicitada (i)
Em circuito aberto um bom voltocircmetro (Rvint--gt conectado aos eletrodos fornece Uaberto= E pois iaberto = 0 Um bom amperocircmetro (Raint--gt0) conectado diretamente entre os eletrodos (curto-circuitando a pilha) fornece Icc = Er uma vez que Ucc = 0 Da leitura da fem E (via voltocircmetro) e da corrente de curto circuito icc
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(via amperocircmetro) obtemos r = Eicc Para nossa montagem esse valor resultou ao redor dos 3 000 ohms e E = 07 V
Para as duas pilhas em seacuterie formando nossa batateria teremos Ebat = 14 V
e rbat = 6 000
Sob ddp uacutetil de 12 V teremos i = (Ebat- U)r = (14 - 12)6000 = 3 x 10-5 A que satildeo suficientes para o funcionamento do reloacutegio digital
Como dissemos como eletroacutelito podemos usar limatildeo abacaxi pepino uvas cebolas etc e como eletrodos podemos usar os pares cobrezinco magneacutesioferro alumiacuteniocobre prego zincadocobre etc Para cada par deve-se testar antes de ligar no reloacutegio qual a polaridade obtida (sob risco que queimar o cristal de quartzo) para a bateria Por exemplo se for usado eletrodos de magneacutesio e de ferro o magneacutesio seraacute o terminal negativo e o ferro o terminal positivo Calculadoras e jogos eletrocircnicos tambeacutem funcionam com tais baterias culinaacuterias Eis abaixo uma tomateria uma bateria de tomates
Mais teoria As reaccedilotildees nas ceacutelulas voltaacuteicas satildeo
catodo Zn lt==gt Zn2 + 2e anodo 2H+ + 2e lt==gt H2
A FEM da reaccedilatildeo vem expressa por E(ZnZn22H+H2) = Eo +
(RTnF)ln([Zn2+][H+]2) O eletrodo de cobre opera apenas como coletor de eleacutetrons podendo ser substituiacutedo por platina ou outro metal inerte
httpwwwfeiradecienciascombrsala1212_21asp
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Aulas 2 e 3 Reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo e o uso da tabela de potenciais de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo
Com a utilizaccedilatildeo dos dados recolhidos pelos alunos sobre o experimento anterior pode-se introduzir o conteuacutedo sobre reaccedilotildees de oxirreduccedilatildeo e o uso da tabela de potenciais de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo
Para facilitar a inicializaccedilatildeo do conteuacutedo pode-se retomar algumas questotildees dos experimentos anteriores
1 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 2 Como a energia eleacutetrica foi obtida 3 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 4 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 5 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 6 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 7 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 8 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha Conteuacutedo sugerido para trabalhar o conceito de reaccedilatildeo de oxidorreduccedilatildeo
A eletroquiacutemica eacute o estudo sobre a transferecircncia de eleacutetrons entre diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-versa Pilhas e baterias satildeo reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo capazes de gerar corrente eleacutetrica Eletroacutelise satildeo reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo produzidas pela passagem da corrente eleacutetrica Numa eletrolise existe os seguintes termos CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e mergulhados num eletroacutelito ELETRODOS Satildeo as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica ELETROacuteLITOS Satildeo as soluccedilotildees que conduzem a corrente eleacutetrica AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula entra na soluccedilatildeo CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula deixa a soluccedilatildeo IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na soluccedilatildeo Resumo
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons aumenta o numero de oxidaccedilatildeo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons diminui o numero de oxidaccedilatildeo
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Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz o numero de oxidaccedilatildeo diminui
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida o numero de oxidaccedilatildeo aumenta
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em energia eleacutetrica
BIBLIOGRAFIA sobre o conceito de oxidorreduccedilatildeo Programa de ensino para jovens e adultosescola da juventude Ciecircncias da NaturezaMatemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemicaeditora iacutecone ltdaSatildeo Paulo
Figura retirada WWWgooglecombr
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
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A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu
++ Isso provocaraacute
diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo
36
que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
AULA 4 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o experimento da pilha de Daniel
Confecccedilatildeo de relatoacuterio pode-se trabalhar produccedilatildeo de textos do gecircnero artigo de opiniatildeo (conclusatildeo) e resumos ( introduccedilatildeo) Com o relatoacuterio em matildeos o
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professor poderaacute avaliar se houve aprendizagem real ou natildeo Espera-se que os alunos possam descrever em seu relatoacuterio os seguintes toacutepicos
Na pilha de Daniel o eletrodo de cobre metaacutelico que recebe eleacutetrons eacute chamado de caacutetodo ou terminal positivo e a lacircmina de zinco que cede eleacutetrons eacute o acircnodo ou terminal negativo O conjunto montado no experimento eacute uma pilha de Daniell com ponte salina A placa de zinco fornece eleacutetrons oxidando-se atraveacutes do fio para a placa de cobre que reduziraacute iacuteons de cobre na soluccedilatildeo Os eleacutetrons passando atraveacutes do fio iratildeo alimentar o cartatildeo musical Invertendo-se os fios de ligaccedilatildeo da pilha o terminal negativo do cartatildeo musical estaraacute ligado ao caacutetodo da pilha e o terminal positivo ao acircnodo Esta inversatildeo do sentido da corrente natildeo permite que o cartatildeo musical funcione
Sugestatildeo de modelo de relatoacuterio
RELATOacuteRIO
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em sete itens principais
Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram utilizados no experimento
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32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o experimento
5 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2 ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
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baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Conteuacutedo e temas impactos ambientais relacionado ao uso de pilhas e baterias
Competecircncias e habilidades identificar os impactos ambientais causados pelo descarte inadequado de pilhas e baterias avaliar como a composiccedilatildeo das pilhas pode causar possiacuteveis impactos relacionar os impactos causados pelas induacutestrias nos processos de eletroacutelise refletir sobre a importacircncia da adoccedilatildeo de posturas conscientes com relaccedilatildeo ao consumo e descarte de pilhas e baterias
Estrateacutegias elaboraccedilatildeo de mural produccedilatildeo de folder
Recursos biombos para anexar material produzido cartolinas fitas adesivas
Avaliaccedilatildeo participaccedilatildeo e envolvimento
Nuacutemero de aulas 3
AULA 1 Elaboraccedilatildeo de mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias os alunos finalizaratildeo a segunda etapa desta unidade didaacutetica construindo seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo Nesse momento comeccedila-se a desenvolver a terceira etapa dessa unidade ( que eacute uma das mais importantes)pois os alunos iratildeo aplicar o que aprenderam preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo em um local estrateacutegico da escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas sobre o assunto estudado O nosso estudante nesta etapa final da unidade temaacutetica poderaacute desenvolver accedilotildees sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente e tambeacutem composiccedilatildeo de muacutesicas sobre os assuntos abordados
AULA 2 A escola como ponto de coleta de pilhas e baterias
Os alunos apoacutes terem finalizado o trabalho da aula anterior poderatildeo distribuir agrave comunidade o material confeccionado sensibilizando-a buscando parcerias para que a escola seja um ponto de coleta desses materiais pois somente com accedilotildees dessa natureza podemos acreditar que possam desenvolver a accedilatildeo social e ambiental desejada
AULA 3 Retomada das questotildees diagnoacutesticas poacutes desenvolvimento da unidade didaacutetica
Eacute importante retomar as questotildees aplicadas no iniacutecio dessa unidade pois somente assim teremos a certeza do quanto os alunos assimilaram de conhecimento cientiacutefico Muito importante nesse momento tambeacutem eacute poder avaliaacute-los como indiviacuteduos atuantes na sociedade
AULA 4 Avaliaccedilatildeo final
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Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos (sugere-se que contenha mapa conceitual dos conteuacutedos apreendidos) e devolutiva das questotildees comentadas
Consideraccedilotildees finais
A eletroquiacutemica trabalhada da forma que estaacute sendo apresentada nessa unidade didaacutetica leva o aluno a adquirir conhecimentos de maneira significativa O ensino atraveacutes da experimentaccedilatildeo o faraacute tirar suas proacuteprias conclusotildees e ter um aprendizado real produzindo nele mudanccedila de postura diante dos fatos observados refletindo e opinando criticamente frente a informaccedilotildees que poderaacute encontrar doravante sobre o assunto
A participaccedilatildeo e a integraccedilatildeo do aluno nas aulas tecircm que ser consideradas ponto de partida para que o mesmo possa compreender que as transformaccedilotildees quiacutemicas fazem parte do seu cotidiano Toda tecnologia existente eacute produto dessas transformaccedilotildees
Finalizando o estudo dessa unidade espera-se que o aluno natildeo soacute compreenda a importacircncia das transformaccedilotildees quiacutemicas mas que esteja envolvido a ponto de adotar uma postura responsaacutevel em relaccedilatildeo aos impactos ambientais causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e baterias e dentro dessa nova postura possa tomar decisotildees e atuar de forma eacutetica no meio em que vive
REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
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9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
14- Programa de ensino para jovens e adultos escola da juventude Ciecircncias da Natureza Matemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemica Editora Iacutecone Ltda Satildeo Paulo
42
Imagem maisumtekofileswordpresscom
2009
Katia Regina Varela Roa-DE SUZANO
Gilson Silva ndashDE CAEIRAS
Leonardo Bassi Ubeda das Neves-DE SUZANO
Massuko Sawayama Warigoda-DE MOGI DAS
CRUZES
GEPEQ- USP CURSO DE FORMACcedilAtildeO
CONTINUADA DE PROFESSORES 2008 2009
28082009
PILHAS E BATERIAS USOS E DESCARTES X IMPACTOS AMBIENTAIS Caderno do aluno
43
Situaccedilatildeo de aprendizagem 1- As pilhas e baterias que fazem parte do nosso lixo eletrocircnico podem ser prejudiciais ao ser humano
Por meio desta primeira situaccedilatildeo de aprendizagem vocecirc poderaacute reconhecer
que quando descartadas incorretamente pilhas e baterias podem prejudicar o meio
ambiente apesar de indispensaacutevel para o homem E tambeacutem pode comeccedilar a
refletir o porquecirc dessa questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil toneladas de lixo eletrocircnico
por hora dentro deste destacam-se pilhas e baterias Este lixo eacute jogado na
natureza provocando vaacuterios problemas ambientais Quais os problemas
ambientais que as pilhas e baterias provocam na natureza e como podemos
evitaacute-losrdquo
Atividade 1Refletindo sobre pilhas e baterias x impactos ambientais
1 O que vocecirc entende por pilhas E baterias
2 Elas satildeo imprescindiacuteveis na atualidade Onde
3 Existe alguma relaccedilatildeo entre pilha eletricidade e transformaccedilotildees quiacutemicas
4 Que tipo de material(is) vocecirc acha que eacute(satildeo) necessaacuterio(os) para se construir
uma pilha
5 Cite alguns problemas ambientais relacionados ao uso e descarte de pilhas e
baterias Qual deve ser sua postura em relaccedilatildeo a esses problemas
Atividade 2 Pilhas e Baterias x impactos ambientais
Leitura e Anaacutelise de textos
TEXTO 1 Descarte de pilhas e baterias eacute problema seacuterio para meio ambiente
O Brasil eacute o uacutenico paiacutes da Ameacuterica do Sul que regulamenta a fabricaccedilatildeo venda e destinaccedilatildeo final de pilhas e baterias Com a entrada da Resoluccedilatildeo 257 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama) que dispotildee sobre estes resiacuteduos em vigor desde junho de 2001 o Ibama passou a fiscalizar esses limites Ou pelo menos era o que deveria acontecer Em Cuiabaacute por exemplo o gerente do oacutergatildeo Hugo Scheuer declarou natildeo estar a par do assunto mas garantiu ser este seu proacuteximo objetivo por considerar o descarte destes resiacuteduos um problema de grande amplitude Mas enquanto isso o que fazer com pilhas e baterias principalmente as de celulares quando acabam Esta duacutevida eacute frequumlente em toda a populaccedilatildeo
Considerados toacutexicos o lanccedilamento desses resiacuteduos em lixotildees nas margens das estradas ou em terrenos baldios compromete a qualidade ambiental e de vida da populaccedilatildeo Os resiacuteduos pesados quando aterrados migram para partes mais profundas do solo Com isso podem atingir o lenccedilol freaacutetico contaminando a flora e a fauna das regiotildees proacuteximas e ainda causar doenccedilas que variam de lesotildees cerebrais a disfunccedilotildees renais e pulmonares passando por distuacuterbios visuais e
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anemia Segundo a Resoluccedilatildeo 257 os fabricantes e importadores satildeo os responsaacuteveis pelo recolhimento do material e sua destinaccedilatildeo final o que deve ser fiscalizado pelos oacutergatildeos puacuteblicos ambientais Mas em Cuiabaacute apesar do site do Ministeacuterio do Meio Ambiente indicar o endereccedilo de 28 postos nenhum deles efetua o recolhimento apenas duas empresas de celulares recolhem as baterias em seus postos de venda (Vivo e Americel) e a fiscalizaccedilatildeo do Ibama eacute inexistente A Resoluccedilatildeo estabelece que as pilhas e baterias apoacutes o seu esgotamento energeacutetico devem ser entregues pelos usuaacuterios aos estabelecimentos que as comercializam ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelas respectivas induacutestrias Estas por sua vez devem repassaacute-las aos fabricantes e importadores para que passem por procedimentos de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final ambientalmente adequada No artigo 13deg estaacute previsto que as pilhas e baterias que atenderem aos limites previstos no artigo 6deg podem ser dispostas juntamente com os resiacuteduos domiciliares em aterros sanitaacuterios licenciados Mas por falta de aterros licenciados a maior parte das baterias e pilhas usadas continuam tendo os lixotildees irregulares como destino significando um risco para o meio ambiente e para as pessoas Apenas 30 destes resiacuteduos satildeo reciclados No Brasil uma empresa chamada Suzaquim anuncia que deteacutem um processo de reciclagem de baterias
Dependendo do material de que satildeo constituiacutedas pilhas e baterias podem ser jogadas em lixo domeacutestico As pilhas secas composta por zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs as mais consumidas para uso domeacutestico tecircm em sua maioria operado nos limites estabelecidos pelo artigo 6deg da Resoluccedilatildeo 257 As baterias de telefone sem fio de filmadoras de celular ou outros tipos normalmente recarregaacuteveis devem ser devolvidas agraves lojas Os fabricantes estatildeo obrigados a informar nas embalagens a necessidade ou natildeo de devoluccedilatildeo
O Brasil produz cerca de 800 milhotildees de pilhas comuns por ano o que representa seis unidades por habitante Deve-se lembrar que uma uacutenica pilha contamina o solo durante 50 anos Circulam anualmente 10 milhotildees de baterias de celular 12 milhotildees de baterias automotivas e 200 mil baterias industriais Do total de pilhas e baterias consumidas no paiacutes quase 70 satildeo constituiacutedas principalmente por zinco e caacutedmio aproximadamente 30 por amocircnia e manganecircs Ao se desfazer de pilhas e baterias usadas em local inadequado pode-se contaminar o solo a aacutegua e o ar Atraveacutes da cadeia alimentar esse produto chega aos seres humanos causando doenccedilas que afetam o sistema nervoso central Todos satildeo considerados bioacumulativos - acumula-se no organismo ao longo do tempo
RECICLAVEISCOMBR
Texto 2 Metais pesados contaminam meio ambiente e oferecem riscos agrave
sauacutede puacuteblica
Estima-se que cada bateria ou pilha depositada de forma inadequada no meio
ambiente contamine uma aacuterea de um metro quadrado Entretanto o dano ambiental
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pode ser maior se a quantidade desses equipamentos jogados em lixotildees for muito
alta
A dissoluccedilatildeo de metais pesados depositados em aterros
sanitaacuterios improacuteprios pode contaminar lenccediloacuteis freaacuteticos e o
ambiente local Em aterros a dissoluccedilatildeo dos metais eacute mais faacutecil
devido agrave acidez da aacuterea Isso facilita a acumulaccedilatildeo de metais
pesados na cadeia alimentar atraveacutes da contaminaccedilatildeo de
animais e vegetais que podem causar a intoxicaccedilatildeo de seres humanos que venham
a consumir esses alimentos afetados Metais pesados como chumbo caacutedmio
mercuacuterio e seus compostos podem provocar graves doenccedilas neuroloacutegicas aleacutem de
afetar a condiccedilatildeo motora
Pilhas e baterias comuns (pequenas usadas em raacutedios por exemplo) podem
ser descartadas no lixo domeacutestico de acordo com a determinaccedilatildeo do Conama No
entanto a professora Andreacutea Bernardes do Departamento de Engenharia de
Materiais da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) avalia que esses
produtos que acabam sendo depositados em aterros sanitaacuterios soacute poderiam ser
descartados nestes locais se houvesse o tratamento adequado do chorume
(substacircncia liacutequida encontrada em lixotildees) O chorume contaminado com metais
pesados contaminaraacute tambeacutem a terra e os lenccediloacuteis freaacuteticos
Marcelo Furtado coordenador da aacuterea de substacircncias toacutexicas do
Greenpeace vecirc com bons olhos a determinaccedilatildeo do Conama A iniciativa serve
como incentivo para que as empresas passem a reduzir o uso de substacircncias
toacutexicas para evitar todo o processo de recolhimento de baterias e pilhas usadas
diz Ele lembra que a tendecircncia eacute que substacircncias reciclaacuteveis sejam usadas cada
vez mais para que a reutilizaccedilatildeo dos produtos seja constante
Danilo FantinelRedaccedilatildeo Terra
Questotildees para anaacutelise do texto
6 Cite algumas das questotildees ambientais relacionadas ao uso de pilhas e baterias Qual deve ser a postura da populaccedilatildeo em relaccedilatildeo a essas questotildees 7 Com base na legislaccedilatildeo apresentada explique como deve ser feito o descarte de pilhas e baterias Quais impecilhos poderatildeo dificultar o cumprimento da lei 8 Qual o destino que deve ser dado agraves pilhas que seratildeo descartadas Existem formas de reciclagem Quais 9 Considerando os impactos ambientais que podem ocorrer do descarte inadequado das pilhas e baterias qual a sua opiniatildeo sobre o uso delas Existe uma ideal Explique 10 Vocecirc acha que hoje eacute possiacutevel sobrevivermos sem o uso de pilhas e baterias
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Atividade 3 Trechos do filme WALL-E
Converse com o seu professor sobre o filme a ser assistido na escola caso natildeo seja possiacutevel assista o filme em casa para auxiliaacute-lo nessa atividade
Questotildees para sala de aula reflexatildeo dos assuntos abordados no filme
5 Sente-se um escravo da tecnologia atual ( especificamente aqueles que em curto espaccedilo de tempo geram lixo eletrocircnico tais como celular Ipod Iphone etc) 6 Ficou sensibilizado sobre a quantidade de lixo eletrocircnico que o homem produz 7 Haacute uma remota possibilidade de o Planeta ser recuperado 8 Qual a sua opiniatildeo sobre a mensagem que o filme Wall-E passa 9 Viacutedeo WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97
minutos) som e cor
Situaccedilatildeo de aprendizagem 2 - Que tipos de materiais existem em uma pilha que
a classifique como poluidora do meio ambiente
Apoacutes a visatildeo do que vocecirc teve do filme e discussatildeo de trechos que falam sobre
impactos ambientais provocados pelo mau descarte de pilhas e baterias vocecirc
imagina quais seriam os agentes contaminantes
Atividade 1 Experimento demonstrativo ndash Desmontagem de uma pilha
No inicio da aula entregue para o seu professor um desenho que demonstre os
componentes que estruturam uma pilha
Apoacutes o teacutermino da desmontagem faccedila um novo desenho colocando aquilo que vocecirc
observou Compare o primeiro com o segundo desenho e em poucas linhas
descreva o que mais lhe chamou a atenccedilatildeo
Atividade 2 Buscando orientaccedilotildees com o professor para trabalho de
pesquisa
Leve para sala de aula revistas jornaislivros e mateacuterias de internet trazendo
informaccedilotildees sobre pilha ecologicamente correta
Atividade 3 Reciclagem de pilhas
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Apoacutes a viacutedeoaula sobre a reciclagem de pilhas elabore um artigo de opiniatildeo sobre
a importacircncia da reciclagem de pilhas em favor do meio ambiente e a necessidade
de maiores investimentos nessa aacuterea Ao final entregue a seu professor
Atividade 4 Pesquisa em grupo Pilha ideal
A partir de uma preacutevia busca em revistas jornais livros e internet procure obter
informaccedilotildees sobre uma pilha ideal
Atividade 5 Escolha da Pilha ideal
Apresente o material para o professor e os seus colegas para que seja feita a
escolha da melhor ideia
Questotildees para anaacutelise das ideacuteias sobre pilha ideal
5 Eacute possiacutevel produzir energia eleacutetrica atraveacutes de uma transformaccedilatildeo quiacutemica
6 Explique o surgimento da energia eleacutetrica nas transformaccedilotildees quiacutemicas
7 Podemos montar uma pilha ecologicamente correta
8 O funcionamento de uma pilha soacute acontece atraveacutes de transformaccedilatildeo quiacutemica Explique
Situaccedilatildeo de aprendizagem 3- O lado cientiacutefico da Pilha
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem permitiraacute a vocecirc compreender melhor o
funcionamento de uma pilha( conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
) e a produccedilatildeo de novos materiais atraveacutes da eletrolise (conversatildeo natildeo espontacircnea
energia eleacutetrica em quiacutemica) com experimentos Para essa situaccedilatildeo eacute importante
que vocecirc observe e anote em seu caderno tudo que se alterou
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Atividade 1 O experimento da pilha do Daniel
Questotildees que podem auxiliaacute-lo durante a execuccedilatildeo do experimento
6 As placas mudaram de cor apoacutes serem mergulhadas na soluccedilatildeo Explique
7 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
8 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
9 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
7 Limpar as placas com palha de accedilo
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8 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 9 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 10 Interligar os dois potes com a ponte salina 11 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 12 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e
transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo
PauloEdusp 1998
Atividade 2 Anaacutelise sobre experimento
Questotildees sobre o experimento
9 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 10 Como a energia eleacutetrica foi obtida 11 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 12 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 13 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 14 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 15 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 16 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha
UM POUCO DE ELETROQUIMICA
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A eletroquiacutemica estuda o aproveitamento da transferecircncia de eleacutetrons entre
diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-
versa
Pilhas conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
Eletroacutelise conversatildeo natildeo espontacircnea de energia eleacutetrica em quiacutemica
A seguir estatildeo descritos alguns termos que apareceratildeo no estudo da eletroquiacutemica
ELETRODOS Satildeo assim chamadas as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com
a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica
AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
ENTRA na soluccedilatildeo
CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
DEIXA a soluccedilatildeo
d) ELETROacuteLITOS Satildeo assim chamadas todas as soluccedilotildees que CONDUZEM a
corrente eleacutetrica
e) IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na
soluccedilatildeo
AcircNODO Eletrodo do qual saem os eleacutetrons para o circuito externo da ceacutelula
CAacuteTODO Eletrodo no qual entram os eleacutetrons atraveacutes do circuito externo da ceacutelula
f) CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que
conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e
mergulhados num eletroacutelito
Resumindo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons ( diminuiccedilatildeo de Nox)
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons ( aumento de Nox)
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida (Nox aumenta)
Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz (Nox diminui)
O redutor reduz o oxidante
O oxidante oxida o redutor
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em
energia eleacutetrica
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Cada substacircncia possui uma maior ou menor tendecircncia de perder eleacutetrons
tendecircncia esta chamada de Potencial de Oxidaccedilatildeo Deste modo uma substacircncia X
que tenha um potencial de oxidaccedilatildeo maior que uma substacircncia Y iraacute perder seus
eleacutetrons gradativamente para esta substacircncia se as duas estiverem juntas
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do
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eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu++ Isso provocaraacute diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
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Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
Atividade 3 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o
experimento da pilha de Daniel
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas
dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os
relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em
eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e
conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em
sete itens principais
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Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve
comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos
resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo
do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos
objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser
esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram
utilizados no experimento
32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute
apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela
caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o
experimento
10 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a
profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno
Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos
pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
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Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento
e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na
redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os
objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem
de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed
Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo
de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO
BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro
ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2
ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte
das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos
ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos
Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o
aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Atividade 1 Montagem de um Mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias vocecirc poderaacute construir
o seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo em que vocecirc iraacute aplicar o que
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aprendeu preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo na entrada da
escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas
sobre o assunto estudado Orientado pelo seu professor vocecirc desenvolveraacute accedilotildees
sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre
o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente Poderaacute tambeacutem
compor muacutesicas sobre os assuntos abordados
Atividade 2 Montagem de um Portifolio
Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-
avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos
ao longo do bimestre de modo que venha justificar a questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil
toneladas de lixo eletrocircnico por hora dentro deste destacam-se pilhas e
baterias Este lixo eacute jogado na natureza provocando vaacuterios problemas
ambientais Quais os problemas ambientais que as pilhas e baterias provocam
na natureza e como podemos evitaacute-losrdquo citada no inicio do bimestre
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REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
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Pronto O reloacutegio jaacute deve estar funcionando Eis as ilustraccedilotildees de minha montagem
Agrave esquerda a proteccedilatildeo de madeira para a montagem numa divisatildeo foi feito o orifiacutecio para inserir o reloacutegio na outra foi colocado um pires quadrado para conter as meias-batatas Agrave direita um destaque da montagem Abaixo detalhes da parte posterior da montagem
Anaacutelise do circuito
A tensatildeo eleacutetrica uacutetil (U) entre os terminais de cada pilha primaacuteria pode ser expressa em termos de sua fem (E) de sua resistecircncia interna (r) e da corrente de intensidade i que por ela circula assim U = E - ri mostrando claramente que a tensatildeo uacutetil depende da intensidade da corrente eleacutetrica solicitada (i)
Em circuito aberto um bom voltocircmetro (Rvint--gt conectado aos eletrodos fornece Uaberto= E pois iaberto = 0 Um bom amperocircmetro (Raint--gt0) conectado diretamente entre os eletrodos (curto-circuitando a pilha) fornece Icc = Er uma vez que Ucc = 0 Da leitura da fem E (via voltocircmetro) e da corrente de curto circuito icc
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(via amperocircmetro) obtemos r = Eicc Para nossa montagem esse valor resultou ao redor dos 3 000 ohms e E = 07 V
Para as duas pilhas em seacuterie formando nossa batateria teremos Ebat = 14 V
e rbat = 6 000
Sob ddp uacutetil de 12 V teremos i = (Ebat- U)r = (14 - 12)6000 = 3 x 10-5 A que satildeo suficientes para o funcionamento do reloacutegio digital
Como dissemos como eletroacutelito podemos usar limatildeo abacaxi pepino uvas cebolas etc e como eletrodos podemos usar os pares cobrezinco magneacutesioferro alumiacuteniocobre prego zincadocobre etc Para cada par deve-se testar antes de ligar no reloacutegio qual a polaridade obtida (sob risco que queimar o cristal de quartzo) para a bateria Por exemplo se for usado eletrodos de magneacutesio e de ferro o magneacutesio seraacute o terminal negativo e o ferro o terminal positivo Calculadoras e jogos eletrocircnicos tambeacutem funcionam com tais baterias culinaacuterias Eis abaixo uma tomateria uma bateria de tomates
Mais teoria As reaccedilotildees nas ceacutelulas voltaacuteicas satildeo
catodo Zn lt==gt Zn2 + 2e anodo 2H+ + 2e lt==gt H2
A FEM da reaccedilatildeo vem expressa por E(ZnZn22H+H2) = Eo +
(RTnF)ln([Zn2+][H+]2) O eletrodo de cobre opera apenas como coletor de eleacutetrons podendo ser substituiacutedo por platina ou outro metal inerte
httpwwwfeiradecienciascombrsala1212_21asp
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Aulas 2 e 3 Reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo e o uso da tabela de potenciais de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo
Com a utilizaccedilatildeo dos dados recolhidos pelos alunos sobre o experimento anterior pode-se introduzir o conteuacutedo sobre reaccedilotildees de oxirreduccedilatildeo e o uso da tabela de potenciais de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo
Para facilitar a inicializaccedilatildeo do conteuacutedo pode-se retomar algumas questotildees dos experimentos anteriores
1 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 2 Como a energia eleacutetrica foi obtida 3 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 4 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 5 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 6 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 7 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 8 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha Conteuacutedo sugerido para trabalhar o conceito de reaccedilatildeo de oxidorreduccedilatildeo
A eletroquiacutemica eacute o estudo sobre a transferecircncia de eleacutetrons entre diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-versa Pilhas e baterias satildeo reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo capazes de gerar corrente eleacutetrica Eletroacutelise satildeo reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo produzidas pela passagem da corrente eleacutetrica Numa eletrolise existe os seguintes termos CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e mergulhados num eletroacutelito ELETRODOS Satildeo as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica ELETROacuteLITOS Satildeo as soluccedilotildees que conduzem a corrente eleacutetrica AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula entra na soluccedilatildeo CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula deixa a soluccedilatildeo IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na soluccedilatildeo Resumo
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons aumenta o numero de oxidaccedilatildeo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons diminui o numero de oxidaccedilatildeo
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Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz o numero de oxidaccedilatildeo diminui
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida o numero de oxidaccedilatildeo aumenta
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em energia eleacutetrica
BIBLIOGRAFIA sobre o conceito de oxidorreduccedilatildeo Programa de ensino para jovens e adultosescola da juventude Ciecircncias da NaturezaMatemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemicaeditora iacutecone ltdaSatildeo Paulo
Figura retirada WWWgooglecombr
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
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A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu
++ Isso provocaraacute
diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo
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que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
AULA 4 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o experimento da pilha de Daniel
Confecccedilatildeo de relatoacuterio pode-se trabalhar produccedilatildeo de textos do gecircnero artigo de opiniatildeo (conclusatildeo) e resumos ( introduccedilatildeo) Com o relatoacuterio em matildeos o
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professor poderaacute avaliar se houve aprendizagem real ou natildeo Espera-se que os alunos possam descrever em seu relatoacuterio os seguintes toacutepicos
Na pilha de Daniel o eletrodo de cobre metaacutelico que recebe eleacutetrons eacute chamado de caacutetodo ou terminal positivo e a lacircmina de zinco que cede eleacutetrons eacute o acircnodo ou terminal negativo O conjunto montado no experimento eacute uma pilha de Daniell com ponte salina A placa de zinco fornece eleacutetrons oxidando-se atraveacutes do fio para a placa de cobre que reduziraacute iacuteons de cobre na soluccedilatildeo Os eleacutetrons passando atraveacutes do fio iratildeo alimentar o cartatildeo musical Invertendo-se os fios de ligaccedilatildeo da pilha o terminal negativo do cartatildeo musical estaraacute ligado ao caacutetodo da pilha e o terminal positivo ao acircnodo Esta inversatildeo do sentido da corrente natildeo permite que o cartatildeo musical funcione
Sugestatildeo de modelo de relatoacuterio
RELATOacuteRIO
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em sete itens principais
Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram utilizados no experimento
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32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o experimento
5 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2 ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
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baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Conteuacutedo e temas impactos ambientais relacionado ao uso de pilhas e baterias
Competecircncias e habilidades identificar os impactos ambientais causados pelo descarte inadequado de pilhas e baterias avaliar como a composiccedilatildeo das pilhas pode causar possiacuteveis impactos relacionar os impactos causados pelas induacutestrias nos processos de eletroacutelise refletir sobre a importacircncia da adoccedilatildeo de posturas conscientes com relaccedilatildeo ao consumo e descarte de pilhas e baterias
Estrateacutegias elaboraccedilatildeo de mural produccedilatildeo de folder
Recursos biombos para anexar material produzido cartolinas fitas adesivas
Avaliaccedilatildeo participaccedilatildeo e envolvimento
Nuacutemero de aulas 3
AULA 1 Elaboraccedilatildeo de mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias os alunos finalizaratildeo a segunda etapa desta unidade didaacutetica construindo seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo Nesse momento comeccedila-se a desenvolver a terceira etapa dessa unidade ( que eacute uma das mais importantes)pois os alunos iratildeo aplicar o que aprenderam preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo em um local estrateacutegico da escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas sobre o assunto estudado O nosso estudante nesta etapa final da unidade temaacutetica poderaacute desenvolver accedilotildees sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente e tambeacutem composiccedilatildeo de muacutesicas sobre os assuntos abordados
AULA 2 A escola como ponto de coleta de pilhas e baterias
Os alunos apoacutes terem finalizado o trabalho da aula anterior poderatildeo distribuir agrave comunidade o material confeccionado sensibilizando-a buscando parcerias para que a escola seja um ponto de coleta desses materiais pois somente com accedilotildees dessa natureza podemos acreditar que possam desenvolver a accedilatildeo social e ambiental desejada
AULA 3 Retomada das questotildees diagnoacutesticas poacutes desenvolvimento da unidade didaacutetica
Eacute importante retomar as questotildees aplicadas no iniacutecio dessa unidade pois somente assim teremos a certeza do quanto os alunos assimilaram de conhecimento cientiacutefico Muito importante nesse momento tambeacutem eacute poder avaliaacute-los como indiviacuteduos atuantes na sociedade
AULA 4 Avaliaccedilatildeo final
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Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos (sugere-se que contenha mapa conceitual dos conteuacutedos apreendidos) e devolutiva das questotildees comentadas
Consideraccedilotildees finais
A eletroquiacutemica trabalhada da forma que estaacute sendo apresentada nessa unidade didaacutetica leva o aluno a adquirir conhecimentos de maneira significativa O ensino atraveacutes da experimentaccedilatildeo o faraacute tirar suas proacuteprias conclusotildees e ter um aprendizado real produzindo nele mudanccedila de postura diante dos fatos observados refletindo e opinando criticamente frente a informaccedilotildees que poderaacute encontrar doravante sobre o assunto
A participaccedilatildeo e a integraccedilatildeo do aluno nas aulas tecircm que ser consideradas ponto de partida para que o mesmo possa compreender que as transformaccedilotildees quiacutemicas fazem parte do seu cotidiano Toda tecnologia existente eacute produto dessas transformaccedilotildees
Finalizando o estudo dessa unidade espera-se que o aluno natildeo soacute compreenda a importacircncia das transformaccedilotildees quiacutemicas mas que esteja envolvido a ponto de adotar uma postura responsaacutevel em relaccedilatildeo aos impactos ambientais causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e baterias e dentro dessa nova postura possa tomar decisotildees e atuar de forma eacutetica no meio em que vive
REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
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9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
14- Programa de ensino para jovens e adultos escola da juventude Ciecircncias da Natureza Matemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemica Editora Iacutecone Ltda Satildeo Paulo
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Imagem maisumtekofileswordpresscom
2009
Katia Regina Varela Roa-DE SUZANO
Gilson Silva ndashDE CAEIRAS
Leonardo Bassi Ubeda das Neves-DE SUZANO
Massuko Sawayama Warigoda-DE MOGI DAS
CRUZES
GEPEQ- USP CURSO DE FORMACcedilAtildeO
CONTINUADA DE PROFESSORES 2008 2009
28082009
PILHAS E BATERIAS USOS E DESCARTES X IMPACTOS AMBIENTAIS Caderno do aluno
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Situaccedilatildeo de aprendizagem 1- As pilhas e baterias que fazem parte do nosso lixo eletrocircnico podem ser prejudiciais ao ser humano
Por meio desta primeira situaccedilatildeo de aprendizagem vocecirc poderaacute reconhecer
que quando descartadas incorretamente pilhas e baterias podem prejudicar o meio
ambiente apesar de indispensaacutevel para o homem E tambeacutem pode comeccedilar a
refletir o porquecirc dessa questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil toneladas de lixo eletrocircnico
por hora dentro deste destacam-se pilhas e baterias Este lixo eacute jogado na
natureza provocando vaacuterios problemas ambientais Quais os problemas
ambientais que as pilhas e baterias provocam na natureza e como podemos
evitaacute-losrdquo
Atividade 1Refletindo sobre pilhas e baterias x impactos ambientais
1 O que vocecirc entende por pilhas E baterias
2 Elas satildeo imprescindiacuteveis na atualidade Onde
3 Existe alguma relaccedilatildeo entre pilha eletricidade e transformaccedilotildees quiacutemicas
4 Que tipo de material(is) vocecirc acha que eacute(satildeo) necessaacuterio(os) para se construir
uma pilha
5 Cite alguns problemas ambientais relacionados ao uso e descarte de pilhas e
baterias Qual deve ser sua postura em relaccedilatildeo a esses problemas
Atividade 2 Pilhas e Baterias x impactos ambientais
Leitura e Anaacutelise de textos
TEXTO 1 Descarte de pilhas e baterias eacute problema seacuterio para meio ambiente
O Brasil eacute o uacutenico paiacutes da Ameacuterica do Sul que regulamenta a fabricaccedilatildeo venda e destinaccedilatildeo final de pilhas e baterias Com a entrada da Resoluccedilatildeo 257 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama) que dispotildee sobre estes resiacuteduos em vigor desde junho de 2001 o Ibama passou a fiscalizar esses limites Ou pelo menos era o que deveria acontecer Em Cuiabaacute por exemplo o gerente do oacutergatildeo Hugo Scheuer declarou natildeo estar a par do assunto mas garantiu ser este seu proacuteximo objetivo por considerar o descarte destes resiacuteduos um problema de grande amplitude Mas enquanto isso o que fazer com pilhas e baterias principalmente as de celulares quando acabam Esta duacutevida eacute frequumlente em toda a populaccedilatildeo
Considerados toacutexicos o lanccedilamento desses resiacuteduos em lixotildees nas margens das estradas ou em terrenos baldios compromete a qualidade ambiental e de vida da populaccedilatildeo Os resiacuteduos pesados quando aterrados migram para partes mais profundas do solo Com isso podem atingir o lenccedilol freaacutetico contaminando a flora e a fauna das regiotildees proacuteximas e ainda causar doenccedilas que variam de lesotildees cerebrais a disfunccedilotildees renais e pulmonares passando por distuacuterbios visuais e
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anemia Segundo a Resoluccedilatildeo 257 os fabricantes e importadores satildeo os responsaacuteveis pelo recolhimento do material e sua destinaccedilatildeo final o que deve ser fiscalizado pelos oacutergatildeos puacuteblicos ambientais Mas em Cuiabaacute apesar do site do Ministeacuterio do Meio Ambiente indicar o endereccedilo de 28 postos nenhum deles efetua o recolhimento apenas duas empresas de celulares recolhem as baterias em seus postos de venda (Vivo e Americel) e a fiscalizaccedilatildeo do Ibama eacute inexistente A Resoluccedilatildeo estabelece que as pilhas e baterias apoacutes o seu esgotamento energeacutetico devem ser entregues pelos usuaacuterios aos estabelecimentos que as comercializam ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelas respectivas induacutestrias Estas por sua vez devem repassaacute-las aos fabricantes e importadores para que passem por procedimentos de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final ambientalmente adequada No artigo 13deg estaacute previsto que as pilhas e baterias que atenderem aos limites previstos no artigo 6deg podem ser dispostas juntamente com os resiacuteduos domiciliares em aterros sanitaacuterios licenciados Mas por falta de aterros licenciados a maior parte das baterias e pilhas usadas continuam tendo os lixotildees irregulares como destino significando um risco para o meio ambiente e para as pessoas Apenas 30 destes resiacuteduos satildeo reciclados No Brasil uma empresa chamada Suzaquim anuncia que deteacutem um processo de reciclagem de baterias
Dependendo do material de que satildeo constituiacutedas pilhas e baterias podem ser jogadas em lixo domeacutestico As pilhas secas composta por zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs as mais consumidas para uso domeacutestico tecircm em sua maioria operado nos limites estabelecidos pelo artigo 6deg da Resoluccedilatildeo 257 As baterias de telefone sem fio de filmadoras de celular ou outros tipos normalmente recarregaacuteveis devem ser devolvidas agraves lojas Os fabricantes estatildeo obrigados a informar nas embalagens a necessidade ou natildeo de devoluccedilatildeo
O Brasil produz cerca de 800 milhotildees de pilhas comuns por ano o que representa seis unidades por habitante Deve-se lembrar que uma uacutenica pilha contamina o solo durante 50 anos Circulam anualmente 10 milhotildees de baterias de celular 12 milhotildees de baterias automotivas e 200 mil baterias industriais Do total de pilhas e baterias consumidas no paiacutes quase 70 satildeo constituiacutedas principalmente por zinco e caacutedmio aproximadamente 30 por amocircnia e manganecircs Ao se desfazer de pilhas e baterias usadas em local inadequado pode-se contaminar o solo a aacutegua e o ar Atraveacutes da cadeia alimentar esse produto chega aos seres humanos causando doenccedilas que afetam o sistema nervoso central Todos satildeo considerados bioacumulativos - acumula-se no organismo ao longo do tempo
RECICLAVEISCOMBR
Texto 2 Metais pesados contaminam meio ambiente e oferecem riscos agrave
sauacutede puacuteblica
Estima-se que cada bateria ou pilha depositada de forma inadequada no meio
ambiente contamine uma aacuterea de um metro quadrado Entretanto o dano ambiental
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pode ser maior se a quantidade desses equipamentos jogados em lixotildees for muito
alta
A dissoluccedilatildeo de metais pesados depositados em aterros
sanitaacuterios improacuteprios pode contaminar lenccediloacuteis freaacuteticos e o
ambiente local Em aterros a dissoluccedilatildeo dos metais eacute mais faacutecil
devido agrave acidez da aacuterea Isso facilita a acumulaccedilatildeo de metais
pesados na cadeia alimentar atraveacutes da contaminaccedilatildeo de
animais e vegetais que podem causar a intoxicaccedilatildeo de seres humanos que venham
a consumir esses alimentos afetados Metais pesados como chumbo caacutedmio
mercuacuterio e seus compostos podem provocar graves doenccedilas neuroloacutegicas aleacutem de
afetar a condiccedilatildeo motora
Pilhas e baterias comuns (pequenas usadas em raacutedios por exemplo) podem
ser descartadas no lixo domeacutestico de acordo com a determinaccedilatildeo do Conama No
entanto a professora Andreacutea Bernardes do Departamento de Engenharia de
Materiais da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) avalia que esses
produtos que acabam sendo depositados em aterros sanitaacuterios soacute poderiam ser
descartados nestes locais se houvesse o tratamento adequado do chorume
(substacircncia liacutequida encontrada em lixotildees) O chorume contaminado com metais
pesados contaminaraacute tambeacutem a terra e os lenccediloacuteis freaacuteticos
Marcelo Furtado coordenador da aacuterea de substacircncias toacutexicas do
Greenpeace vecirc com bons olhos a determinaccedilatildeo do Conama A iniciativa serve
como incentivo para que as empresas passem a reduzir o uso de substacircncias
toacutexicas para evitar todo o processo de recolhimento de baterias e pilhas usadas
diz Ele lembra que a tendecircncia eacute que substacircncias reciclaacuteveis sejam usadas cada
vez mais para que a reutilizaccedilatildeo dos produtos seja constante
Danilo FantinelRedaccedilatildeo Terra
Questotildees para anaacutelise do texto
6 Cite algumas das questotildees ambientais relacionadas ao uso de pilhas e baterias Qual deve ser a postura da populaccedilatildeo em relaccedilatildeo a essas questotildees 7 Com base na legislaccedilatildeo apresentada explique como deve ser feito o descarte de pilhas e baterias Quais impecilhos poderatildeo dificultar o cumprimento da lei 8 Qual o destino que deve ser dado agraves pilhas que seratildeo descartadas Existem formas de reciclagem Quais 9 Considerando os impactos ambientais que podem ocorrer do descarte inadequado das pilhas e baterias qual a sua opiniatildeo sobre o uso delas Existe uma ideal Explique 10 Vocecirc acha que hoje eacute possiacutevel sobrevivermos sem o uso de pilhas e baterias
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Atividade 3 Trechos do filme WALL-E
Converse com o seu professor sobre o filme a ser assistido na escola caso natildeo seja possiacutevel assista o filme em casa para auxiliaacute-lo nessa atividade
Questotildees para sala de aula reflexatildeo dos assuntos abordados no filme
5 Sente-se um escravo da tecnologia atual ( especificamente aqueles que em curto espaccedilo de tempo geram lixo eletrocircnico tais como celular Ipod Iphone etc) 6 Ficou sensibilizado sobre a quantidade de lixo eletrocircnico que o homem produz 7 Haacute uma remota possibilidade de o Planeta ser recuperado 8 Qual a sua opiniatildeo sobre a mensagem que o filme Wall-E passa 9 Viacutedeo WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97
minutos) som e cor
Situaccedilatildeo de aprendizagem 2 - Que tipos de materiais existem em uma pilha que
a classifique como poluidora do meio ambiente
Apoacutes a visatildeo do que vocecirc teve do filme e discussatildeo de trechos que falam sobre
impactos ambientais provocados pelo mau descarte de pilhas e baterias vocecirc
imagina quais seriam os agentes contaminantes
Atividade 1 Experimento demonstrativo ndash Desmontagem de uma pilha
No inicio da aula entregue para o seu professor um desenho que demonstre os
componentes que estruturam uma pilha
Apoacutes o teacutermino da desmontagem faccedila um novo desenho colocando aquilo que vocecirc
observou Compare o primeiro com o segundo desenho e em poucas linhas
descreva o que mais lhe chamou a atenccedilatildeo
Atividade 2 Buscando orientaccedilotildees com o professor para trabalho de
pesquisa
Leve para sala de aula revistas jornaislivros e mateacuterias de internet trazendo
informaccedilotildees sobre pilha ecologicamente correta
Atividade 3 Reciclagem de pilhas
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Apoacutes a viacutedeoaula sobre a reciclagem de pilhas elabore um artigo de opiniatildeo sobre
a importacircncia da reciclagem de pilhas em favor do meio ambiente e a necessidade
de maiores investimentos nessa aacuterea Ao final entregue a seu professor
Atividade 4 Pesquisa em grupo Pilha ideal
A partir de uma preacutevia busca em revistas jornais livros e internet procure obter
informaccedilotildees sobre uma pilha ideal
Atividade 5 Escolha da Pilha ideal
Apresente o material para o professor e os seus colegas para que seja feita a
escolha da melhor ideia
Questotildees para anaacutelise das ideacuteias sobre pilha ideal
5 Eacute possiacutevel produzir energia eleacutetrica atraveacutes de uma transformaccedilatildeo quiacutemica
6 Explique o surgimento da energia eleacutetrica nas transformaccedilotildees quiacutemicas
7 Podemos montar uma pilha ecologicamente correta
8 O funcionamento de uma pilha soacute acontece atraveacutes de transformaccedilatildeo quiacutemica Explique
Situaccedilatildeo de aprendizagem 3- O lado cientiacutefico da Pilha
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem permitiraacute a vocecirc compreender melhor o
funcionamento de uma pilha( conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
) e a produccedilatildeo de novos materiais atraveacutes da eletrolise (conversatildeo natildeo espontacircnea
energia eleacutetrica em quiacutemica) com experimentos Para essa situaccedilatildeo eacute importante
que vocecirc observe e anote em seu caderno tudo que se alterou
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Atividade 1 O experimento da pilha do Daniel
Questotildees que podem auxiliaacute-lo durante a execuccedilatildeo do experimento
6 As placas mudaram de cor apoacutes serem mergulhadas na soluccedilatildeo Explique
7 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
8 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
9 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
7 Limpar as placas com palha de accedilo
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8 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 9 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 10 Interligar os dois potes com a ponte salina 11 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 12 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e
transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo
PauloEdusp 1998
Atividade 2 Anaacutelise sobre experimento
Questotildees sobre o experimento
9 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 10 Como a energia eleacutetrica foi obtida 11 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 12 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 13 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 14 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 15 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 16 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha
UM POUCO DE ELETROQUIMICA
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A eletroquiacutemica estuda o aproveitamento da transferecircncia de eleacutetrons entre
diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-
versa
Pilhas conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
Eletroacutelise conversatildeo natildeo espontacircnea de energia eleacutetrica em quiacutemica
A seguir estatildeo descritos alguns termos que apareceratildeo no estudo da eletroquiacutemica
ELETRODOS Satildeo assim chamadas as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com
a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica
AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
ENTRA na soluccedilatildeo
CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
DEIXA a soluccedilatildeo
d) ELETROacuteLITOS Satildeo assim chamadas todas as soluccedilotildees que CONDUZEM a
corrente eleacutetrica
e) IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na
soluccedilatildeo
AcircNODO Eletrodo do qual saem os eleacutetrons para o circuito externo da ceacutelula
CAacuteTODO Eletrodo no qual entram os eleacutetrons atraveacutes do circuito externo da ceacutelula
f) CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que
conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e
mergulhados num eletroacutelito
Resumindo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons ( diminuiccedilatildeo de Nox)
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons ( aumento de Nox)
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida (Nox aumenta)
Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz (Nox diminui)
O redutor reduz o oxidante
O oxidante oxida o redutor
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em
energia eleacutetrica
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Cada substacircncia possui uma maior ou menor tendecircncia de perder eleacutetrons
tendecircncia esta chamada de Potencial de Oxidaccedilatildeo Deste modo uma substacircncia X
que tenha um potencial de oxidaccedilatildeo maior que uma substacircncia Y iraacute perder seus
eleacutetrons gradativamente para esta substacircncia se as duas estiverem juntas
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do
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eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu++ Isso provocaraacute diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
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Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
Atividade 3 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o
experimento da pilha de Daniel
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas
dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os
relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em
eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e
conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em
sete itens principais
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Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve
comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos
resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo
do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos
objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser
esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram
utilizados no experimento
32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute
apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela
caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o
experimento
10 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a
profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno
Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos
pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
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Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento
e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na
redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os
objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem
de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed
Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo
de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO
BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro
ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2
ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte
das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos
ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos
Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o
aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Atividade 1 Montagem de um Mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias vocecirc poderaacute construir
o seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo em que vocecirc iraacute aplicar o que
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aprendeu preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo na entrada da
escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas
sobre o assunto estudado Orientado pelo seu professor vocecirc desenvolveraacute accedilotildees
sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre
o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente Poderaacute tambeacutem
compor muacutesicas sobre os assuntos abordados
Atividade 2 Montagem de um Portifolio
Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-
avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos
ao longo do bimestre de modo que venha justificar a questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil
toneladas de lixo eletrocircnico por hora dentro deste destacam-se pilhas e
baterias Este lixo eacute jogado na natureza provocando vaacuterios problemas
ambientais Quais os problemas ambientais que as pilhas e baterias provocam
na natureza e como podemos evitaacute-losrdquo citada no inicio do bimestre
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REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
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(via amperocircmetro) obtemos r = Eicc Para nossa montagem esse valor resultou ao redor dos 3 000 ohms e E = 07 V
Para as duas pilhas em seacuterie formando nossa batateria teremos Ebat = 14 V
e rbat = 6 000
Sob ddp uacutetil de 12 V teremos i = (Ebat- U)r = (14 - 12)6000 = 3 x 10-5 A que satildeo suficientes para o funcionamento do reloacutegio digital
Como dissemos como eletroacutelito podemos usar limatildeo abacaxi pepino uvas cebolas etc e como eletrodos podemos usar os pares cobrezinco magneacutesioferro alumiacuteniocobre prego zincadocobre etc Para cada par deve-se testar antes de ligar no reloacutegio qual a polaridade obtida (sob risco que queimar o cristal de quartzo) para a bateria Por exemplo se for usado eletrodos de magneacutesio e de ferro o magneacutesio seraacute o terminal negativo e o ferro o terminal positivo Calculadoras e jogos eletrocircnicos tambeacutem funcionam com tais baterias culinaacuterias Eis abaixo uma tomateria uma bateria de tomates
Mais teoria As reaccedilotildees nas ceacutelulas voltaacuteicas satildeo
catodo Zn lt==gt Zn2 + 2e anodo 2H+ + 2e lt==gt H2
A FEM da reaccedilatildeo vem expressa por E(ZnZn22H+H2) = Eo +
(RTnF)ln([Zn2+][H+]2) O eletrodo de cobre opera apenas como coletor de eleacutetrons podendo ser substituiacutedo por platina ou outro metal inerte
httpwwwfeiradecienciascombrsala1212_21asp
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Aulas 2 e 3 Reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo e o uso da tabela de potenciais de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo
Com a utilizaccedilatildeo dos dados recolhidos pelos alunos sobre o experimento anterior pode-se introduzir o conteuacutedo sobre reaccedilotildees de oxirreduccedilatildeo e o uso da tabela de potenciais de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo
Para facilitar a inicializaccedilatildeo do conteuacutedo pode-se retomar algumas questotildees dos experimentos anteriores
1 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 2 Como a energia eleacutetrica foi obtida 3 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 4 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 5 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 6 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 7 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 8 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha Conteuacutedo sugerido para trabalhar o conceito de reaccedilatildeo de oxidorreduccedilatildeo
A eletroquiacutemica eacute o estudo sobre a transferecircncia de eleacutetrons entre diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-versa Pilhas e baterias satildeo reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo capazes de gerar corrente eleacutetrica Eletroacutelise satildeo reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo produzidas pela passagem da corrente eleacutetrica Numa eletrolise existe os seguintes termos CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e mergulhados num eletroacutelito ELETRODOS Satildeo as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica ELETROacuteLITOS Satildeo as soluccedilotildees que conduzem a corrente eleacutetrica AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula entra na soluccedilatildeo CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula deixa a soluccedilatildeo IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na soluccedilatildeo Resumo
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons aumenta o numero de oxidaccedilatildeo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons diminui o numero de oxidaccedilatildeo
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Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz o numero de oxidaccedilatildeo diminui
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida o numero de oxidaccedilatildeo aumenta
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em energia eleacutetrica
BIBLIOGRAFIA sobre o conceito de oxidorreduccedilatildeo Programa de ensino para jovens e adultosescola da juventude Ciecircncias da NaturezaMatemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemicaeditora iacutecone ltdaSatildeo Paulo
Figura retirada WWWgooglecombr
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
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A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu
++ Isso provocaraacute
diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo
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que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
AULA 4 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o experimento da pilha de Daniel
Confecccedilatildeo de relatoacuterio pode-se trabalhar produccedilatildeo de textos do gecircnero artigo de opiniatildeo (conclusatildeo) e resumos ( introduccedilatildeo) Com o relatoacuterio em matildeos o
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professor poderaacute avaliar se houve aprendizagem real ou natildeo Espera-se que os alunos possam descrever em seu relatoacuterio os seguintes toacutepicos
Na pilha de Daniel o eletrodo de cobre metaacutelico que recebe eleacutetrons eacute chamado de caacutetodo ou terminal positivo e a lacircmina de zinco que cede eleacutetrons eacute o acircnodo ou terminal negativo O conjunto montado no experimento eacute uma pilha de Daniell com ponte salina A placa de zinco fornece eleacutetrons oxidando-se atraveacutes do fio para a placa de cobre que reduziraacute iacuteons de cobre na soluccedilatildeo Os eleacutetrons passando atraveacutes do fio iratildeo alimentar o cartatildeo musical Invertendo-se os fios de ligaccedilatildeo da pilha o terminal negativo do cartatildeo musical estaraacute ligado ao caacutetodo da pilha e o terminal positivo ao acircnodo Esta inversatildeo do sentido da corrente natildeo permite que o cartatildeo musical funcione
Sugestatildeo de modelo de relatoacuterio
RELATOacuteRIO
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em sete itens principais
Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram utilizados no experimento
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32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o experimento
5 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2 ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
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baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Conteuacutedo e temas impactos ambientais relacionado ao uso de pilhas e baterias
Competecircncias e habilidades identificar os impactos ambientais causados pelo descarte inadequado de pilhas e baterias avaliar como a composiccedilatildeo das pilhas pode causar possiacuteveis impactos relacionar os impactos causados pelas induacutestrias nos processos de eletroacutelise refletir sobre a importacircncia da adoccedilatildeo de posturas conscientes com relaccedilatildeo ao consumo e descarte de pilhas e baterias
Estrateacutegias elaboraccedilatildeo de mural produccedilatildeo de folder
Recursos biombos para anexar material produzido cartolinas fitas adesivas
Avaliaccedilatildeo participaccedilatildeo e envolvimento
Nuacutemero de aulas 3
AULA 1 Elaboraccedilatildeo de mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias os alunos finalizaratildeo a segunda etapa desta unidade didaacutetica construindo seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo Nesse momento comeccedila-se a desenvolver a terceira etapa dessa unidade ( que eacute uma das mais importantes)pois os alunos iratildeo aplicar o que aprenderam preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo em um local estrateacutegico da escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas sobre o assunto estudado O nosso estudante nesta etapa final da unidade temaacutetica poderaacute desenvolver accedilotildees sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente e tambeacutem composiccedilatildeo de muacutesicas sobre os assuntos abordados
AULA 2 A escola como ponto de coleta de pilhas e baterias
Os alunos apoacutes terem finalizado o trabalho da aula anterior poderatildeo distribuir agrave comunidade o material confeccionado sensibilizando-a buscando parcerias para que a escola seja um ponto de coleta desses materiais pois somente com accedilotildees dessa natureza podemos acreditar que possam desenvolver a accedilatildeo social e ambiental desejada
AULA 3 Retomada das questotildees diagnoacutesticas poacutes desenvolvimento da unidade didaacutetica
Eacute importante retomar as questotildees aplicadas no iniacutecio dessa unidade pois somente assim teremos a certeza do quanto os alunos assimilaram de conhecimento cientiacutefico Muito importante nesse momento tambeacutem eacute poder avaliaacute-los como indiviacuteduos atuantes na sociedade
AULA 4 Avaliaccedilatildeo final
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Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos (sugere-se que contenha mapa conceitual dos conteuacutedos apreendidos) e devolutiva das questotildees comentadas
Consideraccedilotildees finais
A eletroquiacutemica trabalhada da forma que estaacute sendo apresentada nessa unidade didaacutetica leva o aluno a adquirir conhecimentos de maneira significativa O ensino atraveacutes da experimentaccedilatildeo o faraacute tirar suas proacuteprias conclusotildees e ter um aprendizado real produzindo nele mudanccedila de postura diante dos fatos observados refletindo e opinando criticamente frente a informaccedilotildees que poderaacute encontrar doravante sobre o assunto
A participaccedilatildeo e a integraccedilatildeo do aluno nas aulas tecircm que ser consideradas ponto de partida para que o mesmo possa compreender que as transformaccedilotildees quiacutemicas fazem parte do seu cotidiano Toda tecnologia existente eacute produto dessas transformaccedilotildees
Finalizando o estudo dessa unidade espera-se que o aluno natildeo soacute compreenda a importacircncia das transformaccedilotildees quiacutemicas mas que esteja envolvido a ponto de adotar uma postura responsaacutevel em relaccedilatildeo aos impactos ambientais causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e baterias e dentro dessa nova postura possa tomar decisotildees e atuar de forma eacutetica no meio em que vive
REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
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9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
14- Programa de ensino para jovens e adultos escola da juventude Ciecircncias da Natureza Matemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemica Editora Iacutecone Ltda Satildeo Paulo
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Imagem maisumtekofileswordpresscom
2009
Katia Regina Varela Roa-DE SUZANO
Gilson Silva ndashDE CAEIRAS
Leonardo Bassi Ubeda das Neves-DE SUZANO
Massuko Sawayama Warigoda-DE MOGI DAS
CRUZES
GEPEQ- USP CURSO DE FORMACcedilAtildeO
CONTINUADA DE PROFESSORES 2008 2009
28082009
PILHAS E BATERIAS USOS E DESCARTES X IMPACTOS AMBIENTAIS Caderno do aluno
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Situaccedilatildeo de aprendizagem 1- As pilhas e baterias que fazem parte do nosso lixo eletrocircnico podem ser prejudiciais ao ser humano
Por meio desta primeira situaccedilatildeo de aprendizagem vocecirc poderaacute reconhecer
que quando descartadas incorretamente pilhas e baterias podem prejudicar o meio
ambiente apesar de indispensaacutevel para o homem E tambeacutem pode comeccedilar a
refletir o porquecirc dessa questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil toneladas de lixo eletrocircnico
por hora dentro deste destacam-se pilhas e baterias Este lixo eacute jogado na
natureza provocando vaacuterios problemas ambientais Quais os problemas
ambientais que as pilhas e baterias provocam na natureza e como podemos
evitaacute-losrdquo
Atividade 1Refletindo sobre pilhas e baterias x impactos ambientais
1 O que vocecirc entende por pilhas E baterias
2 Elas satildeo imprescindiacuteveis na atualidade Onde
3 Existe alguma relaccedilatildeo entre pilha eletricidade e transformaccedilotildees quiacutemicas
4 Que tipo de material(is) vocecirc acha que eacute(satildeo) necessaacuterio(os) para se construir
uma pilha
5 Cite alguns problemas ambientais relacionados ao uso e descarte de pilhas e
baterias Qual deve ser sua postura em relaccedilatildeo a esses problemas
Atividade 2 Pilhas e Baterias x impactos ambientais
Leitura e Anaacutelise de textos
TEXTO 1 Descarte de pilhas e baterias eacute problema seacuterio para meio ambiente
O Brasil eacute o uacutenico paiacutes da Ameacuterica do Sul que regulamenta a fabricaccedilatildeo venda e destinaccedilatildeo final de pilhas e baterias Com a entrada da Resoluccedilatildeo 257 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama) que dispotildee sobre estes resiacuteduos em vigor desde junho de 2001 o Ibama passou a fiscalizar esses limites Ou pelo menos era o que deveria acontecer Em Cuiabaacute por exemplo o gerente do oacutergatildeo Hugo Scheuer declarou natildeo estar a par do assunto mas garantiu ser este seu proacuteximo objetivo por considerar o descarte destes resiacuteduos um problema de grande amplitude Mas enquanto isso o que fazer com pilhas e baterias principalmente as de celulares quando acabam Esta duacutevida eacute frequumlente em toda a populaccedilatildeo
Considerados toacutexicos o lanccedilamento desses resiacuteduos em lixotildees nas margens das estradas ou em terrenos baldios compromete a qualidade ambiental e de vida da populaccedilatildeo Os resiacuteduos pesados quando aterrados migram para partes mais profundas do solo Com isso podem atingir o lenccedilol freaacutetico contaminando a flora e a fauna das regiotildees proacuteximas e ainda causar doenccedilas que variam de lesotildees cerebrais a disfunccedilotildees renais e pulmonares passando por distuacuterbios visuais e
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anemia Segundo a Resoluccedilatildeo 257 os fabricantes e importadores satildeo os responsaacuteveis pelo recolhimento do material e sua destinaccedilatildeo final o que deve ser fiscalizado pelos oacutergatildeos puacuteblicos ambientais Mas em Cuiabaacute apesar do site do Ministeacuterio do Meio Ambiente indicar o endereccedilo de 28 postos nenhum deles efetua o recolhimento apenas duas empresas de celulares recolhem as baterias em seus postos de venda (Vivo e Americel) e a fiscalizaccedilatildeo do Ibama eacute inexistente A Resoluccedilatildeo estabelece que as pilhas e baterias apoacutes o seu esgotamento energeacutetico devem ser entregues pelos usuaacuterios aos estabelecimentos que as comercializam ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelas respectivas induacutestrias Estas por sua vez devem repassaacute-las aos fabricantes e importadores para que passem por procedimentos de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final ambientalmente adequada No artigo 13deg estaacute previsto que as pilhas e baterias que atenderem aos limites previstos no artigo 6deg podem ser dispostas juntamente com os resiacuteduos domiciliares em aterros sanitaacuterios licenciados Mas por falta de aterros licenciados a maior parte das baterias e pilhas usadas continuam tendo os lixotildees irregulares como destino significando um risco para o meio ambiente e para as pessoas Apenas 30 destes resiacuteduos satildeo reciclados No Brasil uma empresa chamada Suzaquim anuncia que deteacutem um processo de reciclagem de baterias
Dependendo do material de que satildeo constituiacutedas pilhas e baterias podem ser jogadas em lixo domeacutestico As pilhas secas composta por zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs as mais consumidas para uso domeacutestico tecircm em sua maioria operado nos limites estabelecidos pelo artigo 6deg da Resoluccedilatildeo 257 As baterias de telefone sem fio de filmadoras de celular ou outros tipos normalmente recarregaacuteveis devem ser devolvidas agraves lojas Os fabricantes estatildeo obrigados a informar nas embalagens a necessidade ou natildeo de devoluccedilatildeo
O Brasil produz cerca de 800 milhotildees de pilhas comuns por ano o que representa seis unidades por habitante Deve-se lembrar que uma uacutenica pilha contamina o solo durante 50 anos Circulam anualmente 10 milhotildees de baterias de celular 12 milhotildees de baterias automotivas e 200 mil baterias industriais Do total de pilhas e baterias consumidas no paiacutes quase 70 satildeo constituiacutedas principalmente por zinco e caacutedmio aproximadamente 30 por amocircnia e manganecircs Ao se desfazer de pilhas e baterias usadas em local inadequado pode-se contaminar o solo a aacutegua e o ar Atraveacutes da cadeia alimentar esse produto chega aos seres humanos causando doenccedilas que afetam o sistema nervoso central Todos satildeo considerados bioacumulativos - acumula-se no organismo ao longo do tempo
RECICLAVEISCOMBR
Texto 2 Metais pesados contaminam meio ambiente e oferecem riscos agrave
sauacutede puacuteblica
Estima-se que cada bateria ou pilha depositada de forma inadequada no meio
ambiente contamine uma aacuterea de um metro quadrado Entretanto o dano ambiental
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pode ser maior se a quantidade desses equipamentos jogados em lixotildees for muito
alta
A dissoluccedilatildeo de metais pesados depositados em aterros
sanitaacuterios improacuteprios pode contaminar lenccediloacuteis freaacuteticos e o
ambiente local Em aterros a dissoluccedilatildeo dos metais eacute mais faacutecil
devido agrave acidez da aacuterea Isso facilita a acumulaccedilatildeo de metais
pesados na cadeia alimentar atraveacutes da contaminaccedilatildeo de
animais e vegetais que podem causar a intoxicaccedilatildeo de seres humanos que venham
a consumir esses alimentos afetados Metais pesados como chumbo caacutedmio
mercuacuterio e seus compostos podem provocar graves doenccedilas neuroloacutegicas aleacutem de
afetar a condiccedilatildeo motora
Pilhas e baterias comuns (pequenas usadas em raacutedios por exemplo) podem
ser descartadas no lixo domeacutestico de acordo com a determinaccedilatildeo do Conama No
entanto a professora Andreacutea Bernardes do Departamento de Engenharia de
Materiais da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) avalia que esses
produtos que acabam sendo depositados em aterros sanitaacuterios soacute poderiam ser
descartados nestes locais se houvesse o tratamento adequado do chorume
(substacircncia liacutequida encontrada em lixotildees) O chorume contaminado com metais
pesados contaminaraacute tambeacutem a terra e os lenccediloacuteis freaacuteticos
Marcelo Furtado coordenador da aacuterea de substacircncias toacutexicas do
Greenpeace vecirc com bons olhos a determinaccedilatildeo do Conama A iniciativa serve
como incentivo para que as empresas passem a reduzir o uso de substacircncias
toacutexicas para evitar todo o processo de recolhimento de baterias e pilhas usadas
diz Ele lembra que a tendecircncia eacute que substacircncias reciclaacuteveis sejam usadas cada
vez mais para que a reutilizaccedilatildeo dos produtos seja constante
Danilo FantinelRedaccedilatildeo Terra
Questotildees para anaacutelise do texto
6 Cite algumas das questotildees ambientais relacionadas ao uso de pilhas e baterias Qual deve ser a postura da populaccedilatildeo em relaccedilatildeo a essas questotildees 7 Com base na legislaccedilatildeo apresentada explique como deve ser feito o descarte de pilhas e baterias Quais impecilhos poderatildeo dificultar o cumprimento da lei 8 Qual o destino que deve ser dado agraves pilhas que seratildeo descartadas Existem formas de reciclagem Quais 9 Considerando os impactos ambientais que podem ocorrer do descarte inadequado das pilhas e baterias qual a sua opiniatildeo sobre o uso delas Existe uma ideal Explique 10 Vocecirc acha que hoje eacute possiacutevel sobrevivermos sem o uso de pilhas e baterias
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Atividade 3 Trechos do filme WALL-E
Converse com o seu professor sobre o filme a ser assistido na escola caso natildeo seja possiacutevel assista o filme em casa para auxiliaacute-lo nessa atividade
Questotildees para sala de aula reflexatildeo dos assuntos abordados no filme
5 Sente-se um escravo da tecnologia atual ( especificamente aqueles que em curto espaccedilo de tempo geram lixo eletrocircnico tais como celular Ipod Iphone etc) 6 Ficou sensibilizado sobre a quantidade de lixo eletrocircnico que o homem produz 7 Haacute uma remota possibilidade de o Planeta ser recuperado 8 Qual a sua opiniatildeo sobre a mensagem que o filme Wall-E passa 9 Viacutedeo WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97
minutos) som e cor
Situaccedilatildeo de aprendizagem 2 - Que tipos de materiais existem em uma pilha que
a classifique como poluidora do meio ambiente
Apoacutes a visatildeo do que vocecirc teve do filme e discussatildeo de trechos que falam sobre
impactos ambientais provocados pelo mau descarte de pilhas e baterias vocecirc
imagina quais seriam os agentes contaminantes
Atividade 1 Experimento demonstrativo ndash Desmontagem de uma pilha
No inicio da aula entregue para o seu professor um desenho que demonstre os
componentes que estruturam uma pilha
Apoacutes o teacutermino da desmontagem faccedila um novo desenho colocando aquilo que vocecirc
observou Compare o primeiro com o segundo desenho e em poucas linhas
descreva o que mais lhe chamou a atenccedilatildeo
Atividade 2 Buscando orientaccedilotildees com o professor para trabalho de
pesquisa
Leve para sala de aula revistas jornaislivros e mateacuterias de internet trazendo
informaccedilotildees sobre pilha ecologicamente correta
Atividade 3 Reciclagem de pilhas
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Apoacutes a viacutedeoaula sobre a reciclagem de pilhas elabore um artigo de opiniatildeo sobre
a importacircncia da reciclagem de pilhas em favor do meio ambiente e a necessidade
de maiores investimentos nessa aacuterea Ao final entregue a seu professor
Atividade 4 Pesquisa em grupo Pilha ideal
A partir de uma preacutevia busca em revistas jornais livros e internet procure obter
informaccedilotildees sobre uma pilha ideal
Atividade 5 Escolha da Pilha ideal
Apresente o material para o professor e os seus colegas para que seja feita a
escolha da melhor ideia
Questotildees para anaacutelise das ideacuteias sobre pilha ideal
5 Eacute possiacutevel produzir energia eleacutetrica atraveacutes de uma transformaccedilatildeo quiacutemica
6 Explique o surgimento da energia eleacutetrica nas transformaccedilotildees quiacutemicas
7 Podemos montar uma pilha ecologicamente correta
8 O funcionamento de uma pilha soacute acontece atraveacutes de transformaccedilatildeo quiacutemica Explique
Situaccedilatildeo de aprendizagem 3- O lado cientiacutefico da Pilha
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem permitiraacute a vocecirc compreender melhor o
funcionamento de uma pilha( conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
) e a produccedilatildeo de novos materiais atraveacutes da eletrolise (conversatildeo natildeo espontacircnea
energia eleacutetrica em quiacutemica) com experimentos Para essa situaccedilatildeo eacute importante
que vocecirc observe e anote em seu caderno tudo que se alterou
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Atividade 1 O experimento da pilha do Daniel
Questotildees que podem auxiliaacute-lo durante a execuccedilatildeo do experimento
6 As placas mudaram de cor apoacutes serem mergulhadas na soluccedilatildeo Explique
7 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
8 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
9 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
7 Limpar as placas com palha de accedilo
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8 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 9 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 10 Interligar os dois potes com a ponte salina 11 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 12 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e
transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo
PauloEdusp 1998
Atividade 2 Anaacutelise sobre experimento
Questotildees sobre o experimento
9 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 10 Como a energia eleacutetrica foi obtida 11 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 12 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 13 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 14 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 15 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 16 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha
UM POUCO DE ELETROQUIMICA
50
A eletroquiacutemica estuda o aproveitamento da transferecircncia de eleacutetrons entre
diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-
versa
Pilhas conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
Eletroacutelise conversatildeo natildeo espontacircnea de energia eleacutetrica em quiacutemica
A seguir estatildeo descritos alguns termos que apareceratildeo no estudo da eletroquiacutemica
ELETRODOS Satildeo assim chamadas as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com
a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica
AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
ENTRA na soluccedilatildeo
CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
DEIXA a soluccedilatildeo
d) ELETROacuteLITOS Satildeo assim chamadas todas as soluccedilotildees que CONDUZEM a
corrente eleacutetrica
e) IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na
soluccedilatildeo
AcircNODO Eletrodo do qual saem os eleacutetrons para o circuito externo da ceacutelula
CAacuteTODO Eletrodo no qual entram os eleacutetrons atraveacutes do circuito externo da ceacutelula
f) CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que
conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e
mergulhados num eletroacutelito
Resumindo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons ( diminuiccedilatildeo de Nox)
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons ( aumento de Nox)
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida (Nox aumenta)
Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz (Nox diminui)
O redutor reduz o oxidante
O oxidante oxida o redutor
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em
energia eleacutetrica
51
Cada substacircncia possui uma maior ou menor tendecircncia de perder eleacutetrons
tendecircncia esta chamada de Potencial de Oxidaccedilatildeo Deste modo uma substacircncia X
que tenha um potencial de oxidaccedilatildeo maior que uma substacircncia Y iraacute perder seus
eleacutetrons gradativamente para esta substacircncia se as duas estiverem juntas
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do
52
eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu++ Isso provocaraacute diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
53
Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
Atividade 3 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o
experimento da pilha de Daniel
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas
dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os
relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em
eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e
conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em
sete itens principais
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Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve
comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos
resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo
do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos
objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser
esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram
utilizados no experimento
32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute
apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela
caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o
experimento
10 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a
profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno
Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos
pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
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Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento
e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na
redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os
objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem
de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed
Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo
de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO
BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro
ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2
ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte
das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos
ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos
Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o
aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Atividade 1 Montagem de um Mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias vocecirc poderaacute construir
o seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo em que vocecirc iraacute aplicar o que
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aprendeu preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo na entrada da
escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas
sobre o assunto estudado Orientado pelo seu professor vocecirc desenvolveraacute accedilotildees
sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre
o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente Poderaacute tambeacutem
compor muacutesicas sobre os assuntos abordados
Atividade 2 Montagem de um Portifolio
Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-
avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos
ao longo do bimestre de modo que venha justificar a questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil
toneladas de lixo eletrocircnico por hora dentro deste destacam-se pilhas e
baterias Este lixo eacute jogado na natureza provocando vaacuterios problemas
ambientais Quais os problemas ambientais que as pilhas e baterias provocam
na natureza e como podemos evitaacute-losrdquo citada no inicio do bimestre
57
REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
33
Aulas 2 e 3 Reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo e o uso da tabela de potenciais de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo
Com a utilizaccedilatildeo dos dados recolhidos pelos alunos sobre o experimento anterior pode-se introduzir o conteuacutedo sobre reaccedilotildees de oxirreduccedilatildeo e o uso da tabela de potenciais de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo
Para facilitar a inicializaccedilatildeo do conteuacutedo pode-se retomar algumas questotildees dos experimentos anteriores
1 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 2 Como a energia eleacutetrica foi obtida 3 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 4 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 5 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 6 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 7 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 8 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha Conteuacutedo sugerido para trabalhar o conceito de reaccedilatildeo de oxidorreduccedilatildeo
A eletroquiacutemica eacute o estudo sobre a transferecircncia de eleacutetrons entre diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-versa Pilhas e baterias satildeo reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo capazes de gerar corrente eleacutetrica Eletroacutelise satildeo reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo produzidas pela passagem da corrente eleacutetrica Numa eletrolise existe os seguintes termos CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e mergulhados num eletroacutelito ELETRODOS Satildeo as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica ELETROacuteLITOS Satildeo as soluccedilotildees que conduzem a corrente eleacutetrica AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula entra na soluccedilatildeo CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula deixa a soluccedilatildeo IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na soluccedilatildeo Resumo
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons aumenta o numero de oxidaccedilatildeo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons diminui o numero de oxidaccedilatildeo
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Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz o numero de oxidaccedilatildeo diminui
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida o numero de oxidaccedilatildeo aumenta
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em energia eleacutetrica
BIBLIOGRAFIA sobre o conceito de oxidorreduccedilatildeo Programa de ensino para jovens e adultosescola da juventude Ciecircncias da NaturezaMatemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemicaeditora iacutecone ltdaSatildeo Paulo
Figura retirada WWWgooglecombr
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
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A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu
++ Isso provocaraacute
diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo
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que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
AULA 4 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o experimento da pilha de Daniel
Confecccedilatildeo de relatoacuterio pode-se trabalhar produccedilatildeo de textos do gecircnero artigo de opiniatildeo (conclusatildeo) e resumos ( introduccedilatildeo) Com o relatoacuterio em matildeos o
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professor poderaacute avaliar se houve aprendizagem real ou natildeo Espera-se que os alunos possam descrever em seu relatoacuterio os seguintes toacutepicos
Na pilha de Daniel o eletrodo de cobre metaacutelico que recebe eleacutetrons eacute chamado de caacutetodo ou terminal positivo e a lacircmina de zinco que cede eleacutetrons eacute o acircnodo ou terminal negativo O conjunto montado no experimento eacute uma pilha de Daniell com ponte salina A placa de zinco fornece eleacutetrons oxidando-se atraveacutes do fio para a placa de cobre que reduziraacute iacuteons de cobre na soluccedilatildeo Os eleacutetrons passando atraveacutes do fio iratildeo alimentar o cartatildeo musical Invertendo-se os fios de ligaccedilatildeo da pilha o terminal negativo do cartatildeo musical estaraacute ligado ao caacutetodo da pilha e o terminal positivo ao acircnodo Esta inversatildeo do sentido da corrente natildeo permite que o cartatildeo musical funcione
Sugestatildeo de modelo de relatoacuterio
RELATOacuteRIO
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em sete itens principais
Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram utilizados no experimento
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32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o experimento
5 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2 ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
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baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Conteuacutedo e temas impactos ambientais relacionado ao uso de pilhas e baterias
Competecircncias e habilidades identificar os impactos ambientais causados pelo descarte inadequado de pilhas e baterias avaliar como a composiccedilatildeo das pilhas pode causar possiacuteveis impactos relacionar os impactos causados pelas induacutestrias nos processos de eletroacutelise refletir sobre a importacircncia da adoccedilatildeo de posturas conscientes com relaccedilatildeo ao consumo e descarte de pilhas e baterias
Estrateacutegias elaboraccedilatildeo de mural produccedilatildeo de folder
Recursos biombos para anexar material produzido cartolinas fitas adesivas
Avaliaccedilatildeo participaccedilatildeo e envolvimento
Nuacutemero de aulas 3
AULA 1 Elaboraccedilatildeo de mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias os alunos finalizaratildeo a segunda etapa desta unidade didaacutetica construindo seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo Nesse momento comeccedila-se a desenvolver a terceira etapa dessa unidade ( que eacute uma das mais importantes)pois os alunos iratildeo aplicar o que aprenderam preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo em um local estrateacutegico da escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas sobre o assunto estudado O nosso estudante nesta etapa final da unidade temaacutetica poderaacute desenvolver accedilotildees sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente e tambeacutem composiccedilatildeo de muacutesicas sobre os assuntos abordados
AULA 2 A escola como ponto de coleta de pilhas e baterias
Os alunos apoacutes terem finalizado o trabalho da aula anterior poderatildeo distribuir agrave comunidade o material confeccionado sensibilizando-a buscando parcerias para que a escola seja um ponto de coleta desses materiais pois somente com accedilotildees dessa natureza podemos acreditar que possam desenvolver a accedilatildeo social e ambiental desejada
AULA 3 Retomada das questotildees diagnoacutesticas poacutes desenvolvimento da unidade didaacutetica
Eacute importante retomar as questotildees aplicadas no iniacutecio dessa unidade pois somente assim teremos a certeza do quanto os alunos assimilaram de conhecimento cientiacutefico Muito importante nesse momento tambeacutem eacute poder avaliaacute-los como indiviacuteduos atuantes na sociedade
AULA 4 Avaliaccedilatildeo final
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Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos (sugere-se que contenha mapa conceitual dos conteuacutedos apreendidos) e devolutiva das questotildees comentadas
Consideraccedilotildees finais
A eletroquiacutemica trabalhada da forma que estaacute sendo apresentada nessa unidade didaacutetica leva o aluno a adquirir conhecimentos de maneira significativa O ensino atraveacutes da experimentaccedilatildeo o faraacute tirar suas proacuteprias conclusotildees e ter um aprendizado real produzindo nele mudanccedila de postura diante dos fatos observados refletindo e opinando criticamente frente a informaccedilotildees que poderaacute encontrar doravante sobre o assunto
A participaccedilatildeo e a integraccedilatildeo do aluno nas aulas tecircm que ser consideradas ponto de partida para que o mesmo possa compreender que as transformaccedilotildees quiacutemicas fazem parte do seu cotidiano Toda tecnologia existente eacute produto dessas transformaccedilotildees
Finalizando o estudo dessa unidade espera-se que o aluno natildeo soacute compreenda a importacircncia das transformaccedilotildees quiacutemicas mas que esteja envolvido a ponto de adotar uma postura responsaacutevel em relaccedilatildeo aos impactos ambientais causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e baterias e dentro dessa nova postura possa tomar decisotildees e atuar de forma eacutetica no meio em que vive
REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
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9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
14- Programa de ensino para jovens e adultos escola da juventude Ciecircncias da Natureza Matemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemica Editora Iacutecone Ltda Satildeo Paulo
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Imagem maisumtekofileswordpresscom
2009
Katia Regina Varela Roa-DE SUZANO
Gilson Silva ndashDE CAEIRAS
Leonardo Bassi Ubeda das Neves-DE SUZANO
Massuko Sawayama Warigoda-DE MOGI DAS
CRUZES
GEPEQ- USP CURSO DE FORMACcedilAtildeO
CONTINUADA DE PROFESSORES 2008 2009
28082009
PILHAS E BATERIAS USOS E DESCARTES X IMPACTOS AMBIENTAIS Caderno do aluno
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Situaccedilatildeo de aprendizagem 1- As pilhas e baterias que fazem parte do nosso lixo eletrocircnico podem ser prejudiciais ao ser humano
Por meio desta primeira situaccedilatildeo de aprendizagem vocecirc poderaacute reconhecer
que quando descartadas incorretamente pilhas e baterias podem prejudicar o meio
ambiente apesar de indispensaacutevel para o homem E tambeacutem pode comeccedilar a
refletir o porquecirc dessa questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil toneladas de lixo eletrocircnico
por hora dentro deste destacam-se pilhas e baterias Este lixo eacute jogado na
natureza provocando vaacuterios problemas ambientais Quais os problemas
ambientais que as pilhas e baterias provocam na natureza e como podemos
evitaacute-losrdquo
Atividade 1Refletindo sobre pilhas e baterias x impactos ambientais
1 O que vocecirc entende por pilhas E baterias
2 Elas satildeo imprescindiacuteveis na atualidade Onde
3 Existe alguma relaccedilatildeo entre pilha eletricidade e transformaccedilotildees quiacutemicas
4 Que tipo de material(is) vocecirc acha que eacute(satildeo) necessaacuterio(os) para se construir
uma pilha
5 Cite alguns problemas ambientais relacionados ao uso e descarte de pilhas e
baterias Qual deve ser sua postura em relaccedilatildeo a esses problemas
Atividade 2 Pilhas e Baterias x impactos ambientais
Leitura e Anaacutelise de textos
TEXTO 1 Descarte de pilhas e baterias eacute problema seacuterio para meio ambiente
O Brasil eacute o uacutenico paiacutes da Ameacuterica do Sul que regulamenta a fabricaccedilatildeo venda e destinaccedilatildeo final de pilhas e baterias Com a entrada da Resoluccedilatildeo 257 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama) que dispotildee sobre estes resiacuteduos em vigor desde junho de 2001 o Ibama passou a fiscalizar esses limites Ou pelo menos era o que deveria acontecer Em Cuiabaacute por exemplo o gerente do oacutergatildeo Hugo Scheuer declarou natildeo estar a par do assunto mas garantiu ser este seu proacuteximo objetivo por considerar o descarte destes resiacuteduos um problema de grande amplitude Mas enquanto isso o que fazer com pilhas e baterias principalmente as de celulares quando acabam Esta duacutevida eacute frequumlente em toda a populaccedilatildeo
Considerados toacutexicos o lanccedilamento desses resiacuteduos em lixotildees nas margens das estradas ou em terrenos baldios compromete a qualidade ambiental e de vida da populaccedilatildeo Os resiacuteduos pesados quando aterrados migram para partes mais profundas do solo Com isso podem atingir o lenccedilol freaacutetico contaminando a flora e a fauna das regiotildees proacuteximas e ainda causar doenccedilas que variam de lesotildees cerebrais a disfunccedilotildees renais e pulmonares passando por distuacuterbios visuais e
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anemia Segundo a Resoluccedilatildeo 257 os fabricantes e importadores satildeo os responsaacuteveis pelo recolhimento do material e sua destinaccedilatildeo final o que deve ser fiscalizado pelos oacutergatildeos puacuteblicos ambientais Mas em Cuiabaacute apesar do site do Ministeacuterio do Meio Ambiente indicar o endereccedilo de 28 postos nenhum deles efetua o recolhimento apenas duas empresas de celulares recolhem as baterias em seus postos de venda (Vivo e Americel) e a fiscalizaccedilatildeo do Ibama eacute inexistente A Resoluccedilatildeo estabelece que as pilhas e baterias apoacutes o seu esgotamento energeacutetico devem ser entregues pelos usuaacuterios aos estabelecimentos que as comercializam ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelas respectivas induacutestrias Estas por sua vez devem repassaacute-las aos fabricantes e importadores para que passem por procedimentos de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final ambientalmente adequada No artigo 13deg estaacute previsto que as pilhas e baterias que atenderem aos limites previstos no artigo 6deg podem ser dispostas juntamente com os resiacuteduos domiciliares em aterros sanitaacuterios licenciados Mas por falta de aterros licenciados a maior parte das baterias e pilhas usadas continuam tendo os lixotildees irregulares como destino significando um risco para o meio ambiente e para as pessoas Apenas 30 destes resiacuteduos satildeo reciclados No Brasil uma empresa chamada Suzaquim anuncia que deteacutem um processo de reciclagem de baterias
Dependendo do material de que satildeo constituiacutedas pilhas e baterias podem ser jogadas em lixo domeacutestico As pilhas secas composta por zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs as mais consumidas para uso domeacutestico tecircm em sua maioria operado nos limites estabelecidos pelo artigo 6deg da Resoluccedilatildeo 257 As baterias de telefone sem fio de filmadoras de celular ou outros tipos normalmente recarregaacuteveis devem ser devolvidas agraves lojas Os fabricantes estatildeo obrigados a informar nas embalagens a necessidade ou natildeo de devoluccedilatildeo
O Brasil produz cerca de 800 milhotildees de pilhas comuns por ano o que representa seis unidades por habitante Deve-se lembrar que uma uacutenica pilha contamina o solo durante 50 anos Circulam anualmente 10 milhotildees de baterias de celular 12 milhotildees de baterias automotivas e 200 mil baterias industriais Do total de pilhas e baterias consumidas no paiacutes quase 70 satildeo constituiacutedas principalmente por zinco e caacutedmio aproximadamente 30 por amocircnia e manganecircs Ao se desfazer de pilhas e baterias usadas em local inadequado pode-se contaminar o solo a aacutegua e o ar Atraveacutes da cadeia alimentar esse produto chega aos seres humanos causando doenccedilas que afetam o sistema nervoso central Todos satildeo considerados bioacumulativos - acumula-se no organismo ao longo do tempo
RECICLAVEISCOMBR
Texto 2 Metais pesados contaminam meio ambiente e oferecem riscos agrave
sauacutede puacuteblica
Estima-se que cada bateria ou pilha depositada de forma inadequada no meio
ambiente contamine uma aacuterea de um metro quadrado Entretanto o dano ambiental
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pode ser maior se a quantidade desses equipamentos jogados em lixotildees for muito
alta
A dissoluccedilatildeo de metais pesados depositados em aterros
sanitaacuterios improacuteprios pode contaminar lenccediloacuteis freaacuteticos e o
ambiente local Em aterros a dissoluccedilatildeo dos metais eacute mais faacutecil
devido agrave acidez da aacuterea Isso facilita a acumulaccedilatildeo de metais
pesados na cadeia alimentar atraveacutes da contaminaccedilatildeo de
animais e vegetais que podem causar a intoxicaccedilatildeo de seres humanos que venham
a consumir esses alimentos afetados Metais pesados como chumbo caacutedmio
mercuacuterio e seus compostos podem provocar graves doenccedilas neuroloacutegicas aleacutem de
afetar a condiccedilatildeo motora
Pilhas e baterias comuns (pequenas usadas em raacutedios por exemplo) podem
ser descartadas no lixo domeacutestico de acordo com a determinaccedilatildeo do Conama No
entanto a professora Andreacutea Bernardes do Departamento de Engenharia de
Materiais da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) avalia que esses
produtos que acabam sendo depositados em aterros sanitaacuterios soacute poderiam ser
descartados nestes locais se houvesse o tratamento adequado do chorume
(substacircncia liacutequida encontrada em lixotildees) O chorume contaminado com metais
pesados contaminaraacute tambeacutem a terra e os lenccediloacuteis freaacuteticos
Marcelo Furtado coordenador da aacuterea de substacircncias toacutexicas do
Greenpeace vecirc com bons olhos a determinaccedilatildeo do Conama A iniciativa serve
como incentivo para que as empresas passem a reduzir o uso de substacircncias
toacutexicas para evitar todo o processo de recolhimento de baterias e pilhas usadas
diz Ele lembra que a tendecircncia eacute que substacircncias reciclaacuteveis sejam usadas cada
vez mais para que a reutilizaccedilatildeo dos produtos seja constante
Danilo FantinelRedaccedilatildeo Terra
Questotildees para anaacutelise do texto
6 Cite algumas das questotildees ambientais relacionadas ao uso de pilhas e baterias Qual deve ser a postura da populaccedilatildeo em relaccedilatildeo a essas questotildees 7 Com base na legislaccedilatildeo apresentada explique como deve ser feito o descarte de pilhas e baterias Quais impecilhos poderatildeo dificultar o cumprimento da lei 8 Qual o destino que deve ser dado agraves pilhas que seratildeo descartadas Existem formas de reciclagem Quais 9 Considerando os impactos ambientais que podem ocorrer do descarte inadequado das pilhas e baterias qual a sua opiniatildeo sobre o uso delas Existe uma ideal Explique 10 Vocecirc acha que hoje eacute possiacutevel sobrevivermos sem o uso de pilhas e baterias
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Atividade 3 Trechos do filme WALL-E
Converse com o seu professor sobre o filme a ser assistido na escola caso natildeo seja possiacutevel assista o filme em casa para auxiliaacute-lo nessa atividade
Questotildees para sala de aula reflexatildeo dos assuntos abordados no filme
5 Sente-se um escravo da tecnologia atual ( especificamente aqueles que em curto espaccedilo de tempo geram lixo eletrocircnico tais como celular Ipod Iphone etc) 6 Ficou sensibilizado sobre a quantidade de lixo eletrocircnico que o homem produz 7 Haacute uma remota possibilidade de o Planeta ser recuperado 8 Qual a sua opiniatildeo sobre a mensagem que o filme Wall-E passa 9 Viacutedeo WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97
minutos) som e cor
Situaccedilatildeo de aprendizagem 2 - Que tipos de materiais existem em uma pilha que
a classifique como poluidora do meio ambiente
Apoacutes a visatildeo do que vocecirc teve do filme e discussatildeo de trechos que falam sobre
impactos ambientais provocados pelo mau descarte de pilhas e baterias vocecirc
imagina quais seriam os agentes contaminantes
Atividade 1 Experimento demonstrativo ndash Desmontagem de uma pilha
No inicio da aula entregue para o seu professor um desenho que demonstre os
componentes que estruturam uma pilha
Apoacutes o teacutermino da desmontagem faccedila um novo desenho colocando aquilo que vocecirc
observou Compare o primeiro com o segundo desenho e em poucas linhas
descreva o que mais lhe chamou a atenccedilatildeo
Atividade 2 Buscando orientaccedilotildees com o professor para trabalho de
pesquisa
Leve para sala de aula revistas jornaislivros e mateacuterias de internet trazendo
informaccedilotildees sobre pilha ecologicamente correta
Atividade 3 Reciclagem de pilhas
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Apoacutes a viacutedeoaula sobre a reciclagem de pilhas elabore um artigo de opiniatildeo sobre
a importacircncia da reciclagem de pilhas em favor do meio ambiente e a necessidade
de maiores investimentos nessa aacuterea Ao final entregue a seu professor
Atividade 4 Pesquisa em grupo Pilha ideal
A partir de uma preacutevia busca em revistas jornais livros e internet procure obter
informaccedilotildees sobre uma pilha ideal
Atividade 5 Escolha da Pilha ideal
Apresente o material para o professor e os seus colegas para que seja feita a
escolha da melhor ideia
Questotildees para anaacutelise das ideacuteias sobre pilha ideal
5 Eacute possiacutevel produzir energia eleacutetrica atraveacutes de uma transformaccedilatildeo quiacutemica
6 Explique o surgimento da energia eleacutetrica nas transformaccedilotildees quiacutemicas
7 Podemos montar uma pilha ecologicamente correta
8 O funcionamento de uma pilha soacute acontece atraveacutes de transformaccedilatildeo quiacutemica Explique
Situaccedilatildeo de aprendizagem 3- O lado cientiacutefico da Pilha
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem permitiraacute a vocecirc compreender melhor o
funcionamento de uma pilha( conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
) e a produccedilatildeo de novos materiais atraveacutes da eletrolise (conversatildeo natildeo espontacircnea
energia eleacutetrica em quiacutemica) com experimentos Para essa situaccedilatildeo eacute importante
que vocecirc observe e anote em seu caderno tudo que se alterou
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Atividade 1 O experimento da pilha do Daniel
Questotildees que podem auxiliaacute-lo durante a execuccedilatildeo do experimento
6 As placas mudaram de cor apoacutes serem mergulhadas na soluccedilatildeo Explique
7 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
8 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
9 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
7 Limpar as placas com palha de accedilo
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8 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 9 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 10 Interligar os dois potes com a ponte salina 11 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 12 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e
transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo
PauloEdusp 1998
Atividade 2 Anaacutelise sobre experimento
Questotildees sobre o experimento
9 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 10 Como a energia eleacutetrica foi obtida 11 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 12 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 13 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 14 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 15 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 16 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha
UM POUCO DE ELETROQUIMICA
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A eletroquiacutemica estuda o aproveitamento da transferecircncia de eleacutetrons entre
diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-
versa
Pilhas conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
Eletroacutelise conversatildeo natildeo espontacircnea de energia eleacutetrica em quiacutemica
A seguir estatildeo descritos alguns termos que apareceratildeo no estudo da eletroquiacutemica
ELETRODOS Satildeo assim chamadas as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com
a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica
AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
ENTRA na soluccedilatildeo
CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
DEIXA a soluccedilatildeo
d) ELETROacuteLITOS Satildeo assim chamadas todas as soluccedilotildees que CONDUZEM a
corrente eleacutetrica
e) IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na
soluccedilatildeo
AcircNODO Eletrodo do qual saem os eleacutetrons para o circuito externo da ceacutelula
CAacuteTODO Eletrodo no qual entram os eleacutetrons atraveacutes do circuito externo da ceacutelula
f) CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que
conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e
mergulhados num eletroacutelito
Resumindo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons ( diminuiccedilatildeo de Nox)
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons ( aumento de Nox)
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida (Nox aumenta)
Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz (Nox diminui)
O redutor reduz o oxidante
O oxidante oxida o redutor
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em
energia eleacutetrica
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Cada substacircncia possui uma maior ou menor tendecircncia de perder eleacutetrons
tendecircncia esta chamada de Potencial de Oxidaccedilatildeo Deste modo uma substacircncia X
que tenha um potencial de oxidaccedilatildeo maior que uma substacircncia Y iraacute perder seus
eleacutetrons gradativamente para esta substacircncia se as duas estiverem juntas
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do
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eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu++ Isso provocaraacute diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
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Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
Atividade 3 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o
experimento da pilha de Daniel
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas
dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os
relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em
eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e
conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em
sete itens principais
54
Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve
comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos
resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo
do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos
objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser
esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram
utilizados no experimento
32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute
apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela
caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o
experimento
10 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a
profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno
Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos
pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
55
Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento
e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na
redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os
objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem
de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed
Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo
de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO
BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro
ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2
ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte
das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos
ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos
Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o
aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Atividade 1 Montagem de um Mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias vocecirc poderaacute construir
o seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo em que vocecirc iraacute aplicar o que
56
aprendeu preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo na entrada da
escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas
sobre o assunto estudado Orientado pelo seu professor vocecirc desenvolveraacute accedilotildees
sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre
o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente Poderaacute tambeacutem
compor muacutesicas sobre os assuntos abordados
Atividade 2 Montagem de um Portifolio
Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-
avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos
ao longo do bimestre de modo que venha justificar a questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil
toneladas de lixo eletrocircnico por hora dentro deste destacam-se pilhas e
baterias Este lixo eacute jogado na natureza provocando vaacuterios problemas
ambientais Quais os problemas ambientais que as pilhas e baterias provocam
na natureza e como podemos evitaacute-losrdquo citada no inicio do bimestre
57
REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
34
Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz o numero de oxidaccedilatildeo diminui
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida o numero de oxidaccedilatildeo aumenta
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em energia eleacutetrica
BIBLIOGRAFIA sobre o conceito de oxidorreduccedilatildeo Programa de ensino para jovens e adultosescola da juventude Ciecircncias da NaturezaMatemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemicaeditora iacutecone ltdaSatildeo Paulo
Figura retirada WWWgooglecombr
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
35
A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu
++ Isso provocaraacute
diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo
36
que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
AULA 4 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o experimento da pilha de Daniel
Confecccedilatildeo de relatoacuterio pode-se trabalhar produccedilatildeo de textos do gecircnero artigo de opiniatildeo (conclusatildeo) e resumos ( introduccedilatildeo) Com o relatoacuterio em matildeos o
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professor poderaacute avaliar se houve aprendizagem real ou natildeo Espera-se que os alunos possam descrever em seu relatoacuterio os seguintes toacutepicos
Na pilha de Daniel o eletrodo de cobre metaacutelico que recebe eleacutetrons eacute chamado de caacutetodo ou terminal positivo e a lacircmina de zinco que cede eleacutetrons eacute o acircnodo ou terminal negativo O conjunto montado no experimento eacute uma pilha de Daniell com ponte salina A placa de zinco fornece eleacutetrons oxidando-se atraveacutes do fio para a placa de cobre que reduziraacute iacuteons de cobre na soluccedilatildeo Os eleacutetrons passando atraveacutes do fio iratildeo alimentar o cartatildeo musical Invertendo-se os fios de ligaccedilatildeo da pilha o terminal negativo do cartatildeo musical estaraacute ligado ao caacutetodo da pilha e o terminal positivo ao acircnodo Esta inversatildeo do sentido da corrente natildeo permite que o cartatildeo musical funcione
Sugestatildeo de modelo de relatoacuterio
RELATOacuteRIO
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em sete itens principais
Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram utilizados no experimento
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32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o experimento
5 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2 ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
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baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Conteuacutedo e temas impactos ambientais relacionado ao uso de pilhas e baterias
Competecircncias e habilidades identificar os impactos ambientais causados pelo descarte inadequado de pilhas e baterias avaliar como a composiccedilatildeo das pilhas pode causar possiacuteveis impactos relacionar os impactos causados pelas induacutestrias nos processos de eletroacutelise refletir sobre a importacircncia da adoccedilatildeo de posturas conscientes com relaccedilatildeo ao consumo e descarte de pilhas e baterias
Estrateacutegias elaboraccedilatildeo de mural produccedilatildeo de folder
Recursos biombos para anexar material produzido cartolinas fitas adesivas
Avaliaccedilatildeo participaccedilatildeo e envolvimento
Nuacutemero de aulas 3
AULA 1 Elaboraccedilatildeo de mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias os alunos finalizaratildeo a segunda etapa desta unidade didaacutetica construindo seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo Nesse momento comeccedila-se a desenvolver a terceira etapa dessa unidade ( que eacute uma das mais importantes)pois os alunos iratildeo aplicar o que aprenderam preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo em um local estrateacutegico da escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas sobre o assunto estudado O nosso estudante nesta etapa final da unidade temaacutetica poderaacute desenvolver accedilotildees sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente e tambeacutem composiccedilatildeo de muacutesicas sobre os assuntos abordados
AULA 2 A escola como ponto de coleta de pilhas e baterias
Os alunos apoacutes terem finalizado o trabalho da aula anterior poderatildeo distribuir agrave comunidade o material confeccionado sensibilizando-a buscando parcerias para que a escola seja um ponto de coleta desses materiais pois somente com accedilotildees dessa natureza podemos acreditar que possam desenvolver a accedilatildeo social e ambiental desejada
AULA 3 Retomada das questotildees diagnoacutesticas poacutes desenvolvimento da unidade didaacutetica
Eacute importante retomar as questotildees aplicadas no iniacutecio dessa unidade pois somente assim teremos a certeza do quanto os alunos assimilaram de conhecimento cientiacutefico Muito importante nesse momento tambeacutem eacute poder avaliaacute-los como indiviacuteduos atuantes na sociedade
AULA 4 Avaliaccedilatildeo final
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Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos (sugere-se que contenha mapa conceitual dos conteuacutedos apreendidos) e devolutiva das questotildees comentadas
Consideraccedilotildees finais
A eletroquiacutemica trabalhada da forma que estaacute sendo apresentada nessa unidade didaacutetica leva o aluno a adquirir conhecimentos de maneira significativa O ensino atraveacutes da experimentaccedilatildeo o faraacute tirar suas proacuteprias conclusotildees e ter um aprendizado real produzindo nele mudanccedila de postura diante dos fatos observados refletindo e opinando criticamente frente a informaccedilotildees que poderaacute encontrar doravante sobre o assunto
A participaccedilatildeo e a integraccedilatildeo do aluno nas aulas tecircm que ser consideradas ponto de partida para que o mesmo possa compreender que as transformaccedilotildees quiacutemicas fazem parte do seu cotidiano Toda tecnologia existente eacute produto dessas transformaccedilotildees
Finalizando o estudo dessa unidade espera-se que o aluno natildeo soacute compreenda a importacircncia das transformaccedilotildees quiacutemicas mas que esteja envolvido a ponto de adotar uma postura responsaacutevel em relaccedilatildeo aos impactos ambientais causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e baterias e dentro dessa nova postura possa tomar decisotildees e atuar de forma eacutetica no meio em que vive
REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
41
9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
14- Programa de ensino para jovens e adultos escola da juventude Ciecircncias da Natureza Matemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemica Editora Iacutecone Ltda Satildeo Paulo
42
Imagem maisumtekofileswordpresscom
2009
Katia Regina Varela Roa-DE SUZANO
Gilson Silva ndashDE CAEIRAS
Leonardo Bassi Ubeda das Neves-DE SUZANO
Massuko Sawayama Warigoda-DE MOGI DAS
CRUZES
GEPEQ- USP CURSO DE FORMACcedilAtildeO
CONTINUADA DE PROFESSORES 2008 2009
28082009
PILHAS E BATERIAS USOS E DESCARTES X IMPACTOS AMBIENTAIS Caderno do aluno
43
Situaccedilatildeo de aprendizagem 1- As pilhas e baterias que fazem parte do nosso lixo eletrocircnico podem ser prejudiciais ao ser humano
Por meio desta primeira situaccedilatildeo de aprendizagem vocecirc poderaacute reconhecer
que quando descartadas incorretamente pilhas e baterias podem prejudicar o meio
ambiente apesar de indispensaacutevel para o homem E tambeacutem pode comeccedilar a
refletir o porquecirc dessa questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil toneladas de lixo eletrocircnico
por hora dentro deste destacam-se pilhas e baterias Este lixo eacute jogado na
natureza provocando vaacuterios problemas ambientais Quais os problemas
ambientais que as pilhas e baterias provocam na natureza e como podemos
evitaacute-losrdquo
Atividade 1Refletindo sobre pilhas e baterias x impactos ambientais
1 O que vocecirc entende por pilhas E baterias
2 Elas satildeo imprescindiacuteveis na atualidade Onde
3 Existe alguma relaccedilatildeo entre pilha eletricidade e transformaccedilotildees quiacutemicas
4 Que tipo de material(is) vocecirc acha que eacute(satildeo) necessaacuterio(os) para se construir
uma pilha
5 Cite alguns problemas ambientais relacionados ao uso e descarte de pilhas e
baterias Qual deve ser sua postura em relaccedilatildeo a esses problemas
Atividade 2 Pilhas e Baterias x impactos ambientais
Leitura e Anaacutelise de textos
TEXTO 1 Descarte de pilhas e baterias eacute problema seacuterio para meio ambiente
O Brasil eacute o uacutenico paiacutes da Ameacuterica do Sul que regulamenta a fabricaccedilatildeo venda e destinaccedilatildeo final de pilhas e baterias Com a entrada da Resoluccedilatildeo 257 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama) que dispotildee sobre estes resiacuteduos em vigor desde junho de 2001 o Ibama passou a fiscalizar esses limites Ou pelo menos era o que deveria acontecer Em Cuiabaacute por exemplo o gerente do oacutergatildeo Hugo Scheuer declarou natildeo estar a par do assunto mas garantiu ser este seu proacuteximo objetivo por considerar o descarte destes resiacuteduos um problema de grande amplitude Mas enquanto isso o que fazer com pilhas e baterias principalmente as de celulares quando acabam Esta duacutevida eacute frequumlente em toda a populaccedilatildeo
Considerados toacutexicos o lanccedilamento desses resiacuteduos em lixotildees nas margens das estradas ou em terrenos baldios compromete a qualidade ambiental e de vida da populaccedilatildeo Os resiacuteduos pesados quando aterrados migram para partes mais profundas do solo Com isso podem atingir o lenccedilol freaacutetico contaminando a flora e a fauna das regiotildees proacuteximas e ainda causar doenccedilas que variam de lesotildees cerebrais a disfunccedilotildees renais e pulmonares passando por distuacuterbios visuais e
44
anemia Segundo a Resoluccedilatildeo 257 os fabricantes e importadores satildeo os responsaacuteveis pelo recolhimento do material e sua destinaccedilatildeo final o que deve ser fiscalizado pelos oacutergatildeos puacuteblicos ambientais Mas em Cuiabaacute apesar do site do Ministeacuterio do Meio Ambiente indicar o endereccedilo de 28 postos nenhum deles efetua o recolhimento apenas duas empresas de celulares recolhem as baterias em seus postos de venda (Vivo e Americel) e a fiscalizaccedilatildeo do Ibama eacute inexistente A Resoluccedilatildeo estabelece que as pilhas e baterias apoacutes o seu esgotamento energeacutetico devem ser entregues pelos usuaacuterios aos estabelecimentos que as comercializam ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelas respectivas induacutestrias Estas por sua vez devem repassaacute-las aos fabricantes e importadores para que passem por procedimentos de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final ambientalmente adequada No artigo 13deg estaacute previsto que as pilhas e baterias que atenderem aos limites previstos no artigo 6deg podem ser dispostas juntamente com os resiacuteduos domiciliares em aterros sanitaacuterios licenciados Mas por falta de aterros licenciados a maior parte das baterias e pilhas usadas continuam tendo os lixotildees irregulares como destino significando um risco para o meio ambiente e para as pessoas Apenas 30 destes resiacuteduos satildeo reciclados No Brasil uma empresa chamada Suzaquim anuncia que deteacutem um processo de reciclagem de baterias
Dependendo do material de que satildeo constituiacutedas pilhas e baterias podem ser jogadas em lixo domeacutestico As pilhas secas composta por zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs as mais consumidas para uso domeacutestico tecircm em sua maioria operado nos limites estabelecidos pelo artigo 6deg da Resoluccedilatildeo 257 As baterias de telefone sem fio de filmadoras de celular ou outros tipos normalmente recarregaacuteveis devem ser devolvidas agraves lojas Os fabricantes estatildeo obrigados a informar nas embalagens a necessidade ou natildeo de devoluccedilatildeo
O Brasil produz cerca de 800 milhotildees de pilhas comuns por ano o que representa seis unidades por habitante Deve-se lembrar que uma uacutenica pilha contamina o solo durante 50 anos Circulam anualmente 10 milhotildees de baterias de celular 12 milhotildees de baterias automotivas e 200 mil baterias industriais Do total de pilhas e baterias consumidas no paiacutes quase 70 satildeo constituiacutedas principalmente por zinco e caacutedmio aproximadamente 30 por amocircnia e manganecircs Ao se desfazer de pilhas e baterias usadas em local inadequado pode-se contaminar o solo a aacutegua e o ar Atraveacutes da cadeia alimentar esse produto chega aos seres humanos causando doenccedilas que afetam o sistema nervoso central Todos satildeo considerados bioacumulativos - acumula-se no organismo ao longo do tempo
RECICLAVEISCOMBR
Texto 2 Metais pesados contaminam meio ambiente e oferecem riscos agrave
sauacutede puacuteblica
Estima-se que cada bateria ou pilha depositada de forma inadequada no meio
ambiente contamine uma aacuterea de um metro quadrado Entretanto o dano ambiental
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pode ser maior se a quantidade desses equipamentos jogados em lixotildees for muito
alta
A dissoluccedilatildeo de metais pesados depositados em aterros
sanitaacuterios improacuteprios pode contaminar lenccediloacuteis freaacuteticos e o
ambiente local Em aterros a dissoluccedilatildeo dos metais eacute mais faacutecil
devido agrave acidez da aacuterea Isso facilita a acumulaccedilatildeo de metais
pesados na cadeia alimentar atraveacutes da contaminaccedilatildeo de
animais e vegetais que podem causar a intoxicaccedilatildeo de seres humanos que venham
a consumir esses alimentos afetados Metais pesados como chumbo caacutedmio
mercuacuterio e seus compostos podem provocar graves doenccedilas neuroloacutegicas aleacutem de
afetar a condiccedilatildeo motora
Pilhas e baterias comuns (pequenas usadas em raacutedios por exemplo) podem
ser descartadas no lixo domeacutestico de acordo com a determinaccedilatildeo do Conama No
entanto a professora Andreacutea Bernardes do Departamento de Engenharia de
Materiais da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) avalia que esses
produtos que acabam sendo depositados em aterros sanitaacuterios soacute poderiam ser
descartados nestes locais se houvesse o tratamento adequado do chorume
(substacircncia liacutequida encontrada em lixotildees) O chorume contaminado com metais
pesados contaminaraacute tambeacutem a terra e os lenccediloacuteis freaacuteticos
Marcelo Furtado coordenador da aacuterea de substacircncias toacutexicas do
Greenpeace vecirc com bons olhos a determinaccedilatildeo do Conama A iniciativa serve
como incentivo para que as empresas passem a reduzir o uso de substacircncias
toacutexicas para evitar todo o processo de recolhimento de baterias e pilhas usadas
diz Ele lembra que a tendecircncia eacute que substacircncias reciclaacuteveis sejam usadas cada
vez mais para que a reutilizaccedilatildeo dos produtos seja constante
Danilo FantinelRedaccedilatildeo Terra
Questotildees para anaacutelise do texto
6 Cite algumas das questotildees ambientais relacionadas ao uso de pilhas e baterias Qual deve ser a postura da populaccedilatildeo em relaccedilatildeo a essas questotildees 7 Com base na legislaccedilatildeo apresentada explique como deve ser feito o descarte de pilhas e baterias Quais impecilhos poderatildeo dificultar o cumprimento da lei 8 Qual o destino que deve ser dado agraves pilhas que seratildeo descartadas Existem formas de reciclagem Quais 9 Considerando os impactos ambientais que podem ocorrer do descarte inadequado das pilhas e baterias qual a sua opiniatildeo sobre o uso delas Existe uma ideal Explique 10 Vocecirc acha que hoje eacute possiacutevel sobrevivermos sem o uso de pilhas e baterias
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Atividade 3 Trechos do filme WALL-E
Converse com o seu professor sobre o filme a ser assistido na escola caso natildeo seja possiacutevel assista o filme em casa para auxiliaacute-lo nessa atividade
Questotildees para sala de aula reflexatildeo dos assuntos abordados no filme
5 Sente-se um escravo da tecnologia atual ( especificamente aqueles que em curto espaccedilo de tempo geram lixo eletrocircnico tais como celular Ipod Iphone etc) 6 Ficou sensibilizado sobre a quantidade de lixo eletrocircnico que o homem produz 7 Haacute uma remota possibilidade de o Planeta ser recuperado 8 Qual a sua opiniatildeo sobre a mensagem que o filme Wall-E passa 9 Viacutedeo WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97
minutos) som e cor
Situaccedilatildeo de aprendizagem 2 - Que tipos de materiais existem em uma pilha que
a classifique como poluidora do meio ambiente
Apoacutes a visatildeo do que vocecirc teve do filme e discussatildeo de trechos que falam sobre
impactos ambientais provocados pelo mau descarte de pilhas e baterias vocecirc
imagina quais seriam os agentes contaminantes
Atividade 1 Experimento demonstrativo ndash Desmontagem de uma pilha
No inicio da aula entregue para o seu professor um desenho que demonstre os
componentes que estruturam uma pilha
Apoacutes o teacutermino da desmontagem faccedila um novo desenho colocando aquilo que vocecirc
observou Compare o primeiro com o segundo desenho e em poucas linhas
descreva o que mais lhe chamou a atenccedilatildeo
Atividade 2 Buscando orientaccedilotildees com o professor para trabalho de
pesquisa
Leve para sala de aula revistas jornaislivros e mateacuterias de internet trazendo
informaccedilotildees sobre pilha ecologicamente correta
Atividade 3 Reciclagem de pilhas
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Apoacutes a viacutedeoaula sobre a reciclagem de pilhas elabore um artigo de opiniatildeo sobre
a importacircncia da reciclagem de pilhas em favor do meio ambiente e a necessidade
de maiores investimentos nessa aacuterea Ao final entregue a seu professor
Atividade 4 Pesquisa em grupo Pilha ideal
A partir de uma preacutevia busca em revistas jornais livros e internet procure obter
informaccedilotildees sobre uma pilha ideal
Atividade 5 Escolha da Pilha ideal
Apresente o material para o professor e os seus colegas para que seja feita a
escolha da melhor ideia
Questotildees para anaacutelise das ideacuteias sobre pilha ideal
5 Eacute possiacutevel produzir energia eleacutetrica atraveacutes de uma transformaccedilatildeo quiacutemica
6 Explique o surgimento da energia eleacutetrica nas transformaccedilotildees quiacutemicas
7 Podemos montar uma pilha ecologicamente correta
8 O funcionamento de uma pilha soacute acontece atraveacutes de transformaccedilatildeo quiacutemica Explique
Situaccedilatildeo de aprendizagem 3- O lado cientiacutefico da Pilha
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem permitiraacute a vocecirc compreender melhor o
funcionamento de uma pilha( conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
) e a produccedilatildeo de novos materiais atraveacutes da eletrolise (conversatildeo natildeo espontacircnea
energia eleacutetrica em quiacutemica) com experimentos Para essa situaccedilatildeo eacute importante
que vocecirc observe e anote em seu caderno tudo que se alterou
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Atividade 1 O experimento da pilha do Daniel
Questotildees que podem auxiliaacute-lo durante a execuccedilatildeo do experimento
6 As placas mudaram de cor apoacutes serem mergulhadas na soluccedilatildeo Explique
7 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
8 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
9 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
7 Limpar as placas com palha de accedilo
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8 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 9 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 10 Interligar os dois potes com a ponte salina 11 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 12 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e
transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo
PauloEdusp 1998
Atividade 2 Anaacutelise sobre experimento
Questotildees sobre o experimento
9 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 10 Como a energia eleacutetrica foi obtida 11 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 12 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 13 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 14 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 15 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 16 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha
UM POUCO DE ELETROQUIMICA
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A eletroquiacutemica estuda o aproveitamento da transferecircncia de eleacutetrons entre
diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-
versa
Pilhas conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
Eletroacutelise conversatildeo natildeo espontacircnea de energia eleacutetrica em quiacutemica
A seguir estatildeo descritos alguns termos que apareceratildeo no estudo da eletroquiacutemica
ELETRODOS Satildeo assim chamadas as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com
a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica
AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
ENTRA na soluccedilatildeo
CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
DEIXA a soluccedilatildeo
d) ELETROacuteLITOS Satildeo assim chamadas todas as soluccedilotildees que CONDUZEM a
corrente eleacutetrica
e) IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na
soluccedilatildeo
AcircNODO Eletrodo do qual saem os eleacutetrons para o circuito externo da ceacutelula
CAacuteTODO Eletrodo no qual entram os eleacutetrons atraveacutes do circuito externo da ceacutelula
f) CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que
conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e
mergulhados num eletroacutelito
Resumindo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons ( diminuiccedilatildeo de Nox)
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons ( aumento de Nox)
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida (Nox aumenta)
Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz (Nox diminui)
O redutor reduz o oxidante
O oxidante oxida o redutor
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em
energia eleacutetrica
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Cada substacircncia possui uma maior ou menor tendecircncia de perder eleacutetrons
tendecircncia esta chamada de Potencial de Oxidaccedilatildeo Deste modo uma substacircncia X
que tenha um potencial de oxidaccedilatildeo maior que uma substacircncia Y iraacute perder seus
eleacutetrons gradativamente para esta substacircncia se as duas estiverem juntas
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do
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eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu++ Isso provocaraacute diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
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Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
Atividade 3 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o
experimento da pilha de Daniel
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas
dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os
relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em
eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e
conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em
sete itens principais
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Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve
comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos
resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo
do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos
objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser
esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram
utilizados no experimento
32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute
apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela
caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o
experimento
10 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a
profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno
Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos
pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
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Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento
e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na
redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os
objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem
de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed
Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo
de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO
BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro
ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2
ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte
das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos
ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos
Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o
aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Atividade 1 Montagem de um Mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias vocecirc poderaacute construir
o seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo em que vocecirc iraacute aplicar o que
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aprendeu preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo na entrada da
escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas
sobre o assunto estudado Orientado pelo seu professor vocecirc desenvolveraacute accedilotildees
sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre
o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente Poderaacute tambeacutem
compor muacutesicas sobre os assuntos abordados
Atividade 2 Montagem de um Portifolio
Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-
avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos
ao longo do bimestre de modo que venha justificar a questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil
toneladas de lixo eletrocircnico por hora dentro deste destacam-se pilhas e
baterias Este lixo eacute jogado na natureza provocando vaacuterios problemas
ambientais Quais os problemas ambientais que as pilhas e baterias provocam
na natureza e como podemos evitaacute-losrdquo citada no inicio do bimestre
57
REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
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A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu
++ Isso provocaraacute
diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo
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que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
AULA 4 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o experimento da pilha de Daniel
Confecccedilatildeo de relatoacuterio pode-se trabalhar produccedilatildeo de textos do gecircnero artigo de opiniatildeo (conclusatildeo) e resumos ( introduccedilatildeo) Com o relatoacuterio em matildeos o
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professor poderaacute avaliar se houve aprendizagem real ou natildeo Espera-se que os alunos possam descrever em seu relatoacuterio os seguintes toacutepicos
Na pilha de Daniel o eletrodo de cobre metaacutelico que recebe eleacutetrons eacute chamado de caacutetodo ou terminal positivo e a lacircmina de zinco que cede eleacutetrons eacute o acircnodo ou terminal negativo O conjunto montado no experimento eacute uma pilha de Daniell com ponte salina A placa de zinco fornece eleacutetrons oxidando-se atraveacutes do fio para a placa de cobre que reduziraacute iacuteons de cobre na soluccedilatildeo Os eleacutetrons passando atraveacutes do fio iratildeo alimentar o cartatildeo musical Invertendo-se os fios de ligaccedilatildeo da pilha o terminal negativo do cartatildeo musical estaraacute ligado ao caacutetodo da pilha e o terminal positivo ao acircnodo Esta inversatildeo do sentido da corrente natildeo permite que o cartatildeo musical funcione
Sugestatildeo de modelo de relatoacuterio
RELATOacuteRIO
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em sete itens principais
Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram utilizados no experimento
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32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o experimento
5 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2 ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
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baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Conteuacutedo e temas impactos ambientais relacionado ao uso de pilhas e baterias
Competecircncias e habilidades identificar os impactos ambientais causados pelo descarte inadequado de pilhas e baterias avaliar como a composiccedilatildeo das pilhas pode causar possiacuteveis impactos relacionar os impactos causados pelas induacutestrias nos processos de eletroacutelise refletir sobre a importacircncia da adoccedilatildeo de posturas conscientes com relaccedilatildeo ao consumo e descarte de pilhas e baterias
Estrateacutegias elaboraccedilatildeo de mural produccedilatildeo de folder
Recursos biombos para anexar material produzido cartolinas fitas adesivas
Avaliaccedilatildeo participaccedilatildeo e envolvimento
Nuacutemero de aulas 3
AULA 1 Elaboraccedilatildeo de mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias os alunos finalizaratildeo a segunda etapa desta unidade didaacutetica construindo seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo Nesse momento comeccedila-se a desenvolver a terceira etapa dessa unidade ( que eacute uma das mais importantes)pois os alunos iratildeo aplicar o que aprenderam preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo em um local estrateacutegico da escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas sobre o assunto estudado O nosso estudante nesta etapa final da unidade temaacutetica poderaacute desenvolver accedilotildees sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente e tambeacutem composiccedilatildeo de muacutesicas sobre os assuntos abordados
AULA 2 A escola como ponto de coleta de pilhas e baterias
Os alunos apoacutes terem finalizado o trabalho da aula anterior poderatildeo distribuir agrave comunidade o material confeccionado sensibilizando-a buscando parcerias para que a escola seja um ponto de coleta desses materiais pois somente com accedilotildees dessa natureza podemos acreditar que possam desenvolver a accedilatildeo social e ambiental desejada
AULA 3 Retomada das questotildees diagnoacutesticas poacutes desenvolvimento da unidade didaacutetica
Eacute importante retomar as questotildees aplicadas no iniacutecio dessa unidade pois somente assim teremos a certeza do quanto os alunos assimilaram de conhecimento cientiacutefico Muito importante nesse momento tambeacutem eacute poder avaliaacute-los como indiviacuteduos atuantes na sociedade
AULA 4 Avaliaccedilatildeo final
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Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos (sugere-se que contenha mapa conceitual dos conteuacutedos apreendidos) e devolutiva das questotildees comentadas
Consideraccedilotildees finais
A eletroquiacutemica trabalhada da forma que estaacute sendo apresentada nessa unidade didaacutetica leva o aluno a adquirir conhecimentos de maneira significativa O ensino atraveacutes da experimentaccedilatildeo o faraacute tirar suas proacuteprias conclusotildees e ter um aprendizado real produzindo nele mudanccedila de postura diante dos fatos observados refletindo e opinando criticamente frente a informaccedilotildees que poderaacute encontrar doravante sobre o assunto
A participaccedilatildeo e a integraccedilatildeo do aluno nas aulas tecircm que ser consideradas ponto de partida para que o mesmo possa compreender que as transformaccedilotildees quiacutemicas fazem parte do seu cotidiano Toda tecnologia existente eacute produto dessas transformaccedilotildees
Finalizando o estudo dessa unidade espera-se que o aluno natildeo soacute compreenda a importacircncia das transformaccedilotildees quiacutemicas mas que esteja envolvido a ponto de adotar uma postura responsaacutevel em relaccedilatildeo aos impactos ambientais causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e baterias e dentro dessa nova postura possa tomar decisotildees e atuar de forma eacutetica no meio em que vive
REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
41
9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
14- Programa de ensino para jovens e adultos escola da juventude Ciecircncias da Natureza Matemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemica Editora Iacutecone Ltda Satildeo Paulo
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Imagem maisumtekofileswordpresscom
2009
Katia Regina Varela Roa-DE SUZANO
Gilson Silva ndashDE CAEIRAS
Leonardo Bassi Ubeda das Neves-DE SUZANO
Massuko Sawayama Warigoda-DE MOGI DAS
CRUZES
GEPEQ- USP CURSO DE FORMACcedilAtildeO
CONTINUADA DE PROFESSORES 2008 2009
28082009
PILHAS E BATERIAS USOS E DESCARTES X IMPACTOS AMBIENTAIS Caderno do aluno
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Situaccedilatildeo de aprendizagem 1- As pilhas e baterias que fazem parte do nosso lixo eletrocircnico podem ser prejudiciais ao ser humano
Por meio desta primeira situaccedilatildeo de aprendizagem vocecirc poderaacute reconhecer
que quando descartadas incorretamente pilhas e baterias podem prejudicar o meio
ambiente apesar de indispensaacutevel para o homem E tambeacutem pode comeccedilar a
refletir o porquecirc dessa questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil toneladas de lixo eletrocircnico
por hora dentro deste destacam-se pilhas e baterias Este lixo eacute jogado na
natureza provocando vaacuterios problemas ambientais Quais os problemas
ambientais que as pilhas e baterias provocam na natureza e como podemos
evitaacute-losrdquo
Atividade 1Refletindo sobre pilhas e baterias x impactos ambientais
1 O que vocecirc entende por pilhas E baterias
2 Elas satildeo imprescindiacuteveis na atualidade Onde
3 Existe alguma relaccedilatildeo entre pilha eletricidade e transformaccedilotildees quiacutemicas
4 Que tipo de material(is) vocecirc acha que eacute(satildeo) necessaacuterio(os) para se construir
uma pilha
5 Cite alguns problemas ambientais relacionados ao uso e descarte de pilhas e
baterias Qual deve ser sua postura em relaccedilatildeo a esses problemas
Atividade 2 Pilhas e Baterias x impactos ambientais
Leitura e Anaacutelise de textos
TEXTO 1 Descarte de pilhas e baterias eacute problema seacuterio para meio ambiente
O Brasil eacute o uacutenico paiacutes da Ameacuterica do Sul que regulamenta a fabricaccedilatildeo venda e destinaccedilatildeo final de pilhas e baterias Com a entrada da Resoluccedilatildeo 257 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama) que dispotildee sobre estes resiacuteduos em vigor desde junho de 2001 o Ibama passou a fiscalizar esses limites Ou pelo menos era o que deveria acontecer Em Cuiabaacute por exemplo o gerente do oacutergatildeo Hugo Scheuer declarou natildeo estar a par do assunto mas garantiu ser este seu proacuteximo objetivo por considerar o descarte destes resiacuteduos um problema de grande amplitude Mas enquanto isso o que fazer com pilhas e baterias principalmente as de celulares quando acabam Esta duacutevida eacute frequumlente em toda a populaccedilatildeo
Considerados toacutexicos o lanccedilamento desses resiacuteduos em lixotildees nas margens das estradas ou em terrenos baldios compromete a qualidade ambiental e de vida da populaccedilatildeo Os resiacuteduos pesados quando aterrados migram para partes mais profundas do solo Com isso podem atingir o lenccedilol freaacutetico contaminando a flora e a fauna das regiotildees proacuteximas e ainda causar doenccedilas que variam de lesotildees cerebrais a disfunccedilotildees renais e pulmonares passando por distuacuterbios visuais e
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anemia Segundo a Resoluccedilatildeo 257 os fabricantes e importadores satildeo os responsaacuteveis pelo recolhimento do material e sua destinaccedilatildeo final o que deve ser fiscalizado pelos oacutergatildeos puacuteblicos ambientais Mas em Cuiabaacute apesar do site do Ministeacuterio do Meio Ambiente indicar o endereccedilo de 28 postos nenhum deles efetua o recolhimento apenas duas empresas de celulares recolhem as baterias em seus postos de venda (Vivo e Americel) e a fiscalizaccedilatildeo do Ibama eacute inexistente A Resoluccedilatildeo estabelece que as pilhas e baterias apoacutes o seu esgotamento energeacutetico devem ser entregues pelos usuaacuterios aos estabelecimentos que as comercializam ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelas respectivas induacutestrias Estas por sua vez devem repassaacute-las aos fabricantes e importadores para que passem por procedimentos de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final ambientalmente adequada No artigo 13deg estaacute previsto que as pilhas e baterias que atenderem aos limites previstos no artigo 6deg podem ser dispostas juntamente com os resiacuteduos domiciliares em aterros sanitaacuterios licenciados Mas por falta de aterros licenciados a maior parte das baterias e pilhas usadas continuam tendo os lixotildees irregulares como destino significando um risco para o meio ambiente e para as pessoas Apenas 30 destes resiacuteduos satildeo reciclados No Brasil uma empresa chamada Suzaquim anuncia que deteacutem um processo de reciclagem de baterias
Dependendo do material de que satildeo constituiacutedas pilhas e baterias podem ser jogadas em lixo domeacutestico As pilhas secas composta por zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs as mais consumidas para uso domeacutestico tecircm em sua maioria operado nos limites estabelecidos pelo artigo 6deg da Resoluccedilatildeo 257 As baterias de telefone sem fio de filmadoras de celular ou outros tipos normalmente recarregaacuteveis devem ser devolvidas agraves lojas Os fabricantes estatildeo obrigados a informar nas embalagens a necessidade ou natildeo de devoluccedilatildeo
O Brasil produz cerca de 800 milhotildees de pilhas comuns por ano o que representa seis unidades por habitante Deve-se lembrar que uma uacutenica pilha contamina o solo durante 50 anos Circulam anualmente 10 milhotildees de baterias de celular 12 milhotildees de baterias automotivas e 200 mil baterias industriais Do total de pilhas e baterias consumidas no paiacutes quase 70 satildeo constituiacutedas principalmente por zinco e caacutedmio aproximadamente 30 por amocircnia e manganecircs Ao se desfazer de pilhas e baterias usadas em local inadequado pode-se contaminar o solo a aacutegua e o ar Atraveacutes da cadeia alimentar esse produto chega aos seres humanos causando doenccedilas que afetam o sistema nervoso central Todos satildeo considerados bioacumulativos - acumula-se no organismo ao longo do tempo
RECICLAVEISCOMBR
Texto 2 Metais pesados contaminam meio ambiente e oferecem riscos agrave
sauacutede puacuteblica
Estima-se que cada bateria ou pilha depositada de forma inadequada no meio
ambiente contamine uma aacuterea de um metro quadrado Entretanto o dano ambiental
45
pode ser maior se a quantidade desses equipamentos jogados em lixotildees for muito
alta
A dissoluccedilatildeo de metais pesados depositados em aterros
sanitaacuterios improacuteprios pode contaminar lenccediloacuteis freaacuteticos e o
ambiente local Em aterros a dissoluccedilatildeo dos metais eacute mais faacutecil
devido agrave acidez da aacuterea Isso facilita a acumulaccedilatildeo de metais
pesados na cadeia alimentar atraveacutes da contaminaccedilatildeo de
animais e vegetais que podem causar a intoxicaccedilatildeo de seres humanos que venham
a consumir esses alimentos afetados Metais pesados como chumbo caacutedmio
mercuacuterio e seus compostos podem provocar graves doenccedilas neuroloacutegicas aleacutem de
afetar a condiccedilatildeo motora
Pilhas e baterias comuns (pequenas usadas em raacutedios por exemplo) podem
ser descartadas no lixo domeacutestico de acordo com a determinaccedilatildeo do Conama No
entanto a professora Andreacutea Bernardes do Departamento de Engenharia de
Materiais da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) avalia que esses
produtos que acabam sendo depositados em aterros sanitaacuterios soacute poderiam ser
descartados nestes locais se houvesse o tratamento adequado do chorume
(substacircncia liacutequida encontrada em lixotildees) O chorume contaminado com metais
pesados contaminaraacute tambeacutem a terra e os lenccediloacuteis freaacuteticos
Marcelo Furtado coordenador da aacuterea de substacircncias toacutexicas do
Greenpeace vecirc com bons olhos a determinaccedilatildeo do Conama A iniciativa serve
como incentivo para que as empresas passem a reduzir o uso de substacircncias
toacutexicas para evitar todo o processo de recolhimento de baterias e pilhas usadas
diz Ele lembra que a tendecircncia eacute que substacircncias reciclaacuteveis sejam usadas cada
vez mais para que a reutilizaccedilatildeo dos produtos seja constante
Danilo FantinelRedaccedilatildeo Terra
Questotildees para anaacutelise do texto
6 Cite algumas das questotildees ambientais relacionadas ao uso de pilhas e baterias Qual deve ser a postura da populaccedilatildeo em relaccedilatildeo a essas questotildees 7 Com base na legislaccedilatildeo apresentada explique como deve ser feito o descarte de pilhas e baterias Quais impecilhos poderatildeo dificultar o cumprimento da lei 8 Qual o destino que deve ser dado agraves pilhas que seratildeo descartadas Existem formas de reciclagem Quais 9 Considerando os impactos ambientais que podem ocorrer do descarte inadequado das pilhas e baterias qual a sua opiniatildeo sobre o uso delas Existe uma ideal Explique 10 Vocecirc acha que hoje eacute possiacutevel sobrevivermos sem o uso de pilhas e baterias
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Atividade 3 Trechos do filme WALL-E
Converse com o seu professor sobre o filme a ser assistido na escola caso natildeo seja possiacutevel assista o filme em casa para auxiliaacute-lo nessa atividade
Questotildees para sala de aula reflexatildeo dos assuntos abordados no filme
5 Sente-se um escravo da tecnologia atual ( especificamente aqueles que em curto espaccedilo de tempo geram lixo eletrocircnico tais como celular Ipod Iphone etc) 6 Ficou sensibilizado sobre a quantidade de lixo eletrocircnico que o homem produz 7 Haacute uma remota possibilidade de o Planeta ser recuperado 8 Qual a sua opiniatildeo sobre a mensagem que o filme Wall-E passa 9 Viacutedeo WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97
minutos) som e cor
Situaccedilatildeo de aprendizagem 2 - Que tipos de materiais existem em uma pilha que
a classifique como poluidora do meio ambiente
Apoacutes a visatildeo do que vocecirc teve do filme e discussatildeo de trechos que falam sobre
impactos ambientais provocados pelo mau descarte de pilhas e baterias vocecirc
imagina quais seriam os agentes contaminantes
Atividade 1 Experimento demonstrativo ndash Desmontagem de uma pilha
No inicio da aula entregue para o seu professor um desenho que demonstre os
componentes que estruturam uma pilha
Apoacutes o teacutermino da desmontagem faccedila um novo desenho colocando aquilo que vocecirc
observou Compare o primeiro com o segundo desenho e em poucas linhas
descreva o que mais lhe chamou a atenccedilatildeo
Atividade 2 Buscando orientaccedilotildees com o professor para trabalho de
pesquisa
Leve para sala de aula revistas jornaislivros e mateacuterias de internet trazendo
informaccedilotildees sobre pilha ecologicamente correta
Atividade 3 Reciclagem de pilhas
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Apoacutes a viacutedeoaula sobre a reciclagem de pilhas elabore um artigo de opiniatildeo sobre
a importacircncia da reciclagem de pilhas em favor do meio ambiente e a necessidade
de maiores investimentos nessa aacuterea Ao final entregue a seu professor
Atividade 4 Pesquisa em grupo Pilha ideal
A partir de uma preacutevia busca em revistas jornais livros e internet procure obter
informaccedilotildees sobre uma pilha ideal
Atividade 5 Escolha da Pilha ideal
Apresente o material para o professor e os seus colegas para que seja feita a
escolha da melhor ideia
Questotildees para anaacutelise das ideacuteias sobre pilha ideal
5 Eacute possiacutevel produzir energia eleacutetrica atraveacutes de uma transformaccedilatildeo quiacutemica
6 Explique o surgimento da energia eleacutetrica nas transformaccedilotildees quiacutemicas
7 Podemos montar uma pilha ecologicamente correta
8 O funcionamento de uma pilha soacute acontece atraveacutes de transformaccedilatildeo quiacutemica Explique
Situaccedilatildeo de aprendizagem 3- O lado cientiacutefico da Pilha
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem permitiraacute a vocecirc compreender melhor o
funcionamento de uma pilha( conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
) e a produccedilatildeo de novos materiais atraveacutes da eletrolise (conversatildeo natildeo espontacircnea
energia eleacutetrica em quiacutemica) com experimentos Para essa situaccedilatildeo eacute importante
que vocecirc observe e anote em seu caderno tudo que se alterou
48
Atividade 1 O experimento da pilha do Daniel
Questotildees que podem auxiliaacute-lo durante a execuccedilatildeo do experimento
6 As placas mudaram de cor apoacutes serem mergulhadas na soluccedilatildeo Explique
7 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
8 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
9 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
7 Limpar as placas com palha de accedilo
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8 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 9 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 10 Interligar os dois potes com a ponte salina 11 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 12 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e
transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo
PauloEdusp 1998
Atividade 2 Anaacutelise sobre experimento
Questotildees sobre o experimento
9 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 10 Como a energia eleacutetrica foi obtida 11 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 12 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 13 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 14 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 15 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 16 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha
UM POUCO DE ELETROQUIMICA
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A eletroquiacutemica estuda o aproveitamento da transferecircncia de eleacutetrons entre
diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-
versa
Pilhas conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
Eletroacutelise conversatildeo natildeo espontacircnea de energia eleacutetrica em quiacutemica
A seguir estatildeo descritos alguns termos que apareceratildeo no estudo da eletroquiacutemica
ELETRODOS Satildeo assim chamadas as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com
a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica
AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
ENTRA na soluccedilatildeo
CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
DEIXA a soluccedilatildeo
d) ELETROacuteLITOS Satildeo assim chamadas todas as soluccedilotildees que CONDUZEM a
corrente eleacutetrica
e) IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na
soluccedilatildeo
AcircNODO Eletrodo do qual saem os eleacutetrons para o circuito externo da ceacutelula
CAacuteTODO Eletrodo no qual entram os eleacutetrons atraveacutes do circuito externo da ceacutelula
f) CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que
conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e
mergulhados num eletroacutelito
Resumindo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons ( diminuiccedilatildeo de Nox)
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons ( aumento de Nox)
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida (Nox aumenta)
Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz (Nox diminui)
O redutor reduz o oxidante
O oxidante oxida o redutor
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em
energia eleacutetrica
51
Cada substacircncia possui uma maior ou menor tendecircncia de perder eleacutetrons
tendecircncia esta chamada de Potencial de Oxidaccedilatildeo Deste modo uma substacircncia X
que tenha um potencial de oxidaccedilatildeo maior que uma substacircncia Y iraacute perder seus
eleacutetrons gradativamente para esta substacircncia se as duas estiverem juntas
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do
52
eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu++ Isso provocaraacute diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
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Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
Atividade 3 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o
experimento da pilha de Daniel
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas
dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os
relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em
eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e
conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em
sete itens principais
54
Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve
comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos
resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo
do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos
objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser
esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram
utilizados no experimento
32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute
apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela
caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o
experimento
10 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a
profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno
Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos
pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
55
Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento
e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na
redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os
objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem
de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed
Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo
de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO
BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro
ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2
ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte
das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos
ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos
Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o
aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Atividade 1 Montagem de um Mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias vocecirc poderaacute construir
o seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo em que vocecirc iraacute aplicar o que
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aprendeu preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo na entrada da
escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas
sobre o assunto estudado Orientado pelo seu professor vocecirc desenvolveraacute accedilotildees
sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre
o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente Poderaacute tambeacutem
compor muacutesicas sobre os assuntos abordados
Atividade 2 Montagem de um Portifolio
Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-
avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos
ao longo do bimestre de modo que venha justificar a questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil
toneladas de lixo eletrocircnico por hora dentro deste destacam-se pilhas e
baterias Este lixo eacute jogado na natureza provocando vaacuterios problemas
ambientais Quais os problemas ambientais que as pilhas e baterias provocam
na natureza e como podemos evitaacute-losrdquo citada no inicio do bimestre
57
REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
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que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
AULA 4 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o experimento da pilha de Daniel
Confecccedilatildeo de relatoacuterio pode-se trabalhar produccedilatildeo de textos do gecircnero artigo de opiniatildeo (conclusatildeo) e resumos ( introduccedilatildeo) Com o relatoacuterio em matildeos o
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professor poderaacute avaliar se houve aprendizagem real ou natildeo Espera-se que os alunos possam descrever em seu relatoacuterio os seguintes toacutepicos
Na pilha de Daniel o eletrodo de cobre metaacutelico que recebe eleacutetrons eacute chamado de caacutetodo ou terminal positivo e a lacircmina de zinco que cede eleacutetrons eacute o acircnodo ou terminal negativo O conjunto montado no experimento eacute uma pilha de Daniell com ponte salina A placa de zinco fornece eleacutetrons oxidando-se atraveacutes do fio para a placa de cobre que reduziraacute iacuteons de cobre na soluccedilatildeo Os eleacutetrons passando atraveacutes do fio iratildeo alimentar o cartatildeo musical Invertendo-se os fios de ligaccedilatildeo da pilha o terminal negativo do cartatildeo musical estaraacute ligado ao caacutetodo da pilha e o terminal positivo ao acircnodo Esta inversatildeo do sentido da corrente natildeo permite que o cartatildeo musical funcione
Sugestatildeo de modelo de relatoacuterio
RELATOacuteRIO
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em sete itens principais
Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram utilizados no experimento
38
32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o experimento
5 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2 ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
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baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Conteuacutedo e temas impactos ambientais relacionado ao uso de pilhas e baterias
Competecircncias e habilidades identificar os impactos ambientais causados pelo descarte inadequado de pilhas e baterias avaliar como a composiccedilatildeo das pilhas pode causar possiacuteveis impactos relacionar os impactos causados pelas induacutestrias nos processos de eletroacutelise refletir sobre a importacircncia da adoccedilatildeo de posturas conscientes com relaccedilatildeo ao consumo e descarte de pilhas e baterias
Estrateacutegias elaboraccedilatildeo de mural produccedilatildeo de folder
Recursos biombos para anexar material produzido cartolinas fitas adesivas
Avaliaccedilatildeo participaccedilatildeo e envolvimento
Nuacutemero de aulas 3
AULA 1 Elaboraccedilatildeo de mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias os alunos finalizaratildeo a segunda etapa desta unidade didaacutetica construindo seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo Nesse momento comeccedila-se a desenvolver a terceira etapa dessa unidade ( que eacute uma das mais importantes)pois os alunos iratildeo aplicar o que aprenderam preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo em um local estrateacutegico da escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas sobre o assunto estudado O nosso estudante nesta etapa final da unidade temaacutetica poderaacute desenvolver accedilotildees sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente e tambeacutem composiccedilatildeo de muacutesicas sobre os assuntos abordados
AULA 2 A escola como ponto de coleta de pilhas e baterias
Os alunos apoacutes terem finalizado o trabalho da aula anterior poderatildeo distribuir agrave comunidade o material confeccionado sensibilizando-a buscando parcerias para que a escola seja um ponto de coleta desses materiais pois somente com accedilotildees dessa natureza podemos acreditar que possam desenvolver a accedilatildeo social e ambiental desejada
AULA 3 Retomada das questotildees diagnoacutesticas poacutes desenvolvimento da unidade didaacutetica
Eacute importante retomar as questotildees aplicadas no iniacutecio dessa unidade pois somente assim teremos a certeza do quanto os alunos assimilaram de conhecimento cientiacutefico Muito importante nesse momento tambeacutem eacute poder avaliaacute-los como indiviacuteduos atuantes na sociedade
AULA 4 Avaliaccedilatildeo final
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Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos (sugere-se que contenha mapa conceitual dos conteuacutedos apreendidos) e devolutiva das questotildees comentadas
Consideraccedilotildees finais
A eletroquiacutemica trabalhada da forma que estaacute sendo apresentada nessa unidade didaacutetica leva o aluno a adquirir conhecimentos de maneira significativa O ensino atraveacutes da experimentaccedilatildeo o faraacute tirar suas proacuteprias conclusotildees e ter um aprendizado real produzindo nele mudanccedila de postura diante dos fatos observados refletindo e opinando criticamente frente a informaccedilotildees que poderaacute encontrar doravante sobre o assunto
A participaccedilatildeo e a integraccedilatildeo do aluno nas aulas tecircm que ser consideradas ponto de partida para que o mesmo possa compreender que as transformaccedilotildees quiacutemicas fazem parte do seu cotidiano Toda tecnologia existente eacute produto dessas transformaccedilotildees
Finalizando o estudo dessa unidade espera-se que o aluno natildeo soacute compreenda a importacircncia das transformaccedilotildees quiacutemicas mas que esteja envolvido a ponto de adotar uma postura responsaacutevel em relaccedilatildeo aos impactos ambientais causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e baterias e dentro dessa nova postura possa tomar decisotildees e atuar de forma eacutetica no meio em que vive
REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
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9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
14- Programa de ensino para jovens e adultos escola da juventude Ciecircncias da Natureza Matemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemica Editora Iacutecone Ltda Satildeo Paulo
42
Imagem maisumtekofileswordpresscom
2009
Katia Regina Varela Roa-DE SUZANO
Gilson Silva ndashDE CAEIRAS
Leonardo Bassi Ubeda das Neves-DE SUZANO
Massuko Sawayama Warigoda-DE MOGI DAS
CRUZES
GEPEQ- USP CURSO DE FORMACcedilAtildeO
CONTINUADA DE PROFESSORES 2008 2009
28082009
PILHAS E BATERIAS USOS E DESCARTES X IMPACTOS AMBIENTAIS Caderno do aluno
43
Situaccedilatildeo de aprendizagem 1- As pilhas e baterias que fazem parte do nosso lixo eletrocircnico podem ser prejudiciais ao ser humano
Por meio desta primeira situaccedilatildeo de aprendizagem vocecirc poderaacute reconhecer
que quando descartadas incorretamente pilhas e baterias podem prejudicar o meio
ambiente apesar de indispensaacutevel para o homem E tambeacutem pode comeccedilar a
refletir o porquecirc dessa questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil toneladas de lixo eletrocircnico
por hora dentro deste destacam-se pilhas e baterias Este lixo eacute jogado na
natureza provocando vaacuterios problemas ambientais Quais os problemas
ambientais que as pilhas e baterias provocam na natureza e como podemos
evitaacute-losrdquo
Atividade 1Refletindo sobre pilhas e baterias x impactos ambientais
1 O que vocecirc entende por pilhas E baterias
2 Elas satildeo imprescindiacuteveis na atualidade Onde
3 Existe alguma relaccedilatildeo entre pilha eletricidade e transformaccedilotildees quiacutemicas
4 Que tipo de material(is) vocecirc acha que eacute(satildeo) necessaacuterio(os) para se construir
uma pilha
5 Cite alguns problemas ambientais relacionados ao uso e descarte de pilhas e
baterias Qual deve ser sua postura em relaccedilatildeo a esses problemas
Atividade 2 Pilhas e Baterias x impactos ambientais
Leitura e Anaacutelise de textos
TEXTO 1 Descarte de pilhas e baterias eacute problema seacuterio para meio ambiente
O Brasil eacute o uacutenico paiacutes da Ameacuterica do Sul que regulamenta a fabricaccedilatildeo venda e destinaccedilatildeo final de pilhas e baterias Com a entrada da Resoluccedilatildeo 257 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama) que dispotildee sobre estes resiacuteduos em vigor desde junho de 2001 o Ibama passou a fiscalizar esses limites Ou pelo menos era o que deveria acontecer Em Cuiabaacute por exemplo o gerente do oacutergatildeo Hugo Scheuer declarou natildeo estar a par do assunto mas garantiu ser este seu proacuteximo objetivo por considerar o descarte destes resiacuteduos um problema de grande amplitude Mas enquanto isso o que fazer com pilhas e baterias principalmente as de celulares quando acabam Esta duacutevida eacute frequumlente em toda a populaccedilatildeo
Considerados toacutexicos o lanccedilamento desses resiacuteduos em lixotildees nas margens das estradas ou em terrenos baldios compromete a qualidade ambiental e de vida da populaccedilatildeo Os resiacuteduos pesados quando aterrados migram para partes mais profundas do solo Com isso podem atingir o lenccedilol freaacutetico contaminando a flora e a fauna das regiotildees proacuteximas e ainda causar doenccedilas que variam de lesotildees cerebrais a disfunccedilotildees renais e pulmonares passando por distuacuterbios visuais e
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anemia Segundo a Resoluccedilatildeo 257 os fabricantes e importadores satildeo os responsaacuteveis pelo recolhimento do material e sua destinaccedilatildeo final o que deve ser fiscalizado pelos oacutergatildeos puacuteblicos ambientais Mas em Cuiabaacute apesar do site do Ministeacuterio do Meio Ambiente indicar o endereccedilo de 28 postos nenhum deles efetua o recolhimento apenas duas empresas de celulares recolhem as baterias em seus postos de venda (Vivo e Americel) e a fiscalizaccedilatildeo do Ibama eacute inexistente A Resoluccedilatildeo estabelece que as pilhas e baterias apoacutes o seu esgotamento energeacutetico devem ser entregues pelos usuaacuterios aos estabelecimentos que as comercializam ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelas respectivas induacutestrias Estas por sua vez devem repassaacute-las aos fabricantes e importadores para que passem por procedimentos de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final ambientalmente adequada No artigo 13deg estaacute previsto que as pilhas e baterias que atenderem aos limites previstos no artigo 6deg podem ser dispostas juntamente com os resiacuteduos domiciliares em aterros sanitaacuterios licenciados Mas por falta de aterros licenciados a maior parte das baterias e pilhas usadas continuam tendo os lixotildees irregulares como destino significando um risco para o meio ambiente e para as pessoas Apenas 30 destes resiacuteduos satildeo reciclados No Brasil uma empresa chamada Suzaquim anuncia que deteacutem um processo de reciclagem de baterias
Dependendo do material de que satildeo constituiacutedas pilhas e baterias podem ser jogadas em lixo domeacutestico As pilhas secas composta por zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs as mais consumidas para uso domeacutestico tecircm em sua maioria operado nos limites estabelecidos pelo artigo 6deg da Resoluccedilatildeo 257 As baterias de telefone sem fio de filmadoras de celular ou outros tipos normalmente recarregaacuteveis devem ser devolvidas agraves lojas Os fabricantes estatildeo obrigados a informar nas embalagens a necessidade ou natildeo de devoluccedilatildeo
O Brasil produz cerca de 800 milhotildees de pilhas comuns por ano o que representa seis unidades por habitante Deve-se lembrar que uma uacutenica pilha contamina o solo durante 50 anos Circulam anualmente 10 milhotildees de baterias de celular 12 milhotildees de baterias automotivas e 200 mil baterias industriais Do total de pilhas e baterias consumidas no paiacutes quase 70 satildeo constituiacutedas principalmente por zinco e caacutedmio aproximadamente 30 por amocircnia e manganecircs Ao se desfazer de pilhas e baterias usadas em local inadequado pode-se contaminar o solo a aacutegua e o ar Atraveacutes da cadeia alimentar esse produto chega aos seres humanos causando doenccedilas que afetam o sistema nervoso central Todos satildeo considerados bioacumulativos - acumula-se no organismo ao longo do tempo
RECICLAVEISCOMBR
Texto 2 Metais pesados contaminam meio ambiente e oferecem riscos agrave
sauacutede puacuteblica
Estima-se que cada bateria ou pilha depositada de forma inadequada no meio
ambiente contamine uma aacuterea de um metro quadrado Entretanto o dano ambiental
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pode ser maior se a quantidade desses equipamentos jogados em lixotildees for muito
alta
A dissoluccedilatildeo de metais pesados depositados em aterros
sanitaacuterios improacuteprios pode contaminar lenccediloacuteis freaacuteticos e o
ambiente local Em aterros a dissoluccedilatildeo dos metais eacute mais faacutecil
devido agrave acidez da aacuterea Isso facilita a acumulaccedilatildeo de metais
pesados na cadeia alimentar atraveacutes da contaminaccedilatildeo de
animais e vegetais que podem causar a intoxicaccedilatildeo de seres humanos que venham
a consumir esses alimentos afetados Metais pesados como chumbo caacutedmio
mercuacuterio e seus compostos podem provocar graves doenccedilas neuroloacutegicas aleacutem de
afetar a condiccedilatildeo motora
Pilhas e baterias comuns (pequenas usadas em raacutedios por exemplo) podem
ser descartadas no lixo domeacutestico de acordo com a determinaccedilatildeo do Conama No
entanto a professora Andreacutea Bernardes do Departamento de Engenharia de
Materiais da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) avalia que esses
produtos que acabam sendo depositados em aterros sanitaacuterios soacute poderiam ser
descartados nestes locais se houvesse o tratamento adequado do chorume
(substacircncia liacutequida encontrada em lixotildees) O chorume contaminado com metais
pesados contaminaraacute tambeacutem a terra e os lenccediloacuteis freaacuteticos
Marcelo Furtado coordenador da aacuterea de substacircncias toacutexicas do
Greenpeace vecirc com bons olhos a determinaccedilatildeo do Conama A iniciativa serve
como incentivo para que as empresas passem a reduzir o uso de substacircncias
toacutexicas para evitar todo o processo de recolhimento de baterias e pilhas usadas
diz Ele lembra que a tendecircncia eacute que substacircncias reciclaacuteveis sejam usadas cada
vez mais para que a reutilizaccedilatildeo dos produtos seja constante
Danilo FantinelRedaccedilatildeo Terra
Questotildees para anaacutelise do texto
6 Cite algumas das questotildees ambientais relacionadas ao uso de pilhas e baterias Qual deve ser a postura da populaccedilatildeo em relaccedilatildeo a essas questotildees 7 Com base na legislaccedilatildeo apresentada explique como deve ser feito o descarte de pilhas e baterias Quais impecilhos poderatildeo dificultar o cumprimento da lei 8 Qual o destino que deve ser dado agraves pilhas que seratildeo descartadas Existem formas de reciclagem Quais 9 Considerando os impactos ambientais que podem ocorrer do descarte inadequado das pilhas e baterias qual a sua opiniatildeo sobre o uso delas Existe uma ideal Explique 10 Vocecirc acha que hoje eacute possiacutevel sobrevivermos sem o uso de pilhas e baterias
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Atividade 3 Trechos do filme WALL-E
Converse com o seu professor sobre o filme a ser assistido na escola caso natildeo seja possiacutevel assista o filme em casa para auxiliaacute-lo nessa atividade
Questotildees para sala de aula reflexatildeo dos assuntos abordados no filme
5 Sente-se um escravo da tecnologia atual ( especificamente aqueles que em curto espaccedilo de tempo geram lixo eletrocircnico tais como celular Ipod Iphone etc) 6 Ficou sensibilizado sobre a quantidade de lixo eletrocircnico que o homem produz 7 Haacute uma remota possibilidade de o Planeta ser recuperado 8 Qual a sua opiniatildeo sobre a mensagem que o filme Wall-E passa 9 Viacutedeo WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97
minutos) som e cor
Situaccedilatildeo de aprendizagem 2 - Que tipos de materiais existem em uma pilha que
a classifique como poluidora do meio ambiente
Apoacutes a visatildeo do que vocecirc teve do filme e discussatildeo de trechos que falam sobre
impactos ambientais provocados pelo mau descarte de pilhas e baterias vocecirc
imagina quais seriam os agentes contaminantes
Atividade 1 Experimento demonstrativo ndash Desmontagem de uma pilha
No inicio da aula entregue para o seu professor um desenho que demonstre os
componentes que estruturam uma pilha
Apoacutes o teacutermino da desmontagem faccedila um novo desenho colocando aquilo que vocecirc
observou Compare o primeiro com o segundo desenho e em poucas linhas
descreva o que mais lhe chamou a atenccedilatildeo
Atividade 2 Buscando orientaccedilotildees com o professor para trabalho de
pesquisa
Leve para sala de aula revistas jornaislivros e mateacuterias de internet trazendo
informaccedilotildees sobre pilha ecologicamente correta
Atividade 3 Reciclagem de pilhas
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Apoacutes a viacutedeoaula sobre a reciclagem de pilhas elabore um artigo de opiniatildeo sobre
a importacircncia da reciclagem de pilhas em favor do meio ambiente e a necessidade
de maiores investimentos nessa aacuterea Ao final entregue a seu professor
Atividade 4 Pesquisa em grupo Pilha ideal
A partir de uma preacutevia busca em revistas jornais livros e internet procure obter
informaccedilotildees sobre uma pilha ideal
Atividade 5 Escolha da Pilha ideal
Apresente o material para o professor e os seus colegas para que seja feita a
escolha da melhor ideia
Questotildees para anaacutelise das ideacuteias sobre pilha ideal
5 Eacute possiacutevel produzir energia eleacutetrica atraveacutes de uma transformaccedilatildeo quiacutemica
6 Explique o surgimento da energia eleacutetrica nas transformaccedilotildees quiacutemicas
7 Podemos montar uma pilha ecologicamente correta
8 O funcionamento de uma pilha soacute acontece atraveacutes de transformaccedilatildeo quiacutemica Explique
Situaccedilatildeo de aprendizagem 3- O lado cientiacutefico da Pilha
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem permitiraacute a vocecirc compreender melhor o
funcionamento de uma pilha( conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
) e a produccedilatildeo de novos materiais atraveacutes da eletrolise (conversatildeo natildeo espontacircnea
energia eleacutetrica em quiacutemica) com experimentos Para essa situaccedilatildeo eacute importante
que vocecirc observe e anote em seu caderno tudo que se alterou
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Atividade 1 O experimento da pilha do Daniel
Questotildees que podem auxiliaacute-lo durante a execuccedilatildeo do experimento
6 As placas mudaram de cor apoacutes serem mergulhadas na soluccedilatildeo Explique
7 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
8 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
9 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
7 Limpar as placas com palha de accedilo
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8 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 9 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 10 Interligar os dois potes com a ponte salina 11 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 12 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e
transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo
PauloEdusp 1998
Atividade 2 Anaacutelise sobre experimento
Questotildees sobre o experimento
9 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 10 Como a energia eleacutetrica foi obtida 11 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 12 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 13 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 14 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 15 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 16 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha
UM POUCO DE ELETROQUIMICA
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A eletroquiacutemica estuda o aproveitamento da transferecircncia de eleacutetrons entre
diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-
versa
Pilhas conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
Eletroacutelise conversatildeo natildeo espontacircnea de energia eleacutetrica em quiacutemica
A seguir estatildeo descritos alguns termos que apareceratildeo no estudo da eletroquiacutemica
ELETRODOS Satildeo assim chamadas as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com
a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica
AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
ENTRA na soluccedilatildeo
CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
DEIXA a soluccedilatildeo
d) ELETROacuteLITOS Satildeo assim chamadas todas as soluccedilotildees que CONDUZEM a
corrente eleacutetrica
e) IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na
soluccedilatildeo
AcircNODO Eletrodo do qual saem os eleacutetrons para o circuito externo da ceacutelula
CAacuteTODO Eletrodo no qual entram os eleacutetrons atraveacutes do circuito externo da ceacutelula
f) CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que
conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e
mergulhados num eletroacutelito
Resumindo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons ( diminuiccedilatildeo de Nox)
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons ( aumento de Nox)
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida (Nox aumenta)
Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz (Nox diminui)
O redutor reduz o oxidante
O oxidante oxida o redutor
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em
energia eleacutetrica
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Cada substacircncia possui uma maior ou menor tendecircncia de perder eleacutetrons
tendecircncia esta chamada de Potencial de Oxidaccedilatildeo Deste modo uma substacircncia X
que tenha um potencial de oxidaccedilatildeo maior que uma substacircncia Y iraacute perder seus
eleacutetrons gradativamente para esta substacircncia se as duas estiverem juntas
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do
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eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu++ Isso provocaraacute diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
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Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
Atividade 3 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o
experimento da pilha de Daniel
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas
dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os
relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em
eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e
conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em
sete itens principais
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Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve
comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos
resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo
do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos
objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser
esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram
utilizados no experimento
32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute
apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela
caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o
experimento
10 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a
profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno
Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos
pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
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Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento
e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na
redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os
objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem
de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed
Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo
de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO
BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro
ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2
ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte
das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos
ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos
Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o
aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Atividade 1 Montagem de um Mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias vocecirc poderaacute construir
o seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo em que vocecirc iraacute aplicar o que
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aprendeu preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo na entrada da
escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas
sobre o assunto estudado Orientado pelo seu professor vocecirc desenvolveraacute accedilotildees
sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre
o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente Poderaacute tambeacutem
compor muacutesicas sobre os assuntos abordados
Atividade 2 Montagem de um Portifolio
Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-
avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos
ao longo do bimestre de modo que venha justificar a questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil
toneladas de lixo eletrocircnico por hora dentro deste destacam-se pilhas e
baterias Este lixo eacute jogado na natureza provocando vaacuterios problemas
ambientais Quais os problemas ambientais que as pilhas e baterias provocam
na natureza e como podemos evitaacute-losrdquo citada no inicio do bimestre
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REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
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professor poderaacute avaliar se houve aprendizagem real ou natildeo Espera-se que os alunos possam descrever em seu relatoacuterio os seguintes toacutepicos
Na pilha de Daniel o eletrodo de cobre metaacutelico que recebe eleacutetrons eacute chamado de caacutetodo ou terminal positivo e a lacircmina de zinco que cede eleacutetrons eacute o acircnodo ou terminal negativo O conjunto montado no experimento eacute uma pilha de Daniell com ponte salina A placa de zinco fornece eleacutetrons oxidando-se atraveacutes do fio para a placa de cobre que reduziraacute iacuteons de cobre na soluccedilatildeo Os eleacutetrons passando atraveacutes do fio iratildeo alimentar o cartatildeo musical Invertendo-se os fios de ligaccedilatildeo da pilha o terminal negativo do cartatildeo musical estaraacute ligado ao caacutetodo da pilha e o terminal positivo ao acircnodo Esta inversatildeo do sentido da corrente natildeo permite que o cartatildeo musical funcione
Sugestatildeo de modelo de relatoacuterio
RELATOacuteRIO
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em sete itens principais
Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram utilizados no experimento
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32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o experimento
5 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2 ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
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baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Conteuacutedo e temas impactos ambientais relacionado ao uso de pilhas e baterias
Competecircncias e habilidades identificar os impactos ambientais causados pelo descarte inadequado de pilhas e baterias avaliar como a composiccedilatildeo das pilhas pode causar possiacuteveis impactos relacionar os impactos causados pelas induacutestrias nos processos de eletroacutelise refletir sobre a importacircncia da adoccedilatildeo de posturas conscientes com relaccedilatildeo ao consumo e descarte de pilhas e baterias
Estrateacutegias elaboraccedilatildeo de mural produccedilatildeo de folder
Recursos biombos para anexar material produzido cartolinas fitas adesivas
Avaliaccedilatildeo participaccedilatildeo e envolvimento
Nuacutemero de aulas 3
AULA 1 Elaboraccedilatildeo de mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias os alunos finalizaratildeo a segunda etapa desta unidade didaacutetica construindo seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo Nesse momento comeccedila-se a desenvolver a terceira etapa dessa unidade ( que eacute uma das mais importantes)pois os alunos iratildeo aplicar o que aprenderam preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo em um local estrateacutegico da escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas sobre o assunto estudado O nosso estudante nesta etapa final da unidade temaacutetica poderaacute desenvolver accedilotildees sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente e tambeacutem composiccedilatildeo de muacutesicas sobre os assuntos abordados
AULA 2 A escola como ponto de coleta de pilhas e baterias
Os alunos apoacutes terem finalizado o trabalho da aula anterior poderatildeo distribuir agrave comunidade o material confeccionado sensibilizando-a buscando parcerias para que a escola seja um ponto de coleta desses materiais pois somente com accedilotildees dessa natureza podemos acreditar que possam desenvolver a accedilatildeo social e ambiental desejada
AULA 3 Retomada das questotildees diagnoacutesticas poacutes desenvolvimento da unidade didaacutetica
Eacute importante retomar as questotildees aplicadas no iniacutecio dessa unidade pois somente assim teremos a certeza do quanto os alunos assimilaram de conhecimento cientiacutefico Muito importante nesse momento tambeacutem eacute poder avaliaacute-los como indiviacuteduos atuantes na sociedade
AULA 4 Avaliaccedilatildeo final
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Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos (sugere-se que contenha mapa conceitual dos conteuacutedos apreendidos) e devolutiva das questotildees comentadas
Consideraccedilotildees finais
A eletroquiacutemica trabalhada da forma que estaacute sendo apresentada nessa unidade didaacutetica leva o aluno a adquirir conhecimentos de maneira significativa O ensino atraveacutes da experimentaccedilatildeo o faraacute tirar suas proacuteprias conclusotildees e ter um aprendizado real produzindo nele mudanccedila de postura diante dos fatos observados refletindo e opinando criticamente frente a informaccedilotildees que poderaacute encontrar doravante sobre o assunto
A participaccedilatildeo e a integraccedilatildeo do aluno nas aulas tecircm que ser consideradas ponto de partida para que o mesmo possa compreender que as transformaccedilotildees quiacutemicas fazem parte do seu cotidiano Toda tecnologia existente eacute produto dessas transformaccedilotildees
Finalizando o estudo dessa unidade espera-se que o aluno natildeo soacute compreenda a importacircncia das transformaccedilotildees quiacutemicas mas que esteja envolvido a ponto de adotar uma postura responsaacutevel em relaccedilatildeo aos impactos ambientais causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e baterias e dentro dessa nova postura possa tomar decisotildees e atuar de forma eacutetica no meio em que vive
REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
41
9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
14- Programa de ensino para jovens e adultos escola da juventude Ciecircncias da Natureza Matemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemica Editora Iacutecone Ltda Satildeo Paulo
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Imagem maisumtekofileswordpresscom
2009
Katia Regina Varela Roa-DE SUZANO
Gilson Silva ndashDE CAEIRAS
Leonardo Bassi Ubeda das Neves-DE SUZANO
Massuko Sawayama Warigoda-DE MOGI DAS
CRUZES
GEPEQ- USP CURSO DE FORMACcedilAtildeO
CONTINUADA DE PROFESSORES 2008 2009
28082009
PILHAS E BATERIAS USOS E DESCARTES X IMPACTOS AMBIENTAIS Caderno do aluno
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Situaccedilatildeo de aprendizagem 1- As pilhas e baterias que fazem parte do nosso lixo eletrocircnico podem ser prejudiciais ao ser humano
Por meio desta primeira situaccedilatildeo de aprendizagem vocecirc poderaacute reconhecer
que quando descartadas incorretamente pilhas e baterias podem prejudicar o meio
ambiente apesar de indispensaacutevel para o homem E tambeacutem pode comeccedilar a
refletir o porquecirc dessa questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil toneladas de lixo eletrocircnico
por hora dentro deste destacam-se pilhas e baterias Este lixo eacute jogado na
natureza provocando vaacuterios problemas ambientais Quais os problemas
ambientais que as pilhas e baterias provocam na natureza e como podemos
evitaacute-losrdquo
Atividade 1Refletindo sobre pilhas e baterias x impactos ambientais
1 O que vocecirc entende por pilhas E baterias
2 Elas satildeo imprescindiacuteveis na atualidade Onde
3 Existe alguma relaccedilatildeo entre pilha eletricidade e transformaccedilotildees quiacutemicas
4 Que tipo de material(is) vocecirc acha que eacute(satildeo) necessaacuterio(os) para se construir
uma pilha
5 Cite alguns problemas ambientais relacionados ao uso e descarte de pilhas e
baterias Qual deve ser sua postura em relaccedilatildeo a esses problemas
Atividade 2 Pilhas e Baterias x impactos ambientais
Leitura e Anaacutelise de textos
TEXTO 1 Descarte de pilhas e baterias eacute problema seacuterio para meio ambiente
O Brasil eacute o uacutenico paiacutes da Ameacuterica do Sul que regulamenta a fabricaccedilatildeo venda e destinaccedilatildeo final de pilhas e baterias Com a entrada da Resoluccedilatildeo 257 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama) que dispotildee sobre estes resiacuteduos em vigor desde junho de 2001 o Ibama passou a fiscalizar esses limites Ou pelo menos era o que deveria acontecer Em Cuiabaacute por exemplo o gerente do oacutergatildeo Hugo Scheuer declarou natildeo estar a par do assunto mas garantiu ser este seu proacuteximo objetivo por considerar o descarte destes resiacuteduos um problema de grande amplitude Mas enquanto isso o que fazer com pilhas e baterias principalmente as de celulares quando acabam Esta duacutevida eacute frequumlente em toda a populaccedilatildeo
Considerados toacutexicos o lanccedilamento desses resiacuteduos em lixotildees nas margens das estradas ou em terrenos baldios compromete a qualidade ambiental e de vida da populaccedilatildeo Os resiacuteduos pesados quando aterrados migram para partes mais profundas do solo Com isso podem atingir o lenccedilol freaacutetico contaminando a flora e a fauna das regiotildees proacuteximas e ainda causar doenccedilas que variam de lesotildees cerebrais a disfunccedilotildees renais e pulmonares passando por distuacuterbios visuais e
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anemia Segundo a Resoluccedilatildeo 257 os fabricantes e importadores satildeo os responsaacuteveis pelo recolhimento do material e sua destinaccedilatildeo final o que deve ser fiscalizado pelos oacutergatildeos puacuteblicos ambientais Mas em Cuiabaacute apesar do site do Ministeacuterio do Meio Ambiente indicar o endereccedilo de 28 postos nenhum deles efetua o recolhimento apenas duas empresas de celulares recolhem as baterias em seus postos de venda (Vivo e Americel) e a fiscalizaccedilatildeo do Ibama eacute inexistente A Resoluccedilatildeo estabelece que as pilhas e baterias apoacutes o seu esgotamento energeacutetico devem ser entregues pelos usuaacuterios aos estabelecimentos que as comercializam ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelas respectivas induacutestrias Estas por sua vez devem repassaacute-las aos fabricantes e importadores para que passem por procedimentos de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final ambientalmente adequada No artigo 13deg estaacute previsto que as pilhas e baterias que atenderem aos limites previstos no artigo 6deg podem ser dispostas juntamente com os resiacuteduos domiciliares em aterros sanitaacuterios licenciados Mas por falta de aterros licenciados a maior parte das baterias e pilhas usadas continuam tendo os lixotildees irregulares como destino significando um risco para o meio ambiente e para as pessoas Apenas 30 destes resiacuteduos satildeo reciclados No Brasil uma empresa chamada Suzaquim anuncia que deteacutem um processo de reciclagem de baterias
Dependendo do material de que satildeo constituiacutedas pilhas e baterias podem ser jogadas em lixo domeacutestico As pilhas secas composta por zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs as mais consumidas para uso domeacutestico tecircm em sua maioria operado nos limites estabelecidos pelo artigo 6deg da Resoluccedilatildeo 257 As baterias de telefone sem fio de filmadoras de celular ou outros tipos normalmente recarregaacuteveis devem ser devolvidas agraves lojas Os fabricantes estatildeo obrigados a informar nas embalagens a necessidade ou natildeo de devoluccedilatildeo
O Brasil produz cerca de 800 milhotildees de pilhas comuns por ano o que representa seis unidades por habitante Deve-se lembrar que uma uacutenica pilha contamina o solo durante 50 anos Circulam anualmente 10 milhotildees de baterias de celular 12 milhotildees de baterias automotivas e 200 mil baterias industriais Do total de pilhas e baterias consumidas no paiacutes quase 70 satildeo constituiacutedas principalmente por zinco e caacutedmio aproximadamente 30 por amocircnia e manganecircs Ao se desfazer de pilhas e baterias usadas em local inadequado pode-se contaminar o solo a aacutegua e o ar Atraveacutes da cadeia alimentar esse produto chega aos seres humanos causando doenccedilas que afetam o sistema nervoso central Todos satildeo considerados bioacumulativos - acumula-se no organismo ao longo do tempo
RECICLAVEISCOMBR
Texto 2 Metais pesados contaminam meio ambiente e oferecem riscos agrave
sauacutede puacuteblica
Estima-se que cada bateria ou pilha depositada de forma inadequada no meio
ambiente contamine uma aacuterea de um metro quadrado Entretanto o dano ambiental
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pode ser maior se a quantidade desses equipamentos jogados em lixotildees for muito
alta
A dissoluccedilatildeo de metais pesados depositados em aterros
sanitaacuterios improacuteprios pode contaminar lenccediloacuteis freaacuteticos e o
ambiente local Em aterros a dissoluccedilatildeo dos metais eacute mais faacutecil
devido agrave acidez da aacuterea Isso facilita a acumulaccedilatildeo de metais
pesados na cadeia alimentar atraveacutes da contaminaccedilatildeo de
animais e vegetais que podem causar a intoxicaccedilatildeo de seres humanos que venham
a consumir esses alimentos afetados Metais pesados como chumbo caacutedmio
mercuacuterio e seus compostos podem provocar graves doenccedilas neuroloacutegicas aleacutem de
afetar a condiccedilatildeo motora
Pilhas e baterias comuns (pequenas usadas em raacutedios por exemplo) podem
ser descartadas no lixo domeacutestico de acordo com a determinaccedilatildeo do Conama No
entanto a professora Andreacutea Bernardes do Departamento de Engenharia de
Materiais da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) avalia que esses
produtos que acabam sendo depositados em aterros sanitaacuterios soacute poderiam ser
descartados nestes locais se houvesse o tratamento adequado do chorume
(substacircncia liacutequida encontrada em lixotildees) O chorume contaminado com metais
pesados contaminaraacute tambeacutem a terra e os lenccediloacuteis freaacuteticos
Marcelo Furtado coordenador da aacuterea de substacircncias toacutexicas do
Greenpeace vecirc com bons olhos a determinaccedilatildeo do Conama A iniciativa serve
como incentivo para que as empresas passem a reduzir o uso de substacircncias
toacutexicas para evitar todo o processo de recolhimento de baterias e pilhas usadas
diz Ele lembra que a tendecircncia eacute que substacircncias reciclaacuteveis sejam usadas cada
vez mais para que a reutilizaccedilatildeo dos produtos seja constante
Danilo FantinelRedaccedilatildeo Terra
Questotildees para anaacutelise do texto
6 Cite algumas das questotildees ambientais relacionadas ao uso de pilhas e baterias Qual deve ser a postura da populaccedilatildeo em relaccedilatildeo a essas questotildees 7 Com base na legislaccedilatildeo apresentada explique como deve ser feito o descarte de pilhas e baterias Quais impecilhos poderatildeo dificultar o cumprimento da lei 8 Qual o destino que deve ser dado agraves pilhas que seratildeo descartadas Existem formas de reciclagem Quais 9 Considerando os impactos ambientais que podem ocorrer do descarte inadequado das pilhas e baterias qual a sua opiniatildeo sobre o uso delas Existe uma ideal Explique 10 Vocecirc acha que hoje eacute possiacutevel sobrevivermos sem o uso de pilhas e baterias
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Atividade 3 Trechos do filme WALL-E
Converse com o seu professor sobre o filme a ser assistido na escola caso natildeo seja possiacutevel assista o filme em casa para auxiliaacute-lo nessa atividade
Questotildees para sala de aula reflexatildeo dos assuntos abordados no filme
5 Sente-se um escravo da tecnologia atual ( especificamente aqueles que em curto espaccedilo de tempo geram lixo eletrocircnico tais como celular Ipod Iphone etc) 6 Ficou sensibilizado sobre a quantidade de lixo eletrocircnico que o homem produz 7 Haacute uma remota possibilidade de o Planeta ser recuperado 8 Qual a sua opiniatildeo sobre a mensagem que o filme Wall-E passa 9 Viacutedeo WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97
minutos) som e cor
Situaccedilatildeo de aprendizagem 2 - Que tipos de materiais existem em uma pilha que
a classifique como poluidora do meio ambiente
Apoacutes a visatildeo do que vocecirc teve do filme e discussatildeo de trechos que falam sobre
impactos ambientais provocados pelo mau descarte de pilhas e baterias vocecirc
imagina quais seriam os agentes contaminantes
Atividade 1 Experimento demonstrativo ndash Desmontagem de uma pilha
No inicio da aula entregue para o seu professor um desenho que demonstre os
componentes que estruturam uma pilha
Apoacutes o teacutermino da desmontagem faccedila um novo desenho colocando aquilo que vocecirc
observou Compare o primeiro com o segundo desenho e em poucas linhas
descreva o que mais lhe chamou a atenccedilatildeo
Atividade 2 Buscando orientaccedilotildees com o professor para trabalho de
pesquisa
Leve para sala de aula revistas jornaislivros e mateacuterias de internet trazendo
informaccedilotildees sobre pilha ecologicamente correta
Atividade 3 Reciclagem de pilhas
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Apoacutes a viacutedeoaula sobre a reciclagem de pilhas elabore um artigo de opiniatildeo sobre
a importacircncia da reciclagem de pilhas em favor do meio ambiente e a necessidade
de maiores investimentos nessa aacuterea Ao final entregue a seu professor
Atividade 4 Pesquisa em grupo Pilha ideal
A partir de uma preacutevia busca em revistas jornais livros e internet procure obter
informaccedilotildees sobre uma pilha ideal
Atividade 5 Escolha da Pilha ideal
Apresente o material para o professor e os seus colegas para que seja feita a
escolha da melhor ideia
Questotildees para anaacutelise das ideacuteias sobre pilha ideal
5 Eacute possiacutevel produzir energia eleacutetrica atraveacutes de uma transformaccedilatildeo quiacutemica
6 Explique o surgimento da energia eleacutetrica nas transformaccedilotildees quiacutemicas
7 Podemos montar uma pilha ecologicamente correta
8 O funcionamento de uma pilha soacute acontece atraveacutes de transformaccedilatildeo quiacutemica Explique
Situaccedilatildeo de aprendizagem 3- O lado cientiacutefico da Pilha
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem permitiraacute a vocecirc compreender melhor o
funcionamento de uma pilha( conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
) e a produccedilatildeo de novos materiais atraveacutes da eletrolise (conversatildeo natildeo espontacircnea
energia eleacutetrica em quiacutemica) com experimentos Para essa situaccedilatildeo eacute importante
que vocecirc observe e anote em seu caderno tudo que se alterou
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Atividade 1 O experimento da pilha do Daniel
Questotildees que podem auxiliaacute-lo durante a execuccedilatildeo do experimento
6 As placas mudaram de cor apoacutes serem mergulhadas na soluccedilatildeo Explique
7 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
8 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
9 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
7 Limpar as placas com palha de accedilo
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8 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 9 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 10 Interligar os dois potes com a ponte salina 11 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 12 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e
transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo
PauloEdusp 1998
Atividade 2 Anaacutelise sobre experimento
Questotildees sobre o experimento
9 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 10 Como a energia eleacutetrica foi obtida 11 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 12 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 13 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 14 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 15 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 16 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha
UM POUCO DE ELETROQUIMICA
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A eletroquiacutemica estuda o aproveitamento da transferecircncia de eleacutetrons entre
diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-
versa
Pilhas conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
Eletroacutelise conversatildeo natildeo espontacircnea de energia eleacutetrica em quiacutemica
A seguir estatildeo descritos alguns termos que apareceratildeo no estudo da eletroquiacutemica
ELETRODOS Satildeo assim chamadas as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com
a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica
AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
ENTRA na soluccedilatildeo
CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
DEIXA a soluccedilatildeo
d) ELETROacuteLITOS Satildeo assim chamadas todas as soluccedilotildees que CONDUZEM a
corrente eleacutetrica
e) IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na
soluccedilatildeo
AcircNODO Eletrodo do qual saem os eleacutetrons para o circuito externo da ceacutelula
CAacuteTODO Eletrodo no qual entram os eleacutetrons atraveacutes do circuito externo da ceacutelula
f) CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que
conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e
mergulhados num eletroacutelito
Resumindo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons ( diminuiccedilatildeo de Nox)
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons ( aumento de Nox)
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida (Nox aumenta)
Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz (Nox diminui)
O redutor reduz o oxidante
O oxidante oxida o redutor
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em
energia eleacutetrica
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Cada substacircncia possui uma maior ou menor tendecircncia de perder eleacutetrons
tendecircncia esta chamada de Potencial de Oxidaccedilatildeo Deste modo uma substacircncia X
que tenha um potencial de oxidaccedilatildeo maior que uma substacircncia Y iraacute perder seus
eleacutetrons gradativamente para esta substacircncia se as duas estiverem juntas
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do
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eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu++ Isso provocaraacute diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
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Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
Atividade 3 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o
experimento da pilha de Daniel
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas
dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os
relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em
eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e
conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em
sete itens principais
54
Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve
comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos
resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo
do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos
objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser
esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram
utilizados no experimento
32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute
apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela
caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o
experimento
10 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a
profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno
Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos
pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
55
Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento
e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na
redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os
objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem
de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed
Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo
de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO
BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro
ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2
ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte
das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos
ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos
Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o
aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Atividade 1 Montagem de um Mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias vocecirc poderaacute construir
o seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo em que vocecirc iraacute aplicar o que
56
aprendeu preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo na entrada da
escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas
sobre o assunto estudado Orientado pelo seu professor vocecirc desenvolveraacute accedilotildees
sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre
o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente Poderaacute tambeacutem
compor muacutesicas sobre os assuntos abordados
Atividade 2 Montagem de um Portifolio
Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-
avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos
ao longo do bimestre de modo que venha justificar a questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil
toneladas de lixo eletrocircnico por hora dentro deste destacam-se pilhas e
baterias Este lixo eacute jogado na natureza provocando vaacuterios problemas
ambientais Quais os problemas ambientais que as pilhas e baterias provocam
na natureza e como podemos evitaacute-losrdquo citada no inicio do bimestre
57
REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
38
32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o experimento
5 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2 ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
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baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Conteuacutedo e temas impactos ambientais relacionado ao uso de pilhas e baterias
Competecircncias e habilidades identificar os impactos ambientais causados pelo descarte inadequado de pilhas e baterias avaliar como a composiccedilatildeo das pilhas pode causar possiacuteveis impactos relacionar os impactos causados pelas induacutestrias nos processos de eletroacutelise refletir sobre a importacircncia da adoccedilatildeo de posturas conscientes com relaccedilatildeo ao consumo e descarte de pilhas e baterias
Estrateacutegias elaboraccedilatildeo de mural produccedilatildeo de folder
Recursos biombos para anexar material produzido cartolinas fitas adesivas
Avaliaccedilatildeo participaccedilatildeo e envolvimento
Nuacutemero de aulas 3
AULA 1 Elaboraccedilatildeo de mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias os alunos finalizaratildeo a segunda etapa desta unidade didaacutetica construindo seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo Nesse momento comeccedila-se a desenvolver a terceira etapa dessa unidade ( que eacute uma das mais importantes)pois os alunos iratildeo aplicar o que aprenderam preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo em um local estrateacutegico da escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas sobre o assunto estudado O nosso estudante nesta etapa final da unidade temaacutetica poderaacute desenvolver accedilotildees sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente e tambeacutem composiccedilatildeo de muacutesicas sobre os assuntos abordados
AULA 2 A escola como ponto de coleta de pilhas e baterias
Os alunos apoacutes terem finalizado o trabalho da aula anterior poderatildeo distribuir agrave comunidade o material confeccionado sensibilizando-a buscando parcerias para que a escola seja um ponto de coleta desses materiais pois somente com accedilotildees dessa natureza podemos acreditar que possam desenvolver a accedilatildeo social e ambiental desejada
AULA 3 Retomada das questotildees diagnoacutesticas poacutes desenvolvimento da unidade didaacutetica
Eacute importante retomar as questotildees aplicadas no iniacutecio dessa unidade pois somente assim teremos a certeza do quanto os alunos assimilaram de conhecimento cientiacutefico Muito importante nesse momento tambeacutem eacute poder avaliaacute-los como indiviacuteduos atuantes na sociedade
AULA 4 Avaliaccedilatildeo final
40
Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos (sugere-se que contenha mapa conceitual dos conteuacutedos apreendidos) e devolutiva das questotildees comentadas
Consideraccedilotildees finais
A eletroquiacutemica trabalhada da forma que estaacute sendo apresentada nessa unidade didaacutetica leva o aluno a adquirir conhecimentos de maneira significativa O ensino atraveacutes da experimentaccedilatildeo o faraacute tirar suas proacuteprias conclusotildees e ter um aprendizado real produzindo nele mudanccedila de postura diante dos fatos observados refletindo e opinando criticamente frente a informaccedilotildees que poderaacute encontrar doravante sobre o assunto
A participaccedilatildeo e a integraccedilatildeo do aluno nas aulas tecircm que ser consideradas ponto de partida para que o mesmo possa compreender que as transformaccedilotildees quiacutemicas fazem parte do seu cotidiano Toda tecnologia existente eacute produto dessas transformaccedilotildees
Finalizando o estudo dessa unidade espera-se que o aluno natildeo soacute compreenda a importacircncia das transformaccedilotildees quiacutemicas mas que esteja envolvido a ponto de adotar uma postura responsaacutevel em relaccedilatildeo aos impactos ambientais causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e baterias e dentro dessa nova postura possa tomar decisotildees e atuar de forma eacutetica no meio em que vive
REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
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9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
14- Programa de ensino para jovens e adultos escola da juventude Ciecircncias da Natureza Matemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemica Editora Iacutecone Ltda Satildeo Paulo
42
Imagem maisumtekofileswordpresscom
2009
Katia Regina Varela Roa-DE SUZANO
Gilson Silva ndashDE CAEIRAS
Leonardo Bassi Ubeda das Neves-DE SUZANO
Massuko Sawayama Warigoda-DE MOGI DAS
CRUZES
GEPEQ- USP CURSO DE FORMACcedilAtildeO
CONTINUADA DE PROFESSORES 2008 2009
28082009
PILHAS E BATERIAS USOS E DESCARTES X IMPACTOS AMBIENTAIS Caderno do aluno
43
Situaccedilatildeo de aprendizagem 1- As pilhas e baterias que fazem parte do nosso lixo eletrocircnico podem ser prejudiciais ao ser humano
Por meio desta primeira situaccedilatildeo de aprendizagem vocecirc poderaacute reconhecer
que quando descartadas incorretamente pilhas e baterias podem prejudicar o meio
ambiente apesar de indispensaacutevel para o homem E tambeacutem pode comeccedilar a
refletir o porquecirc dessa questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil toneladas de lixo eletrocircnico
por hora dentro deste destacam-se pilhas e baterias Este lixo eacute jogado na
natureza provocando vaacuterios problemas ambientais Quais os problemas
ambientais que as pilhas e baterias provocam na natureza e como podemos
evitaacute-losrdquo
Atividade 1Refletindo sobre pilhas e baterias x impactos ambientais
1 O que vocecirc entende por pilhas E baterias
2 Elas satildeo imprescindiacuteveis na atualidade Onde
3 Existe alguma relaccedilatildeo entre pilha eletricidade e transformaccedilotildees quiacutemicas
4 Que tipo de material(is) vocecirc acha que eacute(satildeo) necessaacuterio(os) para se construir
uma pilha
5 Cite alguns problemas ambientais relacionados ao uso e descarte de pilhas e
baterias Qual deve ser sua postura em relaccedilatildeo a esses problemas
Atividade 2 Pilhas e Baterias x impactos ambientais
Leitura e Anaacutelise de textos
TEXTO 1 Descarte de pilhas e baterias eacute problema seacuterio para meio ambiente
O Brasil eacute o uacutenico paiacutes da Ameacuterica do Sul que regulamenta a fabricaccedilatildeo venda e destinaccedilatildeo final de pilhas e baterias Com a entrada da Resoluccedilatildeo 257 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama) que dispotildee sobre estes resiacuteduos em vigor desde junho de 2001 o Ibama passou a fiscalizar esses limites Ou pelo menos era o que deveria acontecer Em Cuiabaacute por exemplo o gerente do oacutergatildeo Hugo Scheuer declarou natildeo estar a par do assunto mas garantiu ser este seu proacuteximo objetivo por considerar o descarte destes resiacuteduos um problema de grande amplitude Mas enquanto isso o que fazer com pilhas e baterias principalmente as de celulares quando acabam Esta duacutevida eacute frequumlente em toda a populaccedilatildeo
Considerados toacutexicos o lanccedilamento desses resiacuteduos em lixotildees nas margens das estradas ou em terrenos baldios compromete a qualidade ambiental e de vida da populaccedilatildeo Os resiacuteduos pesados quando aterrados migram para partes mais profundas do solo Com isso podem atingir o lenccedilol freaacutetico contaminando a flora e a fauna das regiotildees proacuteximas e ainda causar doenccedilas que variam de lesotildees cerebrais a disfunccedilotildees renais e pulmonares passando por distuacuterbios visuais e
44
anemia Segundo a Resoluccedilatildeo 257 os fabricantes e importadores satildeo os responsaacuteveis pelo recolhimento do material e sua destinaccedilatildeo final o que deve ser fiscalizado pelos oacutergatildeos puacuteblicos ambientais Mas em Cuiabaacute apesar do site do Ministeacuterio do Meio Ambiente indicar o endereccedilo de 28 postos nenhum deles efetua o recolhimento apenas duas empresas de celulares recolhem as baterias em seus postos de venda (Vivo e Americel) e a fiscalizaccedilatildeo do Ibama eacute inexistente A Resoluccedilatildeo estabelece que as pilhas e baterias apoacutes o seu esgotamento energeacutetico devem ser entregues pelos usuaacuterios aos estabelecimentos que as comercializam ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelas respectivas induacutestrias Estas por sua vez devem repassaacute-las aos fabricantes e importadores para que passem por procedimentos de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final ambientalmente adequada No artigo 13deg estaacute previsto que as pilhas e baterias que atenderem aos limites previstos no artigo 6deg podem ser dispostas juntamente com os resiacuteduos domiciliares em aterros sanitaacuterios licenciados Mas por falta de aterros licenciados a maior parte das baterias e pilhas usadas continuam tendo os lixotildees irregulares como destino significando um risco para o meio ambiente e para as pessoas Apenas 30 destes resiacuteduos satildeo reciclados No Brasil uma empresa chamada Suzaquim anuncia que deteacutem um processo de reciclagem de baterias
Dependendo do material de que satildeo constituiacutedas pilhas e baterias podem ser jogadas em lixo domeacutestico As pilhas secas composta por zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs as mais consumidas para uso domeacutestico tecircm em sua maioria operado nos limites estabelecidos pelo artigo 6deg da Resoluccedilatildeo 257 As baterias de telefone sem fio de filmadoras de celular ou outros tipos normalmente recarregaacuteveis devem ser devolvidas agraves lojas Os fabricantes estatildeo obrigados a informar nas embalagens a necessidade ou natildeo de devoluccedilatildeo
O Brasil produz cerca de 800 milhotildees de pilhas comuns por ano o que representa seis unidades por habitante Deve-se lembrar que uma uacutenica pilha contamina o solo durante 50 anos Circulam anualmente 10 milhotildees de baterias de celular 12 milhotildees de baterias automotivas e 200 mil baterias industriais Do total de pilhas e baterias consumidas no paiacutes quase 70 satildeo constituiacutedas principalmente por zinco e caacutedmio aproximadamente 30 por amocircnia e manganecircs Ao se desfazer de pilhas e baterias usadas em local inadequado pode-se contaminar o solo a aacutegua e o ar Atraveacutes da cadeia alimentar esse produto chega aos seres humanos causando doenccedilas que afetam o sistema nervoso central Todos satildeo considerados bioacumulativos - acumula-se no organismo ao longo do tempo
RECICLAVEISCOMBR
Texto 2 Metais pesados contaminam meio ambiente e oferecem riscos agrave
sauacutede puacuteblica
Estima-se que cada bateria ou pilha depositada de forma inadequada no meio
ambiente contamine uma aacuterea de um metro quadrado Entretanto o dano ambiental
45
pode ser maior se a quantidade desses equipamentos jogados em lixotildees for muito
alta
A dissoluccedilatildeo de metais pesados depositados em aterros
sanitaacuterios improacuteprios pode contaminar lenccediloacuteis freaacuteticos e o
ambiente local Em aterros a dissoluccedilatildeo dos metais eacute mais faacutecil
devido agrave acidez da aacuterea Isso facilita a acumulaccedilatildeo de metais
pesados na cadeia alimentar atraveacutes da contaminaccedilatildeo de
animais e vegetais que podem causar a intoxicaccedilatildeo de seres humanos que venham
a consumir esses alimentos afetados Metais pesados como chumbo caacutedmio
mercuacuterio e seus compostos podem provocar graves doenccedilas neuroloacutegicas aleacutem de
afetar a condiccedilatildeo motora
Pilhas e baterias comuns (pequenas usadas em raacutedios por exemplo) podem
ser descartadas no lixo domeacutestico de acordo com a determinaccedilatildeo do Conama No
entanto a professora Andreacutea Bernardes do Departamento de Engenharia de
Materiais da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) avalia que esses
produtos que acabam sendo depositados em aterros sanitaacuterios soacute poderiam ser
descartados nestes locais se houvesse o tratamento adequado do chorume
(substacircncia liacutequida encontrada em lixotildees) O chorume contaminado com metais
pesados contaminaraacute tambeacutem a terra e os lenccediloacuteis freaacuteticos
Marcelo Furtado coordenador da aacuterea de substacircncias toacutexicas do
Greenpeace vecirc com bons olhos a determinaccedilatildeo do Conama A iniciativa serve
como incentivo para que as empresas passem a reduzir o uso de substacircncias
toacutexicas para evitar todo o processo de recolhimento de baterias e pilhas usadas
diz Ele lembra que a tendecircncia eacute que substacircncias reciclaacuteveis sejam usadas cada
vez mais para que a reutilizaccedilatildeo dos produtos seja constante
Danilo FantinelRedaccedilatildeo Terra
Questotildees para anaacutelise do texto
6 Cite algumas das questotildees ambientais relacionadas ao uso de pilhas e baterias Qual deve ser a postura da populaccedilatildeo em relaccedilatildeo a essas questotildees 7 Com base na legislaccedilatildeo apresentada explique como deve ser feito o descarte de pilhas e baterias Quais impecilhos poderatildeo dificultar o cumprimento da lei 8 Qual o destino que deve ser dado agraves pilhas que seratildeo descartadas Existem formas de reciclagem Quais 9 Considerando os impactos ambientais que podem ocorrer do descarte inadequado das pilhas e baterias qual a sua opiniatildeo sobre o uso delas Existe uma ideal Explique 10 Vocecirc acha que hoje eacute possiacutevel sobrevivermos sem o uso de pilhas e baterias
46
Atividade 3 Trechos do filme WALL-E
Converse com o seu professor sobre o filme a ser assistido na escola caso natildeo seja possiacutevel assista o filme em casa para auxiliaacute-lo nessa atividade
Questotildees para sala de aula reflexatildeo dos assuntos abordados no filme
5 Sente-se um escravo da tecnologia atual ( especificamente aqueles que em curto espaccedilo de tempo geram lixo eletrocircnico tais como celular Ipod Iphone etc) 6 Ficou sensibilizado sobre a quantidade de lixo eletrocircnico que o homem produz 7 Haacute uma remota possibilidade de o Planeta ser recuperado 8 Qual a sua opiniatildeo sobre a mensagem que o filme Wall-E passa 9 Viacutedeo WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97
minutos) som e cor
Situaccedilatildeo de aprendizagem 2 - Que tipos de materiais existem em uma pilha que
a classifique como poluidora do meio ambiente
Apoacutes a visatildeo do que vocecirc teve do filme e discussatildeo de trechos que falam sobre
impactos ambientais provocados pelo mau descarte de pilhas e baterias vocecirc
imagina quais seriam os agentes contaminantes
Atividade 1 Experimento demonstrativo ndash Desmontagem de uma pilha
No inicio da aula entregue para o seu professor um desenho que demonstre os
componentes que estruturam uma pilha
Apoacutes o teacutermino da desmontagem faccedila um novo desenho colocando aquilo que vocecirc
observou Compare o primeiro com o segundo desenho e em poucas linhas
descreva o que mais lhe chamou a atenccedilatildeo
Atividade 2 Buscando orientaccedilotildees com o professor para trabalho de
pesquisa
Leve para sala de aula revistas jornaislivros e mateacuterias de internet trazendo
informaccedilotildees sobre pilha ecologicamente correta
Atividade 3 Reciclagem de pilhas
47
Apoacutes a viacutedeoaula sobre a reciclagem de pilhas elabore um artigo de opiniatildeo sobre
a importacircncia da reciclagem de pilhas em favor do meio ambiente e a necessidade
de maiores investimentos nessa aacuterea Ao final entregue a seu professor
Atividade 4 Pesquisa em grupo Pilha ideal
A partir de uma preacutevia busca em revistas jornais livros e internet procure obter
informaccedilotildees sobre uma pilha ideal
Atividade 5 Escolha da Pilha ideal
Apresente o material para o professor e os seus colegas para que seja feita a
escolha da melhor ideia
Questotildees para anaacutelise das ideacuteias sobre pilha ideal
5 Eacute possiacutevel produzir energia eleacutetrica atraveacutes de uma transformaccedilatildeo quiacutemica
6 Explique o surgimento da energia eleacutetrica nas transformaccedilotildees quiacutemicas
7 Podemos montar uma pilha ecologicamente correta
8 O funcionamento de uma pilha soacute acontece atraveacutes de transformaccedilatildeo quiacutemica Explique
Situaccedilatildeo de aprendizagem 3- O lado cientiacutefico da Pilha
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem permitiraacute a vocecirc compreender melhor o
funcionamento de uma pilha( conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
) e a produccedilatildeo de novos materiais atraveacutes da eletrolise (conversatildeo natildeo espontacircnea
energia eleacutetrica em quiacutemica) com experimentos Para essa situaccedilatildeo eacute importante
que vocecirc observe e anote em seu caderno tudo que se alterou
48
Atividade 1 O experimento da pilha do Daniel
Questotildees que podem auxiliaacute-lo durante a execuccedilatildeo do experimento
6 As placas mudaram de cor apoacutes serem mergulhadas na soluccedilatildeo Explique
7 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
8 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
9 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
7 Limpar as placas com palha de accedilo
49
8 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 9 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 10 Interligar os dois potes com a ponte salina 11 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 12 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e
transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo
PauloEdusp 1998
Atividade 2 Anaacutelise sobre experimento
Questotildees sobre o experimento
9 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 10 Como a energia eleacutetrica foi obtida 11 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 12 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 13 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 14 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 15 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 16 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha
UM POUCO DE ELETROQUIMICA
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A eletroquiacutemica estuda o aproveitamento da transferecircncia de eleacutetrons entre
diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-
versa
Pilhas conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
Eletroacutelise conversatildeo natildeo espontacircnea de energia eleacutetrica em quiacutemica
A seguir estatildeo descritos alguns termos que apareceratildeo no estudo da eletroquiacutemica
ELETRODOS Satildeo assim chamadas as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com
a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica
AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
ENTRA na soluccedilatildeo
CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
DEIXA a soluccedilatildeo
d) ELETROacuteLITOS Satildeo assim chamadas todas as soluccedilotildees que CONDUZEM a
corrente eleacutetrica
e) IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na
soluccedilatildeo
AcircNODO Eletrodo do qual saem os eleacutetrons para o circuito externo da ceacutelula
CAacuteTODO Eletrodo no qual entram os eleacutetrons atraveacutes do circuito externo da ceacutelula
f) CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que
conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e
mergulhados num eletroacutelito
Resumindo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons ( diminuiccedilatildeo de Nox)
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons ( aumento de Nox)
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida (Nox aumenta)
Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz (Nox diminui)
O redutor reduz o oxidante
O oxidante oxida o redutor
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em
energia eleacutetrica
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Cada substacircncia possui uma maior ou menor tendecircncia de perder eleacutetrons
tendecircncia esta chamada de Potencial de Oxidaccedilatildeo Deste modo uma substacircncia X
que tenha um potencial de oxidaccedilatildeo maior que uma substacircncia Y iraacute perder seus
eleacutetrons gradativamente para esta substacircncia se as duas estiverem juntas
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do
52
eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu++ Isso provocaraacute diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
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Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
Atividade 3 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o
experimento da pilha de Daniel
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas
dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os
relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em
eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e
conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em
sete itens principais
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Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve
comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos
resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo
do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos
objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser
esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram
utilizados no experimento
32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute
apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela
caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o
experimento
10 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a
profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno
Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos
pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
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Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento
e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na
redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os
objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem
de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed
Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo
de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO
BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro
ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2
ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte
das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos
ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos
Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o
aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Atividade 1 Montagem de um Mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias vocecirc poderaacute construir
o seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo em que vocecirc iraacute aplicar o que
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aprendeu preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo na entrada da
escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas
sobre o assunto estudado Orientado pelo seu professor vocecirc desenvolveraacute accedilotildees
sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre
o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente Poderaacute tambeacutem
compor muacutesicas sobre os assuntos abordados
Atividade 2 Montagem de um Portifolio
Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-
avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos
ao longo do bimestre de modo que venha justificar a questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil
toneladas de lixo eletrocircnico por hora dentro deste destacam-se pilhas e
baterias Este lixo eacute jogado na natureza provocando vaacuterios problemas
ambientais Quais os problemas ambientais que as pilhas e baterias provocam
na natureza e como podemos evitaacute-losrdquo citada no inicio do bimestre
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REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
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baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Conteuacutedo e temas impactos ambientais relacionado ao uso de pilhas e baterias
Competecircncias e habilidades identificar os impactos ambientais causados pelo descarte inadequado de pilhas e baterias avaliar como a composiccedilatildeo das pilhas pode causar possiacuteveis impactos relacionar os impactos causados pelas induacutestrias nos processos de eletroacutelise refletir sobre a importacircncia da adoccedilatildeo de posturas conscientes com relaccedilatildeo ao consumo e descarte de pilhas e baterias
Estrateacutegias elaboraccedilatildeo de mural produccedilatildeo de folder
Recursos biombos para anexar material produzido cartolinas fitas adesivas
Avaliaccedilatildeo participaccedilatildeo e envolvimento
Nuacutemero de aulas 3
AULA 1 Elaboraccedilatildeo de mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias os alunos finalizaratildeo a segunda etapa desta unidade didaacutetica construindo seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo Nesse momento comeccedila-se a desenvolver a terceira etapa dessa unidade ( que eacute uma das mais importantes)pois os alunos iratildeo aplicar o que aprenderam preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo em um local estrateacutegico da escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas sobre o assunto estudado O nosso estudante nesta etapa final da unidade temaacutetica poderaacute desenvolver accedilotildees sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente e tambeacutem composiccedilatildeo de muacutesicas sobre os assuntos abordados
AULA 2 A escola como ponto de coleta de pilhas e baterias
Os alunos apoacutes terem finalizado o trabalho da aula anterior poderatildeo distribuir agrave comunidade o material confeccionado sensibilizando-a buscando parcerias para que a escola seja um ponto de coleta desses materiais pois somente com accedilotildees dessa natureza podemos acreditar que possam desenvolver a accedilatildeo social e ambiental desejada
AULA 3 Retomada das questotildees diagnoacutesticas poacutes desenvolvimento da unidade didaacutetica
Eacute importante retomar as questotildees aplicadas no iniacutecio dessa unidade pois somente assim teremos a certeza do quanto os alunos assimilaram de conhecimento cientiacutefico Muito importante nesse momento tambeacutem eacute poder avaliaacute-los como indiviacuteduos atuantes na sociedade
AULA 4 Avaliaccedilatildeo final
40
Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos (sugere-se que contenha mapa conceitual dos conteuacutedos apreendidos) e devolutiva das questotildees comentadas
Consideraccedilotildees finais
A eletroquiacutemica trabalhada da forma que estaacute sendo apresentada nessa unidade didaacutetica leva o aluno a adquirir conhecimentos de maneira significativa O ensino atraveacutes da experimentaccedilatildeo o faraacute tirar suas proacuteprias conclusotildees e ter um aprendizado real produzindo nele mudanccedila de postura diante dos fatos observados refletindo e opinando criticamente frente a informaccedilotildees que poderaacute encontrar doravante sobre o assunto
A participaccedilatildeo e a integraccedilatildeo do aluno nas aulas tecircm que ser consideradas ponto de partida para que o mesmo possa compreender que as transformaccedilotildees quiacutemicas fazem parte do seu cotidiano Toda tecnologia existente eacute produto dessas transformaccedilotildees
Finalizando o estudo dessa unidade espera-se que o aluno natildeo soacute compreenda a importacircncia das transformaccedilotildees quiacutemicas mas que esteja envolvido a ponto de adotar uma postura responsaacutevel em relaccedilatildeo aos impactos ambientais causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e baterias e dentro dessa nova postura possa tomar decisotildees e atuar de forma eacutetica no meio em que vive
REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
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9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
14- Programa de ensino para jovens e adultos escola da juventude Ciecircncias da Natureza Matemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemica Editora Iacutecone Ltda Satildeo Paulo
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Imagem maisumtekofileswordpresscom
2009
Katia Regina Varela Roa-DE SUZANO
Gilson Silva ndashDE CAEIRAS
Leonardo Bassi Ubeda das Neves-DE SUZANO
Massuko Sawayama Warigoda-DE MOGI DAS
CRUZES
GEPEQ- USP CURSO DE FORMACcedilAtildeO
CONTINUADA DE PROFESSORES 2008 2009
28082009
PILHAS E BATERIAS USOS E DESCARTES X IMPACTOS AMBIENTAIS Caderno do aluno
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Situaccedilatildeo de aprendizagem 1- As pilhas e baterias que fazem parte do nosso lixo eletrocircnico podem ser prejudiciais ao ser humano
Por meio desta primeira situaccedilatildeo de aprendizagem vocecirc poderaacute reconhecer
que quando descartadas incorretamente pilhas e baterias podem prejudicar o meio
ambiente apesar de indispensaacutevel para o homem E tambeacutem pode comeccedilar a
refletir o porquecirc dessa questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil toneladas de lixo eletrocircnico
por hora dentro deste destacam-se pilhas e baterias Este lixo eacute jogado na
natureza provocando vaacuterios problemas ambientais Quais os problemas
ambientais que as pilhas e baterias provocam na natureza e como podemos
evitaacute-losrdquo
Atividade 1Refletindo sobre pilhas e baterias x impactos ambientais
1 O que vocecirc entende por pilhas E baterias
2 Elas satildeo imprescindiacuteveis na atualidade Onde
3 Existe alguma relaccedilatildeo entre pilha eletricidade e transformaccedilotildees quiacutemicas
4 Que tipo de material(is) vocecirc acha que eacute(satildeo) necessaacuterio(os) para se construir
uma pilha
5 Cite alguns problemas ambientais relacionados ao uso e descarte de pilhas e
baterias Qual deve ser sua postura em relaccedilatildeo a esses problemas
Atividade 2 Pilhas e Baterias x impactos ambientais
Leitura e Anaacutelise de textos
TEXTO 1 Descarte de pilhas e baterias eacute problema seacuterio para meio ambiente
O Brasil eacute o uacutenico paiacutes da Ameacuterica do Sul que regulamenta a fabricaccedilatildeo venda e destinaccedilatildeo final de pilhas e baterias Com a entrada da Resoluccedilatildeo 257 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama) que dispotildee sobre estes resiacuteduos em vigor desde junho de 2001 o Ibama passou a fiscalizar esses limites Ou pelo menos era o que deveria acontecer Em Cuiabaacute por exemplo o gerente do oacutergatildeo Hugo Scheuer declarou natildeo estar a par do assunto mas garantiu ser este seu proacuteximo objetivo por considerar o descarte destes resiacuteduos um problema de grande amplitude Mas enquanto isso o que fazer com pilhas e baterias principalmente as de celulares quando acabam Esta duacutevida eacute frequumlente em toda a populaccedilatildeo
Considerados toacutexicos o lanccedilamento desses resiacuteduos em lixotildees nas margens das estradas ou em terrenos baldios compromete a qualidade ambiental e de vida da populaccedilatildeo Os resiacuteduos pesados quando aterrados migram para partes mais profundas do solo Com isso podem atingir o lenccedilol freaacutetico contaminando a flora e a fauna das regiotildees proacuteximas e ainda causar doenccedilas que variam de lesotildees cerebrais a disfunccedilotildees renais e pulmonares passando por distuacuterbios visuais e
44
anemia Segundo a Resoluccedilatildeo 257 os fabricantes e importadores satildeo os responsaacuteveis pelo recolhimento do material e sua destinaccedilatildeo final o que deve ser fiscalizado pelos oacutergatildeos puacuteblicos ambientais Mas em Cuiabaacute apesar do site do Ministeacuterio do Meio Ambiente indicar o endereccedilo de 28 postos nenhum deles efetua o recolhimento apenas duas empresas de celulares recolhem as baterias em seus postos de venda (Vivo e Americel) e a fiscalizaccedilatildeo do Ibama eacute inexistente A Resoluccedilatildeo estabelece que as pilhas e baterias apoacutes o seu esgotamento energeacutetico devem ser entregues pelos usuaacuterios aos estabelecimentos que as comercializam ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelas respectivas induacutestrias Estas por sua vez devem repassaacute-las aos fabricantes e importadores para que passem por procedimentos de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final ambientalmente adequada No artigo 13deg estaacute previsto que as pilhas e baterias que atenderem aos limites previstos no artigo 6deg podem ser dispostas juntamente com os resiacuteduos domiciliares em aterros sanitaacuterios licenciados Mas por falta de aterros licenciados a maior parte das baterias e pilhas usadas continuam tendo os lixotildees irregulares como destino significando um risco para o meio ambiente e para as pessoas Apenas 30 destes resiacuteduos satildeo reciclados No Brasil uma empresa chamada Suzaquim anuncia que deteacutem um processo de reciclagem de baterias
Dependendo do material de que satildeo constituiacutedas pilhas e baterias podem ser jogadas em lixo domeacutestico As pilhas secas composta por zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs as mais consumidas para uso domeacutestico tecircm em sua maioria operado nos limites estabelecidos pelo artigo 6deg da Resoluccedilatildeo 257 As baterias de telefone sem fio de filmadoras de celular ou outros tipos normalmente recarregaacuteveis devem ser devolvidas agraves lojas Os fabricantes estatildeo obrigados a informar nas embalagens a necessidade ou natildeo de devoluccedilatildeo
O Brasil produz cerca de 800 milhotildees de pilhas comuns por ano o que representa seis unidades por habitante Deve-se lembrar que uma uacutenica pilha contamina o solo durante 50 anos Circulam anualmente 10 milhotildees de baterias de celular 12 milhotildees de baterias automotivas e 200 mil baterias industriais Do total de pilhas e baterias consumidas no paiacutes quase 70 satildeo constituiacutedas principalmente por zinco e caacutedmio aproximadamente 30 por amocircnia e manganecircs Ao se desfazer de pilhas e baterias usadas em local inadequado pode-se contaminar o solo a aacutegua e o ar Atraveacutes da cadeia alimentar esse produto chega aos seres humanos causando doenccedilas que afetam o sistema nervoso central Todos satildeo considerados bioacumulativos - acumula-se no organismo ao longo do tempo
RECICLAVEISCOMBR
Texto 2 Metais pesados contaminam meio ambiente e oferecem riscos agrave
sauacutede puacuteblica
Estima-se que cada bateria ou pilha depositada de forma inadequada no meio
ambiente contamine uma aacuterea de um metro quadrado Entretanto o dano ambiental
45
pode ser maior se a quantidade desses equipamentos jogados em lixotildees for muito
alta
A dissoluccedilatildeo de metais pesados depositados em aterros
sanitaacuterios improacuteprios pode contaminar lenccediloacuteis freaacuteticos e o
ambiente local Em aterros a dissoluccedilatildeo dos metais eacute mais faacutecil
devido agrave acidez da aacuterea Isso facilita a acumulaccedilatildeo de metais
pesados na cadeia alimentar atraveacutes da contaminaccedilatildeo de
animais e vegetais que podem causar a intoxicaccedilatildeo de seres humanos que venham
a consumir esses alimentos afetados Metais pesados como chumbo caacutedmio
mercuacuterio e seus compostos podem provocar graves doenccedilas neuroloacutegicas aleacutem de
afetar a condiccedilatildeo motora
Pilhas e baterias comuns (pequenas usadas em raacutedios por exemplo) podem
ser descartadas no lixo domeacutestico de acordo com a determinaccedilatildeo do Conama No
entanto a professora Andreacutea Bernardes do Departamento de Engenharia de
Materiais da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) avalia que esses
produtos que acabam sendo depositados em aterros sanitaacuterios soacute poderiam ser
descartados nestes locais se houvesse o tratamento adequado do chorume
(substacircncia liacutequida encontrada em lixotildees) O chorume contaminado com metais
pesados contaminaraacute tambeacutem a terra e os lenccediloacuteis freaacuteticos
Marcelo Furtado coordenador da aacuterea de substacircncias toacutexicas do
Greenpeace vecirc com bons olhos a determinaccedilatildeo do Conama A iniciativa serve
como incentivo para que as empresas passem a reduzir o uso de substacircncias
toacutexicas para evitar todo o processo de recolhimento de baterias e pilhas usadas
diz Ele lembra que a tendecircncia eacute que substacircncias reciclaacuteveis sejam usadas cada
vez mais para que a reutilizaccedilatildeo dos produtos seja constante
Danilo FantinelRedaccedilatildeo Terra
Questotildees para anaacutelise do texto
6 Cite algumas das questotildees ambientais relacionadas ao uso de pilhas e baterias Qual deve ser a postura da populaccedilatildeo em relaccedilatildeo a essas questotildees 7 Com base na legislaccedilatildeo apresentada explique como deve ser feito o descarte de pilhas e baterias Quais impecilhos poderatildeo dificultar o cumprimento da lei 8 Qual o destino que deve ser dado agraves pilhas que seratildeo descartadas Existem formas de reciclagem Quais 9 Considerando os impactos ambientais que podem ocorrer do descarte inadequado das pilhas e baterias qual a sua opiniatildeo sobre o uso delas Existe uma ideal Explique 10 Vocecirc acha que hoje eacute possiacutevel sobrevivermos sem o uso de pilhas e baterias
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Atividade 3 Trechos do filme WALL-E
Converse com o seu professor sobre o filme a ser assistido na escola caso natildeo seja possiacutevel assista o filme em casa para auxiliaacute-lo nessa atividade
Questotildees para sala de aula reflexatildeo dos assuntos abordados no filme
5 Sente-se um escravo da tecnologia atual ( especificamente aqueles que em curto espaccedilo de tempo geram lixo eletrocircnico tais como celular Ipod Iphone etc) 6 Ficou sensibilizado sobre a quantidade de lixo eletrocircnico que o homem produz 7 Haacute uma remota possibilidade de o Planeta ser recuperado 8 Qual a sua opiniatildeo sobre a mensagem que o filme Wall-E passa 9 Viacutedeo WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97
minutos) som e cor
Situaccedilatildeo de aprendizagem 2 - Que tipos de materiais existem em uma pilha que
a classifique como poluidora do meio ambiente
Apoacutes a visatildeo do que vocecirc teve do filme e discussatildeo de trechos que falam sobre
impactos ambientais provocados pelo mau descarte de pilhas e baterias vocecirc
imagina quais seriam os agentes contaminantes
Atividade 1 Experimento demonstrativo ndash Desmontagem de uma pilha
No inicio da aula entregue para o seu professor um desenho que demonstre os
componentes que estruturam uma pilha
Apoacutes o teacutermino da desmontagem faccedila um novo desenho colocando aquilo que vocecirc
observou Compare o primeiro com o segundo desenho e em poucas linhas
descreva o que mais lhe chamou a atenccedilatildeo
Atividade 2 Buscando orientaccedilotildees com o professor para trabalho de
pesquisa
Leve para sala de aula revistas jornaislivros e mateacuterias de internet trazendo
informaccedilotildees sobre pilha ecologicamente correta
Atividade 3 Reciclagem de pilhas
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Apoacutes a viacutedeoaula sobre a reciclagem de pilhas elabore um artigo de opiniatildeo sobre
a importacircncia da reciclagem de pilhas em favor do meio ambiente e a necessidade
de maiores investimentos nessa aacuterea Ao final entregue a seu professor
Atividade 4 Pesquisa em grupo Pilha ideal
A partir de uma preacutevia busca em revistas jornais livros e internet procure obter
informaccedilotildees sobre uma pilha ideal
Atividade 5 Escolha da Pilha ideal
Apresente o material para o professor e os seus colegas para que seja feita a
escolha da melhor ideia
Questotildees para anaacutelise das ideacuteias sobre pilha ideal
5 Eacute possiacutevel produzir energia eleacutetrica atraveacutes de uma transformaccedilatildeo quiacutemica
6 Explique o surgimento da energia eleacutetrica nas transformaccedilotildees quiacutemicas
7 Podemos montar uma pilha ecologicamente correta
8 O funcionamento de uma pilha soacute acontece atraveacutes de transformaccedilatildeo quiacutemica Explique
Situaccedilatildeo de aprendizagem 3- O lado cientiacutefico da Pilha
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem permitiraacute a vocecirc compreender melhor o
funcionamento de uma pilha( conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
) e a produccedilatildeo de novos materiais atraveacutes da eletrolise (conversatildeo natildeo espontacircnea
energia eleacutetrica em quiacutemica) com experimentos Para essa situaccedilatildeo eacute importante
que vocecirc observe e anote em seu caderno tudo que se alterou
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Atividade 1 O experimento da pilha do Daniel
Questotildees que podem auxiliaacute-lo durante a execuccedilatildeo do experimento
6 As placas mudaram de cor apoacutes serem mergulhadas na soluccedilatildeo Explique
7 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
8 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
9 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
7 Limpar as placas com palha de accedilo
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8 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 9 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 10 Interligar os dois potes com a ponte salina 11 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 12 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e
transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo
PauloEdusp 1998
Atividade 2 Anaacutelise sobre experimento
Questotildees sobre o experimento
9 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 10 Como a energia eleacutetrica foi obtida 11 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 12 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 13 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 14 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 15 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 16 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha
UM POUCO DE ELETROQUIMICA
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A eletroquiacutemica estuda o aproveitamento da transferecircncia de eleacutetrons entre
diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-
versa
Pilhas conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
Eletroacutelise conversatildeo natildeo espontacircnea de energia eleacutetrica em quiacutemica
A seguir estatildeo descritos alguns termos que apareceratildeo no estudo da eletroquiacutemica
ELETRODOS Satildeo assim chamadas as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com
a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica
AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
ENTRA na soluccedilatildeo
CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
DEIXA a soluccedilatildeo
d) ELETROacuteLITOS Satildeo assim chamadas todas as soluccedilotildees que CONDUZEM a
corrente eleacutetrica
e) IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na
soluccedilatildeo
AcircNODO Eletrodo do qual saem os eleacutetrons para o circuito externo da ceacutelula
CAacuteTODO Eletrodo no qual entram os eleacutetrons atraveacutes do circuito externo da ceacutelula
f) CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que
conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e
mergulhados num eletroacutelito
Resumindo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons ( diminuiccedilatildeo de Nox)
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons ( aumento de Nox)
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida (Nox aumenta)
Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz (Nox diminui)
O redutor reduz o oxidante
O oxidante oxida o redutor
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em
energia eleacutetrica
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Cada substacircncia possui uma maior ou menor tendecircncia de perder eleacutetrons
tendecircncia esta chamada de Potencial de Oxidaccedilatildeo Deste modo uma substacircncia X
que tenha um potencial de oxidaccedilatildeo maior que uma substacircncia Y iraacute perder seus
eleacutetrons gradativamente para esta substacircncia se as duas estiverem juntas
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do
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eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu++ Isso provocaraacute diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
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Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
Atividade 3 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o
experimento da pilha de Daniel
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas
dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os
relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em
eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e
conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em
sete itens principais
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Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve
comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos
resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo
do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos
objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser
esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram
utilizados no experimento
32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute
apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela
caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o
experimento
10 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a
profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno
Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos
pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
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Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento
e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na
redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os
objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem
de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed
Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo
de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO
BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro
ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2
ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte
das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos
ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos
Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o
aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Atividade 1 Montagem de um Mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias vocecirc poderaacute construir
o seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo em que vocecirc iraacute aplicar o que
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aprendeu preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo na entrada da
escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas
sobre o assunto estudado Orientado pelo seu professor vocecirc desenvolveraacute accedilotildees
sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre
o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente Poderaacute tambeacutem
compor muacutesicas sobre os assuntos abordados
Atividade 2 Montagem de um Portifolio
Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-
avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos
ao longo do bimestre de modo que venha justificar a questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil
toneladas de lixo eletrocircnico por hora dentro deste destacam-se pilhas e
baterias Este lixo eacute jogado na natureza provocando vaacuterios problemas
ambientais Quais os problemas ambientais que as pilhas e baterias provocam
na natureza e como podemos evitaacute-losrdquo citada no inicio do bimestre
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REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
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Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos (sugere-se que contenha mapa conceitual dos conteuacutedos apreendidos) e devolutiva das questotildees comentadas
Consideraccedilotildees finais
A eletroquiacutemica trabalhada da forma que estaacute sendo apresentada nessa unidade didaacutetica leva o aluno a adquirir conhecimentos de maneira significativa O ensino atraveacutes da experimentaccedilatildeo o faraacute tirar suas proacuteprias conclusotildees e ter um aprendizado real produzindo nele mudanccedila de postura diante dos fatos observados refletindo e opinando criticamente frente a informaccedilotildees que poderaacute encontrar doravante sobre o assunto
A participaccedilatildeo e a integraccedilatildeo do aluno nas aulas tecircm que ser consideradas ponto de partida para que o mesmo possa compreender que as transformaccedilotildees quiacutemicas fazem parte do seu cotidiano Toda tecnologia existente eacute produto dessas transformaccedilotildees
Finalizando o estudo dessa unidade espera-se que o aluno natildeo soacute compreenda a importacircncia das transformaccedilotildees quiacutemicas mas que esteja envolvido a ponto de adotar uma postura responsaacutevel em relaccedilatildeo aos impactos ambientais causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e baterias e dentro dessa nova postura possa tomar decisotildees e atuar de forma eacutetica no meio em que vive
REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
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9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
14- Programa de ensino para jovens e adultos escola da juventude Ciecircncias da Natureza Matemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemica Editora Iacutecone Ltda Satildeo Paulo
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Imagem maisumtekofileswordpresscom
2009
Katia Regina Varela Roa-DE SUZANO
Gilson Silva ndashDE CAEIRAS
Leonardo Bassi Ubeda das Neves-DE SUZANO
Massuko Sawayama Warigoda-DE MOGI DAS
CRUZES
GEPEQ- USP CURSO DE FORMACcedilAtildeO
CONTINUADA DE PROFESSORES 2008 2009
28082009
PILHAS E BATERIAS USOS E DESCARTES X IMPACTOS AMBIENTAIS Caderno do aluno
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Situaccedilatildeo de aprendizagem 1- As pilhas e baterias que fazem parte do nosso lixo eletrocircnico podem ser prejudiciais ao ser humano
Por meio desta primeira situaccedilatildeo de aprendizagem vocecirc poderaacute reconhecer
que quando descartadas incorretamente pilhas e baterias podem prejudicar o meio
ambiente apesar de indispensaacutevel para o homem E tambeacutem pode comeccedilar a
refletir o porquecirc dessa questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil toneladas de lixo eletrocircnico
por hora dentro deste destacam-se pilhas e baterias Este lixo eacute jogado na
natureza provocando vaacuterios problemas ambientais Quais os problemas
ambientais que as pilhas e baterias provocam na natureza e como podemos
evitaacute-losrdquo
Atividade 1Refletindo sobre pilhas e baterias x impactos ambientais
1 O que vocecirc entende por pilhas E baterias
2 Elas satildeo imprescindiacuteveis na atualidade Onde
3 Existe alguma relaccedilatildeo entre pilha eletricidade e transformaccedilotildees quiacutemicas
4 Que tipo de material(is) vocecirc acha que eacute(satildeo) necessaacuterio(os) para se construir
uma pilha
5 Cite alguns problemas ambientais relacionados ao uso e descarte de pilhas e
baterias Qual deve ser sua postura em relaccedilatildeo a esses problemas
Atividade 2 Pilhas e Baterias x impactos ambientais
Leitura e Anaacutelise de textos
TEXTO 1 Descarte de pilhas e baterias eacute problema seacuterio para meio ambiente
O Brasil eacute o uacutenico paiacutes da Ameacuterica do Sul que regulamenta a fabricaccedilatildeo venda e destinaccedilatildeo final de pilhas e baterias Com a entrada da Resoluccedilatildeo 257 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama) que dispotildee sobre estes resiacuteduos em vigor desde junho de 2001 o Ibama passou a fiscalizar esses limites Ou pelo menos era o que deveria acontecer Em Cuiabaacute por exemplo o gerente do oacutergatildeo Hugo Scheuer declarou natildeo estar a par do assunto mas garantiu ser este seu proacuteximo objetivo por considerar o descarte destes resiacuteduos um problema de grande amplitude Mas enquanto isso o que fazer com pilhas e baterias principalmente as de celulares quando acabam Esta duacutevida eacute frequumlente em toda a populaccedilatildeo
Considerados toacutexicos o lanccedilamento desses resiacuteduos em lixotildees nas margens das estradas ou em terrenos baldios compromete a qualidade ambiental e de vida da populaccedilatildeo Os resiacuteduos pesados quando aterrados migram para partes mais profundas do solo Com isso podem atingir o lenccedilol freaacutetico contaminando a flora e a fauna das regiotildees proacuteximas e ainda causar doenccedilas que variam de lesotildees cerebrais a disfunccedilotildees renais e pulmonares passando por distuacuterbios visuais e
44
anemia Segundo a Resoluccedilatildeo 257 os fabricantes e importadores satildeo os responsaacuteveis pelo recolhimento do material e sua destinaccedilatildeo final o que deve ser fiscalizado pelos oacutergatildeos puacuteblicos ambientais Mas em Cuiabaacute apesar do site do Ministeacuterio do Meio Ambiente indicar o endereccedilo de 28 postos nenhum deles efetua o recolhimento apenas duas empresas de celulares recolhem as baterias em seus postos de venda (Vivo e Americel) e a fiscalizaccedilatildeo do Ibama eacute inexistente A Resoluccedilatildeo estabelece que as pilhas e baterias apoacutes o seu esgotamento energeacutetico devem ser entregues pelos usuaacuterios aos estabelecimentos que as comercializam ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelas respectivas induacutestrias Estas por sua vez devem repassaacute-las aos fabricantes e importadores para que passem por procedimentos de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final ambientalmente adequada No artigo 13deg estaacute previsto que as pilhas e baterias que atenderem aos limites previstos no artigo 6deg podem ser dispostas juntamente com os resiacuteduos domiciliares em aterros sanitaacuterios licenciados Mas por falta de aterros licenciados a maior parte das baterias e pilhas usadas continuam tendo os lixotildees irregulares como destino significando um risco para o meio ambiente e para as pessoas Apenas 30 destes resiacuteduos satildeo reciclados No Brasil uma empresa chamada Suzaquim anuncia que deteacutem um processo de reciclagem de baterias
Dependendo do material de que satildeo constituiacutedas pilhas e baterias podem ser jogadas em lixo domeacutestico As pilhas secas composta por zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs as mais consumidas para uso domeacutestico tecircm em sua maioria operado nos limites estabelecidos pelo artigo 6deg da Resoluccedilatildeo 257 As baterias de telefone sem fio de filmadoras de celular ou outros tipos normalmente recarregaacuteveis devem ser devolvidas agraves lojas Os fabricantes estatildeo obrigados a informar nas embalagens a necessidade ou natildeo de devoluccedilatildeo
O Brasil produz cerca de 800 milhotildees de pilhas comuns por ano o que representa seis unidades por habitante Deve-se lembrar que uma uacutenica pilha contamina o solo durante 50 anos Circulam anualmente 10 milhotildees de baterias de celular 12 milhotildees de baterias automotivas e 200 mil baterias industriais Do total de pilhas e baterias consumidas no paiacutes quase 70 satildeo constituiacutedas principalmente por zinco e caacutedmio aproximadamente 30 por amocircnia e manganecircs Ao se desfazer de pilhas e baterias usadas em local inadequado pode-se contaminar o solo a aacutegua e o ar Atraveacutes da cadeia alimentar esse produto chega aos seres humanos causando doenccedilas que afetam o sistema nervoso central Todos satildeo considerados bioacumulativos - acumula-se no organismo ao longo do tempo
RECICLAVEISCOMBR
Texto 2 Metais pesados contaminam meio ambiente e oferecem riscos agrave
sauacutede puacuteblica
Estima-se que cada bateria ou pilha depositada de forma inadequada no meio
ambiente contamine uma aacuterea de um metro quadrado Entretanto o dano ambiental
45
pode ser maior se a quantidade desses equipamentos jogados em lixotildees for muito
alta
A dissoluccedilatildeo de metais pesados depositados em aterros
sanitaacuterios improacuteprios pode contaminar lenccediloacuteis freaacuteticos e o
ambiente local Em aterros a dissoluccedilatildeo dos metais eacute mais faacutecil
devido agrave acidez da aacuterea Isso facilita a acumulaccedilatildeo de metais
pesados na cadeia alimentar atraveacutes da contaminaccedilatildeo de
animais e vegetais que podem causar a intoxicaccedilatildeo de seres humanos que venham
a consumir esses alimentos afetados Metais pesados como chumbo caacutedmio
mercuacuterio e seus compostos podem provocar graves doenccedilas neuroloacutegicas aleacutem de
afetar a condiccedilatildeo motora
Pilhas e baterias comuns (pequenas usadas em raacutedios por exemplo) podem
ser descartadas no lixo domeacutestico de acordo com a determinaccedilatildeo do Conama No
entanto a professora Andreacutea Bernardes do Departamento de Engenharia de
Materiais da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) avalia que esses
produtos que acabam sendo depositados em aterros sanitaacuterios soacute poderiam ser
descartados nestes locais se houvesse o tratamento adequado do chorume
(substacircncia liacutequida encontrada em lixotildees) O chorume contaminado com metais
pesados contaminaraacute tambeacutem a terra e os lenccediloacuteis freaacuteticos
Marcelo Furtado coordenador da aacuterea de substacircncias toacutexicas do
Greenpeace vecirc com bons olhos a determinaccedilatildeo do Conama A iniciativa serve
como incentivo para que as empresas passem a reduzir o uso de substacircncias
toacutexicas para evitar todo o processo de recolhimento de baterias e pilhas usadas
diz Ele lembra que a tendecircncia eacute que substacircncias reciclaacuteveis sejam usadas cada
vez mais para que a reutilizaccedilatildeo dos produtos seja constante
Danilo FantinelRedaccedilatildeo Terra
Questotildees para anaacutelise do texto
6 Cite algumas das questotildees ambientais relacionadas ao uso de pilhas e baterias Qual deve ser a postura da populaccedilatildeo em relaccedilatildeo a essas questotildees 7 Com base na legislaccedilatildeo apresentada explique como deve ser feito o descarte de pilhas e baterias Quais impecilhos poderatildeo dificultar o cumprimento da lei 8 Qual o destino que deve ser dado agraves pilhas que seratildeo descartadas Existem formas de reciclagem Quais 9 Considerando os impactos ambientais que podem ocorrer do descarte inadequado das pilhas e baterias qual a sua opiniatildeo sobre o uso delas Existe uma ideal Explique 10 Vocecirc acha que hoje eacute possiacutevel sobrevivermos sem o uso de pilhas e baterias
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Atividade 3 Trechos do filme WALL-E
Converse com o seu professor sobre o filme a ser assistido na escola caso natildeo seja possiacutevel assista o filme em casa para auxiliaacute-lo nessa atividade
Questotildees para sala de aula reflexatildeo dos assuntos abordados no filme
5 Sente-se um escravo da tecnologia atual ( especificamente aqueles que em curto espaccedilo de tempo geram lixo eletrocircnico tais como celular Ipod Iphone etc) 6 Ficou sensibilizado sobre a quantidade de lixo eletrocircnico que o homem produz 7 Haacute uma remota possibilidade de o Planeta ser recuperado 8 Qual a sua opiniatildeo sobre a mensagem que o filme Wall-E passa 9 Viacutedeo WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97
minutos) som e cor
Situaccedilatildeo de aprendizagem 2 - Que tipos de materiais existem em uma pilha que
a classifique como poluidora do meio ambiente
Apoacutes a visatildeo do que vocecirc teve do filme e discussatildeo de trechos que falam sobre
impactos ambientais provocados pelo mau descarte de pilhas e baterias vocecirc
imagina quais seriam os agentes contaminantes
Atividade 1 Experimento demonstrativo ndash Desmontagem de uma pilha
No inicio da aula entregue para o seu professor um desenho que demonstre os
componentes que estruturam uma pilha
Apoacutes o teacutermino da desmontagem faccedila um novo desenho colocando aquilo que vocecirc
observou Compare o primeiro com o segundo desenho e em poucas linhas
descreva o que mais lhe chamou a atenccedilatildeo
Atividade 2 Buscando orientaccedilotildees com o professor para trabalho de
pesquisa
Leve para sala de aula revistas jornaislivros e mateacuterias de internet trazendo
informaccedilotildees sobre pilha ecologicamente correta
Atividade 3 Reciclagem de pilhas
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Apoacutes a viacutedeoaula sobre a reciclagem de pilhas elabore um artigo de opiniatildeo sobre
a importacircncia da reciclagem de pilhas em favor do meio ambiente e a necessidade
de maiores investimentos nessa aacuterea Ao final entregue a seu professor
Atividade 4 Pesquisa em grupo Pilha ideal
A partir de uma preacutevia busca em revistas jornais livros e internet procure obter
informaccedilotildees sobre uma pilha ideal
Atividade 5 Escolha da Pilha ideal
Apresente o material para o professor e os seus colegas para que seja feita a
escolha da melhor ideia
Questotildees para anaacutelise das ideacuteias sobre pilha ideal
5 Eacute possiacutevel produzir energia eleacutetrica atraveacutes de uma transformaccedilatildeo quiacutemica
6 Explique o surgimento da energia eleacutetrica nas transformaccedilotildees quiacutemicas
7 Podemos montar uma pilha ecologicamente correta
8 O funcionamento de uma pilha soacute acontece atraveacutes de transformaccedilatildeo quiacutemica Explique
Situaccedilatildeo de aprendizagem 3- O lado cientiacutefico da Pilha
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem permitiraacute a vocecirc compreender melhor o
funcionamento de uma pilha( conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
) e a produccedilatildeo de novos materiais atraveacutes da eletrolise (conversatildeo natildeo espontacircnea
energia eleacutetrica em quiacutemica) com experimentos Para essa situaccedilatildeo eacute importante
que vocecirc observe e anote em seu caderno tudo que se alterou
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Atividade 1 O experimento da pilha do Daniel
Questotildees que podem auxiliaacute-lo durante a execuccedilatildeo do experimento
6 As placas mudaram de cor apoacutes serem mergulhadas na soluccedilatildeo Explique
7 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
8 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
9 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
7 Limpar as placas com palha de accedilo
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8 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 9 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 10 Interligar os dois potes com a ponte salina 11 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 12 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e
transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo
PauloEdusp 1998
Atividade 2 Anaacutelise sobre experimento
Questotildees sobre o experimento
9 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 10 Como a energia eleacutetrica foi obtida 11 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 12 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 13 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 14 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 15 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 16 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha
UM POUCO DE ELETROQUIMICA
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A eletroquiacutemica estuda o aproveitamento da transferecircncia de eleacutetrons entre
diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-
versa
Pilhas conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
Eletroacutelise conversatildeo natildeo espontacircnea de energia eleacutetrica em quiacutemica
A seguir estatildeo descritos alguns termos que apareceratildeo no estudo da eletroquiacutemica
ELETRODOS Satildeo assim chamadas as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com
a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica
AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
ENTRA na soluccedilatildeo
CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
DEIXA a soluccedilatildeo
d) ELETROacuteLITOS Satildeo assim chamadas todas as soluccedilotildees que CONDUZEM a
corrente eleacutetrica
e) IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na
soluccedilatildeo
AcircNODO Eletrodo do qual saem os eleacutetrons para o circuito externo da ceacutelula
CAacuteTODO Eletrodo no qual entram os eleacutetrons atraveacutes do circuito externo da ceacutelula
f) CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que
conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e
mergulhados num eletroacutelito
Resumindo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons ( diminuiccedilatildeo de Nox)
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons ( aumento de Nox)
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida (Nox aumenta)
Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz (Nox diminui)
O redutor reduz o oxidante
O oxidante oxida o redutor
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em
energia eleacutetrica
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Cada substacircncia possui uma maior ou menor tendecircncia de perder eleacutetrons
tendecircncia esta chamada de Potencial de Oxidaccedilatildeo Deste modo uma substacircncia X
que tenha um potencial de oxidaccedilatildeo maior que uma substacircncia Y iraacute perder seus
eleacutetrons gradativamente para esta substacircncia se as duas estiverem juntas
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do
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eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu++ Isso provocaraacute diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
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Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
Atividade 3 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o
experimento da pilha de Daniel
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas
dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os
relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em
eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e
conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em
sete itens principais
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Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve
comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos
resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo
do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos
objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser
esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram
utilizados no experimento
32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute
apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela
caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o
experimento
10 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a
profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno
Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos
pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
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Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento
e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na
redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os
objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem
de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed
Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo
de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO
BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro
ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2
ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte
das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos
ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos
Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o
aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Atividade 1 Montagem de um Mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias vocecirc poderaacute construir
o seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo em que vocecirc iraacute aplicar o que
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aprendeu preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo na entrada da
escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas
sobre o assunto estudado Orientado pelo seu professor vocecirc desenvolveraacute accedilotildees
sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre
o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente Poderaacute tambeacutem
compor muacutesicas sobre os assuntos abordados
Atividade 2 Montagem de um Portifolio
Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-
avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos
ao longo do bimestre de modo que venha justificar a questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil
toneladas de lixo eletrocircnico por hora dentro deste destacam-se pilhas e
baterias Este lixo eacute jogado na natureza provocando vaacuterios problemas
ambientais Quais os problemas ambientais que as pilhas e baterias provocam
na natureza e como podemos evitaacute-losrdquo citada no inicio do bimestre
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REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
41
9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
14- Programa de ensino para jovens e adultos escola da juventude Ciecircncias da Natureza Matemaacutetica e suas tecnologias Quiacutemica Editora Iacutecone Ltda Satildeo Paulo
42
Imagem maisumtekofileswordpresscom
2009
Katia Regina Varela Roa-DE SUZANO
Gilson Silva ndashDE CAEIRAS
Leonardo Bassi Ubeda das Neves-DE SUZANO
Massuko Sawayama Warigoda-DE MOGI DAS
CRUZES
GEPEQ- USP CURSO DE FORMACcedilAtildeO
CONTINUADA DE PROFESSORES 2008 2009
28082009
PILHAS E BATERIAS USOS E DESCARTES X IMPACTOS AMBIENTAIS Caderno do aluno
43
Situaccedilatildeo de aprendizagem 1- As pilhas e baterias que fazem parte do nosso lixo eletrocircnico podem ser prejudiciais ao ser humano
Por meio desta primeira situaccedilatildeo de aprendizagem vocecirc poderaacute reconhecer
que quando descartadas incorretamente pilhas e baterias podem prejudicar o meio
ambiente apesar de indispensaacutevel para o homem E tambeacutem pode comeccedilar a
refletir o porquecirc dessa questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil toneladas de lixo eletrocircnico
por hora dentro deste destacam-se pilhas e baterias Este lixo eacute jogado na
natureza provocando vaacuterios problemas ambientais Quais os problemas
ambientais que as pilhas e baterias provocam na natureza e como podemos
evitaacute-losrdquo
Atividade 1Refletindo sobre pilhas e baterias x impactos ambientais
1 O que vocecirc entende por pilhas E baterias
2 Elas satildeo imprescindiacuteveis na atualidade Onde
3 Existe alguma relaccedilatildeo entre pilha eletricidade e transformaccedilotildees quiacutemicas
4 Que tipo de material(is) vocecirc acha que eacute(satildeo) necessaacuterio(os) para se construir
uma pilha
5 Cite alguns problemas ambientais relacionados ao uso e descarte de pilhas e
baterias Qual deve ser sua postura em relaccedilatildeo a esses problemas
Atividade 2 Pilhas e Baterias x impactos ambientais
Leitura e Anaacutelise de textos
TEXTO 1 Descarte de pilhas e baterias eacute problema seacuterio para meio ambiente
O Brasil eacute o uacutenico paiacutes da Ameacuterica do Sul que regulamenta a fabricaccedilatildeo venda e destinaccedilatildeo final de pilhas e baterias Com a entrada da Resoluccedilatildeo 257 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama) que dispotildee sobre estes resiacuteduos em vigor desde junho de 2001 o Ibama passou a fiscalizar esses limites Ou pelo menos era o que deveria acontecer Em Cuiabaacute por exemplo o gerente do oacutergatildeo Hugo Scheuer declarou natildeo estar a par do assunto mas garantiu ser este seu proacuteximo objetivo por considerar o descarte destes resiacuteduos um problema de grande amplitude Mas enquanto isso o que fazer com pilhas e baterias principalmente as de celulares quando acabam Esta duacutevida eacute frequumlente em toda a populaccedilatildeo
Considerados toacutexicos o lanccedilamento desses resiacuteduos em lixotildees nas margens das estradas ou em terrenos baldios compromete a qualidade ambiental e de vida da populaccedilatildeo Os resiacuteduos pesados quando aterrados migram para partes mais profundas do solo Com isso podem atingir o lenccedilol freaacutetico contaminando a flora e a fauna das regiotildees proacuteximas e ainda causar doenccedilas que variam de lesotildees cerebrais a disfunccedilotildees renais e pulmonares passando por distuacuterbios visuais e
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anemia Segundo a Resoluccedilatildeo 257 os fabricantes e importadores satildeo os responsaacuteveis pelo recolhimento do material e sua destinaccedilatildeo final o que deve ser fiscalizado pelos oacutergatildeos puacuteblicos ambientais Mas em Cuiabaacute apesar do site do Ministeacuterio do Meio Ambiente indicar o endereccedilo de 28 postos nenhum deles efetua o recolhimento apenas duas empresas de celulares recolhem as baterias em seus postos de venda (Vivo e Americel) e a fiscalizaccedilatildeo do Ibama eacute inexistente A Resoluccedilatildeo estabelece que as pilhas e baterias apoacutes o seu esgotamento energeacutetico devem ser entregues pelos usuaacuterios aos estabelecimentos que as comercializam ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelas respectivas induacutestrias Estas por sua vez devem repassaacute-las aos fabricantes e importadores para que passem por procedimentos de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final ambientalmente adequada No artigo 13deg estaacute previsto que as pilhas e baterias que atenderem aos limites previstos no artigo 6deg podem ser dispostas juntamente com os resiacuteduos domiciliares em aterros sanitaacuterios licenciados Mas por falta de aterros licenciados a maior parte das baterias e pilhas usadas continuam tendo os lixotildees irregulares como destino significando um risco para o meio ambiente e para as pessoas Apenas 30 destes resiacuteduos satildeo reciclados No Brasil uma empresa chamada Suzaquim anuncia que deteacutem um processo de reciclagem de baterias
Dependendo do material de que satildeo constituiacutedas pilhas e baterias podem ser jogadas em lixo domeacutestico As pilhas secas composta por zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs as mais consumidas para uso domeacutestico tecircm em sua maioria operado nos limites estabelecidos pelo artigo 6deg da Resoluccedilatildeo 257 As baterias de telefone sem fio de filmadoras de celular ou outros tipos normalmente recarregaacuteveis devem ser devolvidas agraves lojas Os fabricantes estatildeo obrigados a informar nas embalagens a necessidade ou natildeo de devoluccedilatildeo
O Brasil produz cerca de 800 milhotildees de pilhas comuns por ano o que representa seis unidades por habitante Deve-se lembrar que uma uacutenica pilha contamina o solo durante 50 anos Circulam anualmente 10 milhotildees de baterias de celular 12 milhotildees de baterias automotivas e 200 mil baterias industriais Do total de pilhas e baterias consumidas no paiacutes quase 70 satildeo constituiacutedas principalmente por zinco e caacutedmio aproximadamente 30 por amocircnia e manganecircs Ao se desfazer de pilhas e baterias usadas em local inadequado pode-se contaminar o solo a aacutegua e o ar Atraveacutes da cadeia alimentar esse produto chega aos seres humanos causando doenccedilas que afetam o sistema nervoso central Todos satildeo considerados bioacumulativos - acumula-se no organismo ao longo do tempo
RECICLAVEISCOMBR
Texto 2 Metais pesados contaminam meio ambiente e oferecem riscos agrave
sauacutede puacuteblica
Estima-se que cada bateria ou pilha depositada de forma inadequada no meio
ambiente contamine uma aacuterea de um metro quadrado Entretanto o dano ambiental
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pode ser maior se a quantidade desses equipamentos jogados em lixotildees for muito
alta
A dissoluccedilatildeo de metais pesados depositados em aterros
sanitaacuterios improacuteprios pode contaminar lenccediloacuteis freaacuteticos e o
ambiente local Em aterros a dissoluccedilatildeo dos metais eacute mais faacutecil
devido agrave acidez da aacuterea Isso facilita a acumulaccedilatildeo de metais
pesados na cadeia alimentar atraveacutes da contaminaccedilatildeo de
animais e vegetais que podem causar a intoxicaccedilatildeo de seres humanos que venham
a consumir esses alimentos afetados Metais pesados como chumbo caacutedmio
mercuacuterio e seus compostos podem provocar graves doenccedilas neuroloacutegicas aleacutem de
afetar a condiccedilatildeo motora
Pilhas e baterias comuns (pequenas usadas em raacutedios por exemplo) podem
ser descartadas no lixo domeacutestico de acordo com a determinaccedilatildeo do Conama No
entanto a professora Andreacutea Bernardes do Departamento de Engenharia de
Materiais da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) avalia que esses
produtos que acabam sendo depositados em aterros sanitaacuterios soacute poderiam ser
descartados nestes locais se houvesse o tratamento adequado do chorume
(substacircncia liacutequida encontrada em lixotildees) O chorume contaminado com metais
pesados contaminaraacute tambeacutem a terra e os lenccediloacuteis freaacuteticos
Marcelo Furtado coordenador da aacuterea de substacircncias toacutexicas do
Greenpeace vecirc com bons olhos a determinaccedilatildeo do Conama A iniciativa serve
como incentivo para que as empresas passem a reduzir o uso de substacircncias
toacutexicas para evitar todo o processo de recolhimento de baterias e pilhas usadas
diz Ele lembra que a tendecircncia eacute que substacircncias reciclaacuteveis sejam usadas cada
vez mais para que a reutilizaccedilatildeo dos produtos seja constante
Danilo FantinelRedaccedilatildeo Terra
Questotildees para anaacutelise do texto
6 Cite algumas das questotildees ambientais relacionadas ao uso de pilhas e baterias Qual deve ser a postura da populaccedilatildeo em relaccedilatildeo a essas questotildees 7 Com base na legislaccedilatildeo apresentada explique como deve ser feito o descarte de pilhas e baterias Quais impecilhos poderatildeo dificultar o cumprimento da lei 8 Qual o destino que deve ser dado agraves pilhas que seratildeo descartadas Existem formas de reciclagem Quais 9 Considerando os impactos ambientais que podem ocorrer do descarte inadequado das pilhas e baterias qual a sua opiniatildeo sobre o uso delas Existe uma ideal Explique 10 Vocecirc acha que hoje eacute possiacutevel sobrevivermos sem o uso de pilhas e baterias
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Atividade 3 Trechos do filme WALL-E
Converse com o seu professor sobre o filme a ser assistido na escola caso natildeo seja possiacutevel assista o filme em casa para auxiliaacute-lo nessa atividade
Questotildees para sala de aula reflexatildeo dos assuntos abordados no filme
5 Sente-se um escravo da tecnologia atual ( especificamente aqueles que em curto espaccedilo de tempo geram lixo eletrocircnico tais como celular Ipod Iphone etc) 6 Ficou sensibilizado sobre a quantidade de lixo eletrocircnico que o homem produz 7 Haacute uma remota possibilidade de o Planeta ser recuperado 8 Qual a sua opiniatildeo sobre a mensagem que o filme Wall-E passa 9 Viacutedeo WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97
minutos) som e cor
Situaccedilatildeo de aprendizagem 2 - Que tipos de materiais existem em uma pilha que
a classifique como poluidora do meio ambiente
Apoacutes a visatildeo do que vocecirc teve do filme e discussatildeo de trechos que falam sobre
impactos ambientais provocados pelo mau descarte de pilhas e baterias vocecirc
imagina quais seriam os agentes contaminantes
Atividade 1 Experimento demonstrativo ndash Desmontagem de uma pilha
No inicio da aula entregue para o seu professor um desenho que demonstre os
componentes que estruturam uma pilha
Apoacutes o teacutermino da desmontagem faccedila um novo desenho colocando aquilo que vocecirc
observou Compare o primeiro com o segundo desenho e em poucas linhas
descreva o que mais lhe chamou a atenccedilatildeo
Atividade 2 Buscando orientaccedilotildees com o professor para trabalho de
pesquisa
Leve para sala de aula revistas jornaislivros e mateacuterias de internet trazendo
informaccedilotildees sobre pilha ecologicamente correta
Atividade 3 Reciclagem de pilhas
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Apoacutes a viacutedeoaula sobre a reciclagem de pilhas elabore um artigo de opiniatildeo sobre
a importacircncia da reciclagem de pilhas em favor do meio ambiente e a necessidade
de maiores investimentos nessa aacuterea Ao final entregue a seu professor
Atividade 4 Pesquisa em grupo Pilha ideal
A partir de uma preacutevia busca em revistas jornais livros e internet procure obter
informaccedilotildees sobre uma pilha ideal
Atividade 5 Escolha da Pilha ideal
Apresente o material para o professor e os seus colegas para que seja feita a
escolha da melhor ideia
Questotildees para anaacutelise das ideacuteias sobre pilha ideal
5 Eacute possiacutevel produzir energia eleacutetrica atraveacutes de uma transformaccedilatildeo quiacutemica
6 Explique o surgimento da energia eleacutetrica nas transformaccedilotildees quiacutemicas
7 Podemos montar uma pilha ecologicamente correta
8 O funcionamento de uma pilha soacute acontece atraveacutes de transformaccedilatildeo quiacutemica Explique
Situaccedilatildeo de aprendizagem 3- O lado cientiacutefico da Pilha
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem permitiraacute a vocecirc compreender melhor o
funcionamento de uma pilha( conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
) e a produccedilatildeo de novos materiais atraveacutes da eletrolise (conversatildeo natildeo espontacircnea
energia eleacutetrica em quiacutemica) com experimentos Para essa situaccedilatildeo eacute importante
que vocecirc observe e anote em seu caderno tudo que se alterou
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Atividade 1 O experimento da pilha do Daniel
Questotildees que podem auxiliaacute-lo durante a execuccedilatildeo do experimento
6 As placas mudaram de cor apoacutes serem mergulhadas na soluccedilatildeo Explique
7 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
8 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
9 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
7 Limpar as placas com palha de accedilo
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8 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 9 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 10 Interligar os dois potes com a ponte salina 11 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 12 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e
transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo
PauloEdusp 1998
Atividade 2 Anaacutelise sobre experimento
Questotildees sobre o experimento
9 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 10 Como a energia eleacutetrica foi obtida 11 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 12 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 13 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 14 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 15 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 16 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha
UM POUCO DE ELETROQUIMICA
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A eletroquiacutemica estuda o aproveitamento da transferecircncia de eleacutetrons entre
diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-
versa
Pilhas conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
Eletroacutelise conversatildeo natildeo espontacircnea de energia eleacutetrica em quiacutemica
A seguir estatildeo descritos alguns termos que apareceratildeo no estudo da eletroquiacutemica
ELETRODOS Satildeo assim chamadas as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com
a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica
AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
ENTRA na soluccedilatildeo
CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
DEIXA a soluccedilatildeo
d) ELETROacuteLITOS Satildeo assim chamadas todas as soluccedilotildees que CONDUZEM a
corrente eleacutetrica
e) IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na
soluccedilatildeo
AcircNODO Eletrodo do qual saem os eleacutetrons para o circuito externo da ceacutelula
CAacuteTODO Eletrodo no qual entram os eleacutetrons atraveacutes do circuito externo da ceacutelula
f) CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que
conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e
mergulhados num eletroacutelito
Resumindo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons ( diminuiccedilatildeo de Nox)
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons ( aumento de Nox)
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida (Nox aumenta)
Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz (Nox diminui)
O redutor reduz o oxidante
O oxidante oxida o redutor
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em
energia eleacutetrica
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Cada substacircncia possui uma maior ou menor tendecircncia de perder eleacutetrons
tendecircncia esta chamada de Potencial de Oxidaccedilatildeo Deste modo uma substacircncia X
que tenha um potencial de oxidaccedilatildeo maior que uma substacircncia Y iraacute perder seus
eleacutetrons gradativamente para esta substacircncia se as duas estiverem juntas
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do
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eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu++ Isso provocaraacute diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
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Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
Atividade 3 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o
experimento da pilha de Daniel
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas
dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os
relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em
eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e
conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em
sete itens principais
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Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve
comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos
resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo
do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos
objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser
esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram
utilizados no experimento
32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute
apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela
caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o
experimento
10 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a
profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno
Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos
pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
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Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento
e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na
redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os
objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem
de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed
Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo
de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO
BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro
ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2
ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte
das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos
ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos
Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o
aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Atividade 1 Montagem de um Mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias vocecirc poderaacute construir
o seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo em que vocecirc iraacute aplicar o que
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aprendeu preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo na entrada da
escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas
sobre o assunto estudado Orientado pelo seu professor vocecirc desenvolveraacute accedilotildees
sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre
o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente Poderaacute tambeacutem
compor muacutesicas sobre os assuntos abordados
Atividade 2 Montagem de um Portifolio
Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-
avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos
ao longo do bimestre de modo que venha justificar a questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil
toneladas de lixo eletrocircnico por hora dentro deste destacam-se pilhas e
baterias Este lixo eacute jogado na natureza provocando vaacuterios problemas
ambientais Quais os problemas ambientais que as pilhas e baterias provocam
na natureza e como podemos evitaacute-losrdquo citada no inicio do bimestre
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REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
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Imagem maisumtekofileswordpresscom
2009
Katia Regina Varela Roa-DE SUZANO
Gilson Silva ndashDE CAEIRAS
Leonardo Bassi Ubeda das Neves-DE SUZANO
Massuko Sawayama Warigoda-DE MOGI DAS
CRUZES
GEPEQ- USP CURSO DE FORMACcedilAtildeO
CONTINUADA DE PROFESSORES 2008 2009
28082009
PILHAS E BATERIAS USOS E DESCARTES X IMPACTOS AMBIENTAIS Caderno do aluno
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Situaccedilatildeo de aprendizagem 1- As pilhas e baterias que fazem parte do nosso lixo eletrocircnico podem ser prejudiciais ao ser humano
Por meio desta primeira situaccedilatildeo de aprendizagem vocecirc poderaacute reconhecer
que quando descartadas incorretamente pilhas e baterias podem prejudicar o meio
ambiente apesar de indispensaacutevel para o homem E tambeacutem pode comeccedilar a
refletir o porquecirc dessa questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil toneladas de lixo eletrocircnico
por hora dentro deste destacam-se pilhas e baterias Este lixo eacute jogado na
natureza provocando vaacuterios problemas ambientais Quais os problemas
ambientais que as pilhas e baterias provocam na natureza e como podemos
evitaacute-losrdquo
Atividade 1Refletindo sobre pilhas e baterias x impactos ambientais
1 O que vocecirc entende por pilhas E baterias
2 Elas satildeo imprescindiacuteveis na atualidade Onde
3 Existe alguma relaccedilatildeo entre pilha eletricidade e transformaccedilotildees quiacutemicas
4 Que tipo de material(is) vocecirc acha que eacute(satildeo) necessaacuterio(os) para se construir
uma pilha
5 Cite alguns problemas ambientais relacionados ao uso e descarte de pilhas e
baterias Qual deve ser sua postura em relaccedilatildeo a esses problemas
Atividade 2 Pilhas e Baterias x impactos ambientais
Leitura e Anaacutelise de textos
TEXTO 1 Descarte de pilhas e baterias eacute problema seacuterio para meio ambiente
O Brasil eacute o uacutenico paiacutes da Ameacuterica do Sul que regulamenta a fabricaccedilatildeo venda e destinaccedilatildeo final de pilhas e baterias Com a entrada da Resoluccedilatildeo 257 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama) que dispotildee sobre estes resiacuteduos em vigor desde junho de 2001 o Ibama passou a fiscalizar esses limites Ou pelo menos era o que deveria acontecer Em Cuiabaacute por exemplo o gerente do oacutergatildeo Hugo Scheuer declarou natildeo estar a par do assunto mas garantiu ser este seu proacuteximo objetivo por considerar o descarte destes resiacuteduos um problema de grande amplitude Mas enquanto isso o que fazer com pilhas e baterias principalmente as de celulares quando acabam Esta duacutevida eacute frequumlente em toda a populaccedilatildeo
Considerados toacutexicos o lanccedilamento desses resiacuteduos em lixotildees nas margens das estradas ou em terrenos baldios compromete a qualidade ambiental e de vida da populaccedilatildeo Os resiacuteduos pesados quando aterrados migram para partes mais profundas do solo Com isso podem atingir o lenccedilol freaacutetico contaminando a flora e a fauna das regiotildees proacuteximas e ainda causar doenccedilas que variam de lesotildees cerebrais a disfunccedilotildees renais e pulmonares passando por distuacuterbios visuais e
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anemia Segundo a Resoluccedilatildeo 257 os fabricantes e importadores satildeo os responsaacuteveis pelo recolhimento do material e sua destinaccedilatildeo final o que deve ser fiscalizado pelos oacutergatildeos puacuteblicos ambientais Mas em Cuiabaacute apesar do site do Ministeacuterio do Meio Ambiente indicar o endereccedilo de 28 postos nenhum deles efetua o recolhimento apenas duas empresas de celulares recolhem as baterias em seus postos de venda (Vivo e Americel) e a fiscalizaccedilatildeo do Ibama eacute inexistente A Resoluccedilatildeo estabelece que as pilhas e baterias apoacutes o seu esgotamento energeacutetico devem ser entregues pelos usuaacuterios aos estabelecimentos que as comercializam ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelas respectivas induacutestrias Estas por sua vez devem repassaacute-las aos fabricantes e importadores para que passem por procedimentos de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final ambientalmente adequada No artigo 13deg estaacute previsto que as pilhas e baterias que atenderem aos limites previstos no artigo 6deg podem ser dispostas juntamente com os resiacuteduos domiciliares em aterros sanitaacuterios licenciados Mas por falta de aterros licenciados a maior parte das baterias e pilhas usadas continuam tendo os lixotildees irregulares como destino significando um risco para o meio ambiente e para as pessoas Apenas 30 destes resiacuteduos satildeo reciclados No Brasil uma empresa chamada Suzaquim anuncia que deteacutem um processo de reciclagem de baterias
Dependendo do material de que satildeo constituiacutedas pilhas e baterias podem ser jogadas em lixo domeacutestico As pilhas secas composta por zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs as mais consumidas para uso domeacutestico tecircm em sua maioria operado nos limites estabelecidos pelo artigo 6deg da Resoluccedilatildeo 257 As baterias de telefone sem fio de filmadoras de celular ou outros tipos normalmente recarregaacuteveis devem ser devolvidas agraves lojas Os fabricantes estatildeo obrigados a informar nas embalagens a necessidade ou natildeo de devoluccedilatildeo
O Brasil produz cerca de 800 milhotildees de pilhas comuns por ano o que representa seis unidades por habitante Deve-se lembrar que uma uacutenica pilha contamina o solo durante 50 anos Circulam anualmente 10 milhotildees de baterias de celular 12 milhotildees de baterias automotivas e 200 mil baterias industriais Do total de pilhas e baterias consumidas no paiacutes quase 70 satildeo constituiacutedas principalmente por zinco e caacutedmio aproximadamente 30 por amocircnia e manganecircs Ao se desfazer de pilhas e baterias usadas em local inadequado pode-se contaminar o solo a aacutegua e o ar Atraveacutes da cadeia alimentar esse produto chega aos seres humanos causando doenccedilas que afetam o sistema nervoso central Todos satildeo considerados bioacumulativos - acumula-se no organismo ao longo do tempo
RECICLAVEISCOMBR
Texto 2 Metais pesados contaminam meio ambiente e oferecem riscos agrave
sauacutede puacuteblica
Estima-se que cada bateria ou pilha depositada de forma inadequada no meio
ambiente contamine uma aacuterea de um metro quadrado Entretanto o dano ambiental
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pode ser maior se a quantidade desses equipamentos jogados em lixotildees for muito
alta
A dissoluccedilatildeo de metais pesados depositados em aterros
sanitaacuterios improacuteprios pode contaminar lenccediloacuteis freaacuteticos e o
ambiente local Em aterros a dissoluccedilatildeo dos metais eacute mais faacutecil
devido agrave acidez da aacuterea Isso facilita a acumulaccedilatildeo de metais
pesados na cadeia alimentar atraveacutes da contaminaccedilatildeo de
animais e vegetais que podem causar a intoxicaccedilatildeo de seres humanos que venham
a consumir esses alimentos afetados Metais pesados como chumbo caacutedmio
mercuacuterio e seus compostos podem provocar graves doenccedilas neuroloacutegicas aleacutem de
afetar a condiccedilatildeo motora
Pilhas e baterias comuns (pequenas usadas em raacutedios por exemplo) podem
ser descartadas no lixo domeacutestico de acordo com a determinaccedilatildeo do Conama No
entanto a professora Andreacutea Bernardes do Departamento de Engenharia de
Materiais da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) avalia que esses
produtos que acabam sendo depositados em aterros sanitaacuterios soacute poderiam ser
descartados nestes locais se houvesse o tratamento adequado do chorume
(substacircncia liacutequida encontrada em lixotildees) O chorume contaminado com metais
pesados contaminaraacute tambeacutem a terra e os lenccediloacuteis freaacuteticos
Marcelo Furtado coordenador da aacuterea de substacircncias toacutexicas do
Greenpeace vecirc com bons olhos a determinaccedilatildeo do Conama A iniciativa serve
como incentivo para que as empresas passem a reduzir o uso de substacircncias
toacutexicas para evitar todo o processo de recolhimento de baterias e pilhas usadas
diz Ele lembra que a tendecircncia eacute que substacircncias reciclaacuteveis sejam usadas cada
vez mais para que a reutilizaccedilatildeo dos produtos seja constante
Danilo FantinelRedaccedilatildeo Terra
Questotildees para anaacutelise do texto
6 Cite algumas das questotildees ambientais relacionadas ao uso de pilhas e baterias Qual deve ser a postura da populaccedilatildeo em relaccedilatildeo a essas questotildees 7 Com base na legislaccedilatildeo apresentada explique como deve ser feito o descarte de pilhas e baterias Quais impecilhos poderatildeo dificultar o cumprimento da lei 8 Qual o destino que deve ser dado agraves pilhas que seratildeo descartadas Existem formas de reciclagem Quais 9 Considerando os impactos ambientais que podem ocorrer do descarte inadequado das pilhas e baterias qual a sua opiniatildeo sobre o uso delas Existe uma ideal Explique 10 Vocecirc acha que hoje eacute possiacutevel sobrevivermos sem o uso de pilhas e baterias
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Atividade 3 Trechos do filme WALL-E
Converse com o seu professor sobre o filme a ser assistido na escola caso natildeo seja possiacutevel assista o filme em casa para auxiliaacute-lo nessa atividade
Questotildees para sala de aula reflexatildeo dos assuntos abordados no filme
5 Sente-se um escravo da tecnologia atual ( especificamente aqueles que em curto espaccedilo de tempo geram lixo eletrocircnico tais como celular Ipod Iphone etc) 6 Ficou sensibilizado sobre a quantidade de lixo eletrocircnico que o homem produz 7 Haacute uma remota possibilidade de o Planeta ser recuperado 8 Qual a sua opiniatildeo sobre a mensagem que o filme Wall-E passa 9 Viacutedeo WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97
minutos) som e cor
Situaccedilatildeo de aprendizagem 2 - Que tipos de materiais existem em uma pilha que
a classifique como poluidora do meio ambiente
Apoacutes a visatildeo do que vocecirc teve do filme e discussatildeo de trechos que falam sobre
impactos ambientais provocados pelo mau descarte de pilhas e baterias vocecirc
imagina quais seriam os agentes contaminantes
Atividade 1 Experimento demonstrativo ndash Desmontagem de uma pilha
No inicio da aula entregue para o seu professor um desenho que demonstre os
componentes que estruturam uma pilha
Apoacutes o teacutermino da desmontagem faccedila um novo desenho colocando aquilo que vocecirc
observou Compare o primeiro com o segundo desenho e em poucas linhas
descreva o que mais lhe chamou a atenccedilatildeo
Atividade 2 Buscando orientaccedilotildees com o professor para trabalho de
pesquisa
Leve para sala de aula revistas jornaislivros e mateacuterias de internet trazendo
informaccedilotildees sobre pilha ecologicamente correta
Atividade 3 Reciclagem de pilhas
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Apoacutes a viacutedeoaula sobre a reciclagem de pilhas elabore um artigo de opiniatildeo sobre
a importacircncia da reciclagem de pilhas em favor do meio ambiente e a necessidade
de maiores investimentos nessa aacuterea Ao final entregue a seu professor
Atividade 4 Pesquisa em grupo Pilha ideal
A partir de uma preacutevia busca em revistas jornais livros e internet procure obter
informaccedilotildees sobre uma pilha ideal
Atividade 5 Escolha da Pilha ideal
Apresente o material para o professor e os seus colegas para que seja feita a
escolha da melhor ideia
Questotildees para anaacutelise das ideacuteias sobre pilha ideal
5 Eacute possiacutevel produzir energia eleacutetrica atraveacutes de uma transformaccedilatildeo quiacutemica
6 Explique o surgimento da energia eleacutetrica nas transformaccedilotildees quiacutemicas
7 Podemos montar uma pilha ecologicamente correta
8 O funcionamento de uma pilha soacute acontece atraveacutes de transformaccedilatildeo quiacutemica Explique
Situaccedilatildeo de aprendizagem 3- O lado cientiacutefico da Pilha
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem permitiraacute a vocecirc compreender melhor o
funcionamento de uma pilha( conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
) e a produccedilatildeo de novos materiais atraveacutes da eletrolise (conversatildeo natildeo espontacircnea
energia eleacutetrica em quiacutemica) com experimentos Para essa situaccedilatildeo eacute importante
que vocecirc observe e anote em seu caderno tudo que se alterou
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Atividade 1 O experimento da pilha do Daniel
Questotildees que podem auxiliaacute-lo durante a execuccedilatildeo do experimento
6 As placas mudaram de cor apoacutes serem mergulhadas na soluccedilatildeo Explique
7 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
8 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
9 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
7 Limpar as placas com palha de accedilo
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8 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 9 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 10 Interligar os dois potes com a ponte salina 11 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 12 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e
transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo
PauloEdusp 1998
Atividade 2 Anaacutelise sobre experimento
Questotildees sobre o experimento
9 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 10 Como a energia eleacutetrica foi obtida 11 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 12 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 13 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 14 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 15 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 16 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha
UM POUCO DE ELETROQUIMICA
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A eletroquiacutemica estuda o aproveitamento da transferecircncia de eleacutetrons entre
diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-
versa
Pilhas conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
Eletroacutelise conversatildeo natildeo espontacircnea de energia eleacutetrica em quiacutemica
A seguir estatildeo descritos alguns termos que apareceratildeo no estudo da eletroquiacutemica
ELETRODOS Satildeo assim chamadas as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com
a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica
AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
ENTRA na soluccedilatildeo
CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
DEIXA a soluccedilatildeo
d) ELETROacuteLITOS Satildeo assim chamadas todas as soluccedilotildees que CONDUZEM a
corrente eleacutetrica
e) IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na
soluccedilatildeo
AcircNODO Eletrodo do qual saem os eleacutetrons para o circuito externo da ceacutelula
CAacuteTODO Eletrodo no qual entram os eleacutetrons atraveacutes do circuito externo da ceacutelula
f) CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que
conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e
mergulhados num eletroacutelito
Resumindo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons ( diminuiccedilatildeo de Nox)
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons ( aumento de Nox)
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida (Nox aumenta)
Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz (Nox diminui)
O redutor reduz o oxidante
O oxidante oxida o redutor
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em
energia eleacutetrica
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Cada substacircncia possui uma maior ou menor tendecircncia de perder eleacutetrons
tendecircncia esta chamada de Potencial de Oxidaccedilatildeo Deste modo uma substacircncia X
que tenha um potencial de oxidaccedilatildeo maior que uma substacircncia Y iraacute perder seus
eleacutetrons gradativamente para esta substacircncia se as duas estiverem juntas
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do
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eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu++ Isso provocaraacute diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
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Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
Atividade 3 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o
experimento da pilha de Daniel
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas
dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os
relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em
eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e
conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em
sete itens principais
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Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve
comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos
resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo
do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos
objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser
esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram
utilizados no experimento
32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute
apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela
caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o
experimento
10 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a
profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno
Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos
pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
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Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento
e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na
redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os
objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem
de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed
Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo
de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO
BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro
ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2
ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte
das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos
ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos
Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o
aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Atividade 1 Montagem de um Mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias vocecirc poderaacute construir
o seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo em que vocecirc iraacute aplicar o que
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aprendeu preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo na entrada da
escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas
sobre o assunto estudado Orientado pelo seu professor vocecirc desenvolveraacute accedilotildees
sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre
o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente Poderaacute tambeacutem
compor muacutesicas sobre os assuntos abordados
Atividade 2 Montagem de um Portifolio
Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-
avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos
ao longo do bimestre de modo que venha justificar a questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil
toneladas de lixo eletrocircnico por hora dentro deste destacam-se pilhas e
baterias Este lixo eacute jogado na natureza provocando vaacuterios problemas
ambientais Quais os problemas ambientais que as pilhas e baterias provocam
na natureza e como podemos evitaacute-losrdquo citada no inicio do bimestre
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REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
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Situaccedilatildeo de aprendizagem 1- As pilhas e baterias que fazem parte do nosso lixo eletrocircnico podem ser prejudiciais ao ser humano
Por meio desta primeira situaccedilatildeo de aprendizagem vocecirc poderaacute reconhecer
que quando descartadas incorretamente pilhas e baterias podem prejudicar o meio
ambiente apesar de indispensaacutevel para o homem E tambeacutem pode comeccedilar a
refletir o porquecirc dessa questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil toneladas de lixo eletrocircnico
por hora dentro deste destacam-se pilhas e baterias Este lixo eacute jogado na
natureza provocando vaacuterios problemas ambientais Quais os problemas
ambientais que as pilhas e baterias provocam na natureza e como podemos
evitaacute-losrdquo
Atividade 1Refletindo sobre pilhas e baterias x impactos ambientais
1 O que vocecirc entende por pilhas E baterias
2 Elas satildeo imprescindiacuteveis na atualidade Onde
3 Existe alguma relaccedilatildeo entre pilha eletricidade e transformaccedilotildees quiacutemicas
4 Que tipo de material(is) vocecirc acha que eacute(satildeo) necessaacuterio(os) para se construir
uma pilha
5 Cite alguns problemas ambientais relacionados ao uso e descarte de pilhas e
baterias Qual deve ser sua postura em relaccedilatildeo a esses problemas
Atividade 2 Pilhas e Baterias x impactos ambientais
Leitura e Anaacutelise de textos
TEXTO 1 Descarte de pilhas e baterias eacute problema seacuterio para meio ambiente
O Brasil eacute o uacutenico paiacutes da Ameacuterica do Sul que regulamenta a fabricaccedilatildeo venda e destinaccedilatildeo final de pilhas e baterias Com a entrada da Resoluccedilatildeo 257 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama) que dispotildee sobre estes resiacuteduos em vigor desde junho de 2001 o Ibama passou a fiscalizar esses limites Ou pelo menos era o que deveria acontecer Em Cuiabaacute por exemplo o gerente do oacutergatildeo Hugo Scheuer declarou natildeo estar a par do assunto mas garantiu ser este seu proacuteximo objetivo por considerar o descarte destes resiacuteduos um problema de grande amplitude Mas enquanto isso o que fazer com pilhas e baterias principalmente as de celulares quando acabam Esta duacutevida eacute frequumlente em toda a populaccedilatildeo
Considerados toacutexicos o lanccedilamento desses resiacuteduos em lixotildees nas margens das estradas ou em terrenos baldios compromete a qualidade ambiental e de vida da populaccedilatildeo Os resiacuteduos pesados quando aterrados migram para partes mais profundas do solo Com isso podem atingir o lenccedilol freaacutetico contaminando a flora e a fauna das regiotildees proacuteximas e ainda causar doenccedilas que variam de lesotildees cerebrais a disfunccedilotildees renais e pulmonares passando por distuacuterbios visuais e
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anemia Segundo a Resoluccedilatildeo 257 os fabricantes e importadores satildeo os responsaacuteveis pelo recolhimento do material e sua destinaccedilatildeo final o que deve ser fiscalizado pelos oacutergatildeos puacuteblicos ambientais Mas em Cuiabaacute apesar do site do Ministeacuterio do Meio Ambiente indicar o endereccedilo de 28 postos nenhum deles efetua o recolhimento apenas duas empresas de celulares recolhem as baterias em seus postos de venda (Vivo e Americel) e a fiscalizaccedilatildeo do Ibama eacute inexistente A Resoluccedilatildeo estabelece que as pilhas e baterias apoacutes o seu esgotamento energeacutetico devem ser entregues pelos usuaacuterios aos estabelecimentos que as comercializam ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelas respectivas induacutestrias Estas por sua vez devem repassaacute-las aos fabricantes e importadores para que passem por procedimentos de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final ambientalmente adequada No artigo 13deg estaacute previsto que as pilhas e baterias que atenderem aos limites previstos no artigo 6deg podem ser dispostas juntamente com os resiacuteduos domiciliares em aterros sanitaacuterios licenciados Mas por falta de aterros licenciados a maior parte das baterias e pilhas usadas continuam tendo os lixotildees irregulares como destino significando um risco para o meio ambiente e para as pessoas Apenas 30 destes resiacuteduos satildeo reciclados No Brasil uma empresa chamada Suzaquim anuncia que deteacutem um processo de reciclagem de baterias
Dependendo do material de que satildeo constituiacutedas pilhas e baterias podem ser jogadas em lixo domeacutestico As pilhas secas composta por zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs as mais consumidas para uso domeacutestico tecircm em sua maioria operado nos limites estabelecidos pelo artigo 6deg da Resoluccedilatildeo 257 As baterias de telefone sem fio de filmadoras de celular ou outros tipos normalmente recarregaacuteveis devem ser devolvidas agraves lojas Os fabricantes estatildeo obrigados a informar nas embalagens a necessidade ou natildeo de devoluccedilatildeo
O Brasil produz cerca de 800 milhotildees de pilhas comuns por ano o que representa seis unidades por habitante Deve-se lembrar que uma uacutenica pilha contamina o solo durante 50 anos Circulam anualmente 10 milhotildees de baterias de celular 12 milhotildees de baterias automotivas e 200 mil baterias industriais Do total de pilhas e baterias consumidas no paiacutes quase 70 satildeo constituiacutedas principalmente por zinco e caacutedmio aproximadamente 30 por amocircnia e manganecircs Ao se desfazer de pilhas e baterias usadas em local inadequado pode-se contaminar o solo a aacutegua e o ar Atraveacutes da cadeia alimentar esse produto chega aos seres humanos causando doenccedilas que afetam o sistema nervoso central Todos satildeo considerados bioacumulativos - acumula-se no organismo ao longo do tempo
RECICLAVEISCOMBR
Texto 2 Metais pesados contaminam meio ambiente e oferecem riscos agrave
sauacutede puacuteblica
Estima-se que cada bateria ou pilha depositada de forma inadequada no meio
ambiente contamine uma aacuterea de um metro quadrado Entretanto o dano ambiental
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pode ser maior se a quantidade desses equipamentos jogados em lixotildees for muito
alta
A dissoluccedilatildeo de metais pesados depositados em aterros
sanitaacuterios improacuteprios pode contaminar lenccediloacuteis freaacuteticos e o
ambiente local Em aterros a dissoluccedilatildeo dos metais eacute mais faacutecil
devido agrave acidez da aacuterea Isso facilita a acumulaccedilatildeo de metais
pesados na cadeia alimentar atraveacutes da contaminaccedilatildeo de
animais e vegetais que podem causar a intoxicaccedilatildeo de seres humanos que venham
a consumir esses alimentos afetados Metais pesados como chumbo caacutedmio
mercuacuterio e seus compostos podem provocar graves doenccedilas neuroloacutegicas aleacutem de
afetar a condiccedilatildeo motora
Pilhas e baterias comuns (pequenas usadas em raacutedios por exemplo) podem
ser descartadas no lixo domeacutestico de acordo com a determinaccedilatildeo do Conama No
entanto a professora Andreacutea Bernardes do Departamento de Engenharia de
Materiais da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) avalia que esses
produtos que acabam sendo depositados em aterros sanitaacuterios soacute poderiam ser
descartados nestes locais se houvesse o tratamento adequado do chorume
(substacircncia liacutequida encontrada em lixotildees) O chorume contaminado com metais
pesados contaminaraacute tambeacutem a terra e os lenccediloacuteis freaacuteticos
Marcelo Furtado coordenador da aacuterea de substacircncias toacutexicas do
Greenpeace vecirc com bons olhos a determinaccedilatildeo do Conama A iniciativa serve
como incentivo para que as empresas passem a reduzir o uso de substacircncias
toacutexicas para evitar todo o processo de recolhimento de baterias e pilhas usadas
diz Ele lembra que a tendecircncia eacute que substacircncias reciclaacuteveis sejam usadas cada
vez mais para que a reutilizaccedilatildeo dos produtos seja constante
Danilo FantinelRedaccedilatildeo Terra
Questotildees para anaacutelise do texto
6 Cite algumas das questotildees ambientais relacionadas ao uso de pilhas e baterias Qual deve ser a postura da populaccedilatildeo em relaccedilatildeo a essas questotildees 7 Com base na legislaccedilatildeo apresentada explique como deve ser feito o descarte de pilhas e baterias Quais impecilhos poderatildeo dificultar o cumprimento da lei 8 Qual o destino que deve ser dado agraves pilhas que seratildeo descartadas Existem formas de reciclagem Quais 9 Considerando os impactos ambientais que podem ocorrer do descarte inadequado das pilhas e baterias qual a sua opiniatildeo sobre o uso delas Existe uma ideal Explique 10 Vocecirc acha que hoje eacute possiacutevel sobrevivermos sem o uso de pilhas e baterias
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Atividade 3 Trechos do filme WALL-E
Converse com o seu professor sobre o filme a ser assistido na escola caso natildeo seja possiacutevel assista o filme em casa para auxiliaacute-lo nessa atividade
Questotildees para sala de aula reflexatildeo dos assuntos abordados no filme
5 Sente-se um escravo da tecnologia atual ( especificamente aqueles que em curto espaccedilo de tempo geram lixo eletrocircnico tais como celular Ipod Iphone etc) 6 Ficou sensibilizado sobre a quantidade de lixo eletrocircnico que o homem produz 7 Haacute uma remota possibilidade de o Planeta ser recuperado 8 Qual a sua opiniatildeo sobre a mensagem que o filme Wall-E passa 9 Viacutedeo WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97
minutos) som e cor
Situaccedilatildeo de aprendizagem 2 - Que tipos de materiais existem em uma pilha que
a classifique como poluidora do meio ambiente
Apoacutes a visatildeo do que vocecirc teve do filme e discussatildeo de trechos que falam sobre
impactos ambientais provocados pelo mau descarte de pilhas e baterias vocecirc
imagina quais seriam os agentes contaminantes
Atividade 1 Experimento demonstrativo ndash Desmontagem de uma pilha
No inicio da aula entregue para o seu professor um desenho que demonstre os
componentes que estruturam uma pilha
Apoacutes o teacutermino da desmontagem faccedila um novo desenho colocando aquilo que vocecirc
observou Compare o primeiro com o segundo desenho e em poucas linhas
descreva o que mais lhe chamou a atenccedilatildeo
Atividade 2 Buscando orientaccedilotildees com o professor para trabalho de
pesquisa
Leve para sala de aula revistas jornaislivros e mateacuterias de internet trazendo
informaccedilotildees sobre pilha ecologicamente correta
Atividade 3 Reciclagem de pilhas
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Apoacutes a viacutedeoaula sobre a reciclagem de pilhas elabore um artigo de opiniatildeo sobre
a importacircncia da reciclagem de pilhas em favor do meio ambiente e a necessidade
de maiores investimentos nessa aacuterea Ao final entregue a seu professor
Atividade 4 Pesquisa em grupo Pilha ideal
A partir de uma preacutevia busca em revistas jornais livros e internet procure obter
informaccedilotildees sobre uma pilha ideal
Atividade 5 Escolha da Pilha ideal
Apresente o material para o professor e os seus colegas para que seja feita a
escolha da melhor ideia
Questotildees para anaacutelise das ideacuteias sobre pilha ideal
5 Eacute possiacutevel produzir energia eleacutetrica atraveacutes de uma transformaccedilatildeo quiacutemica
6 Explique o surgimento da energia eleacutetrica nas transformaccedilotildees quiacutemicas
7 Podemos montar uma pilha ecologicamente correta
8 O funcionamento de uma pilha soacute acontece atraveacutes de transformaccedilatildeo quiacutemica Explique
Situaccedilatildeo de aprendizagem 3- O lado cientiacutefico da Pilha
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem permitiraacute a vocecirc compreender melhor o
funcionamento de uma pilha( conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
) e a produccedilatildeo de novos materiais atraveacutes da eletrolise (conversatildeo natildeo espontacircnea
energia eleacutetrica em quiacutemica) com experimentos Para essa situaccedilatildeo eacute importante
que vocecirc observe e anote em seu caderno tudo que se alterou
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Atividade 1 O experimento da pilha do Daniel
Questotildees que podem auxiliaacute-lo durante a execuccedilatildeo do experimento
6 As placas mudaram de cor apoacutes serem mergulhadas na soluccedilatildeo Explique
7 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
8 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
9 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
7 Limpar as placas com palha de accedilo
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8 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 9 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 10 Interligar os dois potes com a ponte salina 11 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 12 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e
transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo
PauloEdusp 1998
Atividade 2 Anaacutelise sobre experimento
Questotildees sobre o experimento
9 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 10 Como a energia eleacutetrica foi obtida 11 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 12 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 13 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 14 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 15 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 16 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha
UM POUCO DE ELETROQUIMICA
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A eletroquiacutemica estuda o aproveitamento da transferecircncia de eleacutetrons entre
diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-
versa
Pilhas conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
Eletroacutelise conversatildeo natildeo espontacircnea de energia eleacutetrica em quiacutemica
A seguir estatildeo descritos alguns termos que apareceratildeo no estudo da eletroquiacutemica
ELETRODOS Satildeo assim chamadas as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com
a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica
AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
ENTRA na soluccedilatildeo
CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
DEIXA a soluccedilatildeo
d) ELETROacuteLITOS Satildeo assim chamadas todas as soluccedilotildees que CONDUZEM a
corrente eleacutetrica
e) IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na
soluccedilatildeo
AcircNODO Eletrodo do qual saem os eleacutetrons para o circuito externo da ceacutelula
CAacuteTODO Eletrodo no qual entram os eleacutetrons atraveacutes do circuito externo da ceacutelula
f) CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que
conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e
mergulhados num eletroacutelito
Resumindo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons ( diminuiccedilatildeo de Nox)
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons ( aumento de Nox)
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida (Nox aumenta)
Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz (Nox diminui)
O redutor reduz o oxidante
O oxidante oxida o redutor
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em
energia eleacutetrica
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Cada substacircncia possui uma maior ou menor tendecircncia de perder eleacutetrons
tendecircncia esta chamada de Potencial de Oxidaccedilatildeo Deste modo uma substacircncia X
que tenha um potencial de oxidaccedilatildeo maior que uma substacircncia Y iraacute perder seus
eleacutetrons gradativamente para esta substacircncia se as duas estiverem juntas
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do
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eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu++ Isso provocaraacute diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
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Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
Atividade 3 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o
experimento da pilha de Daniel
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas
dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os
relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em
eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e
conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em
sete itens principais
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Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve
comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos
resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo
do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos
objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser
esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram
utilizados no experimento
32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute
apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela
caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o
experimento
10 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a
profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno
Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos
pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
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Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento
e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na
redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os
objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem
de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed
Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo
de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO
BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro
ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2
ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte
das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos
ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos
Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o
aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Atividade 1 Montagem de um Mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias vocecirc poderaacute construir
o seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo em que vocecirc iraacute aplicar o que
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aprendeu preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo na entrada da
escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas
sobre o assunto estudado Orientado pelo seu professor vocecirc desenvolveraacute accedilotildees
sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre
o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente Poderaacute tambeacutem
compor muacutesicas sobre os assuntos abordados
Atividade 2 Montagem de um Portifolio
Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-
avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos
ao longo do bimestre de modo que venha justificar a questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil
toneladas de lixo eletrocircnico por hora dentro deste destacam-se pilhas e
baterias Este lixo eacute jogado na natureza provocando vaacuterios problemas
ambientais Quais os problemas ambientais que as pilhas e baterias provocam
na natureza e como podemos evitaacute-losrdquo citada no inicio do bimestre
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REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
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anemia Segundo a Resoluccedilatildeo 257 os fabricantes e importadores satildeo os responsaacuteveis pelo recolhimento do material e sua destinaccedilatildeo final o que deve ser fiscalizado pelos oacutergatildeos puacuteblicos ambientais Mas em Cuiabaacute apesar do site do Ministeacuterio do Meio Ambiente indicar o endereccedilo de 28 postos nenhum deles efetua o recolhimento apenas duas empresas de celulares recolhem as baterias em seus postos de venda (Vivo e Americel) e a fiscalizaccedilatildeo do Ibama eacute inexistente A Resoluccedilatildeo estabelece que as pilhas e baterias apoacutes o seu esgotamento energeacutetico devem ser entregues pelos usuaacuterios aos estabelecimentos que as comercializam ou agrave rede de assistecircncia teacutecnica autorizada pelas respectivas induacutestrias Estas por sua vez devem repassaacute-las aos fabricantes e importadores para que passem por procedimentos de reutilizaccedilatildeo reciclagem tratamento ou disposiccedilatildeo final ambientalmente adequada No artigo 13deg estaacute previsto que as pilhas e baterias que atenderem aos limites previstos no artigo 6deg podem ser dispostas juntamente com os resiacuteduos domiciliares em aterros sanitaacuterios licenciados Mas por falta de aterros licenciados a maior parte das baterias e pilhas usadas continuam tendo os lixotildees irregulares como destino significando um risco para o meio ambiente e para as pessoas Apenas 30 destes resiacuteduos satildeo reciclados No Brasil uma empresa chamada Suzaquim anuncia que deteacutem um processo de reciclagem de baterias
Dependendo do material de que satildeo constituiacutedas pilhas e baterias podem ser jogadas em lixo domeacutestico As pilhas secas composta por zinco-manganecircs e alcalina-manganecircs as mais consumidas para uso domeacutestico tecircm em sua maioria operado nos limites estabelecidos pelo artigo 6deg da Resoluccedilatildeo 257 As baterias de telefone sem fio de filmadoras de celular ou outros tipos normalmente recarregaacuteveis devem ser devolvidas agraves lojas Os fabricantes estatildeo obrigados a informar nas embalagens a necessidade ou natildeo de devoluccedilatildeo
O Brasil produz cerca de 800 milhotildees de pilhas comuns por ano o que representa seis unidades por habitante Deve-se lembrar que uma uacutenica pilha contamina o solo durante 50 anos Circulam anualmente 10 milhotildees de baterias de celular 12 milhotildees de baterias automotivas e 200 mil baterias industriais Do total de pilhas e baterias consumidas no paiacutes quase 70 satildeo constituiacutedas principalmente por zinco e caacutedmio aproximadamente 30 por amocircnia e manganecircs Ao se desfazer de pilhas e baterias usadas em local inadequado pode-se contaminar o solo a aacutegua e o ar Atraveacutes da cadeia alimentar esse produto chega aos seres humanos causando doenccedilas que afetam o sistema nervoso central Todos satildeo considerados bioacumulativos - acumula-se no organismo ao longo do tempo
RECICLAVEISCOMBR
Texto 2 Metais pesados contaminam meio ambiente e oferecem riscos agrave
sauacutede puacuteblica
Estima-se que cada bateria ou pilha depositada de forma inadequada no meio
ambiente contamine uma aacuterea de um metro quadrado Entretanto o dano ambiental
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pode ser maior se a quantidade desses equipamentos jogados em lixotildees for muito
alta
A dissoluccedilatildeo de metais pesados depositados em aterros
sanitaacuterios improacuteprios pode contaminar lenccediloacuteis freaacuteticos e o
ambiente local Em aterros a dissoluccedilatildeo dos metais eacute mais faacutecil
devido agrave acidez da aacuterea Isso facilita a acumulaccedilatildeo de metais
pesados na cadeia alimentar atraveacutes da contaminaccedilatildeo de
animais e vegetais que podem causar a intoxicaccedilatildeo de seres humanos que venham
a consumir esses alimentos afetados Metais pesados como chumbo caacutedmio
mercuacuterio e seus compostos podem provocar graves doenccedilas neuroloacutegicas aleacutem de
afetar a condiccedilatildeo motora
Pilhas e baterias comuns (pequenas usadas em raacutedios por exemplo) podem
ser descartadas no lixo domeacutestico de acordo com a determinaccedilatildeo do Conama No
entanto a professora Andreacutea Bernardes do Departamento de Engenharia de
Materiais da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) avalia que esses
produtos que acabam sendo depositados em aterros sanitaacuterios soacute poderiam ser
descartados nestes locais se houvesse o tratamento adequado do chorume
(substacircncia liacutequida encontrada em lixotildees) O chorume contaminado com metais
pesados contaminaraacute tambeacutem a terra e os lenccediloacuteis freaacuteticos
Marcelo Furtado coordenador da aacuterea de substacircncias toacutexicas do
Greenpeace vecirc com bons olhos a determinaccedilatildeo do Conama A iniciativa serve
como incentivo para que as empresas passem a reduzir o uso de substacircncias
toacutexicas para evitar todo o processo de recolhimento de baterias e pilhas usadas
diz Ele lembra que a tendecircncia eacute que substacircncias reciclaacuteveis sejam usadas cada
vez mais para que a reutilizaccedilatildeo dos produtos seja constante
Danilo FantinelRedaccedilatildeo Terra
Questotildees para anaacutelise do texto
6 Cite algumas das questotildees ambientais relacionadas ao uso de pilhas e baterias Qual deve ser a postura da populaccedilatildeo em relaccedilatildeo a essas questotildees 7 Com base na legislaccedilatildeo apresentada explique como deve ser feito o descarte de pilhas e baterias Quais impecilhos poderatildeo dificultar o cumprimento da lei 8 Qual o destino que deve ser dado agraves pilhas que seratildeo descartadas Existem formas de reciclagem Quais 9 Considerando os impactos ambientais que podem ocorrer do descarte inadequado das pilhas e baterias qual a sua opiniatildeo sobre o uso delas Existe uma ideal Explique 10 Vocecirc acha que hoje eacute possiacutevel sobrevivermos sem o uso de pilhas e baterias
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Atividade 3 Trechos do filme WALL-E
Converse com o seu professor sobre o filme a ser assistido na escola caso natildeo seja possiacutevel assista o filme em casa para auxiliaacute-lo nessa atividade
Questotildees para sala de aula reflexatildeo dos assuntos abordados no filme
5 Sente-se um escravo da tecnologia atual ( especificamente aqueles que em curto espaccedilo de tempo geram lixo eletrocircnico tais como celular Ipod Iphone etc) 6 Ficou sensibilizado sobre a quantidade de lixo eletrocircnico que o homem produz 7 Haacute uma remota possibilidade de o Planeta ser recuperado 8 Qual a sua opiniatildeo sobre a mensagem que o filme Wall-E passa 9 Viacutedeo WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97
minutos) som e cor
Situaccedilatildeo de aprendizagem 2 - Que tipos de materiais existem em uma pilha que
a classifique como poluidora do meio ambiente
Apoacutes a visatildeo do que vocecirc teve do filme e discussatildeo de trechos que falam sobre
impactos ambientais provocados pelo mau descarte de pilhas e baterias vocecirc
imagina quais seriam os agentes contaminantes
Atividade 1 Experimento demonstrativo ndash Desmontagem de uma pilha
No inicio da aula entregue para o seu professor um desenho que demonstre os
componentes que estruturam uma pilha
Apoacutes o teacutermino da desmontagem faccedila um novo desenho colocando aquilo que vocecirc
observou Compare o primeiro com o segundo desenho e em poucas linhas
descreva o que mais lhe chamou a atenccedilatildeo
Atividade 2 Buscando orientaccedilotildees com o professor para trabalho de
pesquisa
Leve para sala de aula revistas jornaislivros e mateacuterias de internet trazendo
informaccedilotildees sobre pilha ecologicamente correta
Atividade 3 Reciclagem de pilhas
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Apoacutes a viacutedeoaula sobre a reciclagem de pilhas elabore um artigo de opiniatildeo sobre
a importacircncia da reciclagem de pilhas em favor do meio ambiente e a necessidade
de maiores investimentos nessa aacuterea Ao final entregue a seu professor
Atividade 4 Pesquisa em grupo Pilha ideal
A partir de uma preacutevia busca em revistas jornais livros e internet procure obter
informaccedilotildees sobre uma pilha ideal
Atividade 5 Escolha da Pilha ideal
Apresente o material para o professor e os seus colegas para que seja feita a
escolha da melhor ideia
Questotildees para anaacutelise das ideacuteias sobre pilha ideal
5 Eacute possiacutevel produzir energia eleacutetrica atraveacutes de uma transformaccedilatildeo quiacutemica
6 Explique o surgimento da energia eleacutetrica nas transformaccedilotildees quiacutemicas
7 Podemos montar uma pilha ecologicamente correta
8 O funcionamento de uma pilha soacute acontece atraveacutes de transformaccedilatildeo quiacutemica Explique
Situaccedilatildeo de aprendizagem 3- O lado cientiacutefico da Pilha
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem permitiraacute a vocecirc compreender melhor o
funcionamento de uma pilha( conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
) e a produccedilatildeo de novos materiais atraveacutes da eletrolise (conversatildeo natildeo espontacircnea
energia eleacutetrica em quiacutemica) com experimentos Para essa situaccedilatildeo eacute importante
que vocecirc observe e anote em seu caderno tudo que se alterou
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Atividade 1 O experimento da pilha do Daniel
Questotildees que podem auxiliaacute-lo durante a execuccedilatildeo do experimento
6 As placas mudaram de cor apoacutes serem mergulhadas na soluccedilatildeo Explique
7 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
8 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
9 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
7 Limpar as placas com palha de accedilo
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8 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 9 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 10 Interligar os dois potes com a ponte salina 11 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 12 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e
transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo
PauloEdusp 1998
Atividade 2 Anaacutelise sobre experimento
Questotildees sobre o experimento
9 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 10 Como a energia eleacutetrica foi obtida 11 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 12 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 13 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 14 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 15 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 16 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha
UM POUCO DE ELETROQUIMICA
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A eletroquiacutemica estuda o aproveitamento da transferecircncia de eleacutetrons entre
diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-
versa
Pilhas conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
Eletroacutelise conversatildeo natildeo espontacircnea de energia eleacutetrica em quiacutemica
A seguir estatildeo descritos alguns termos que apareceratildeo no estudo da eletroquiacutemica
ELETRODOS Satildeo assim chamadas as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com
a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica
AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
ENTRA na soluccedilatildeo
CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
DEIXA a soluccedilatildeo
d) ELETROacuteLITOS Satildeo assim chamadas todas as soluccedilotildees que CONDUZEM a
corrente eleacutetrica
e) IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na
soluccedilatildeo
AcircNODO Eletrodo do qual saem os eleacutetrons para o circuito externo da ceacutelula
CAacuteTODO Eletrodo no qual entram os eleacutetrons atraveacutes do circuito externo da ceacutelula
f) CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que
conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e
mergulhados num eletroacutelito
Resumindo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons ( diminuiccedilatildeo de Nox)
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons ( aumento de Nox)
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida (Nox aumenta)
Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz (Nox diminui)
O redutor reduz o oxidante
O oxidante oxida o redutor
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em
energia eleacutetrica
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Cada substacircncia possui uma maior ou menor tendecircncia de perder eleacutetrons
tendecircncia esta chamada de Potencial de Oxidaccedilatildeo Deste modo uma substacircncia X
que tenha um potencial de oxidaccedilatildeo maior que uma substacircncia Y iraacute perder seus
eleacutetrons gradativamente para esta substacircncia se as duas estiverem juntas
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do
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eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu++ Isso provocaraacute diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
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Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
Atividade 3 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o
experimento da pilha de Daniel
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas
dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os
relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em
eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e
conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em
sete itens principais
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Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve
comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos
resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo
do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos
objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser
esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram
utilizados no experimento
32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute
apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela
caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o
experimento
10 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a
profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno
Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos
pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
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Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento
e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na
redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os
objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem
de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed
Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo
de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO
BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro
ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2
ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte
das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos
ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos
Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o
aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Atividade 1 Montagem de um Mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias vocecirc poderaacute construir
o seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo em que vocecirc iraacute aplicar o que
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aprendeu preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo na entrada da
escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas
sobre o assunto estudado Orientado pelo seu professor vocecirc desenvolveraacute accedilotildees
sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre
o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente Poderaacute tambeacutem
compor muacutesicas sobre os assuntos abordados
Atividade 2 Montagem de um Portifolio
Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-
avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos
ao longo do bimestre de modo que venha justificar a questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil
toneladas de lixo eletrocircnico por hora dentro deste destacam-se pilhas e
baterias Este lixo eacute jogado na natureza provocando vaacuterios problemas
ambientais Quais os problemas ambientais que as pilhas e baterias provocam
na natureza e como podemos evitaacute-losrdquo citada no inicio do bimestre
57
REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
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pode ser maior se a quantidade desses equipamentos jogados em lixotildees for muito
alta
A dissoluccedilatildeo de metais pesados depositados em aterros
sanitaacuterios improacuteprios pode contaminar lenccediloacuteis freaacuteticos e o
ambiente local Em aterros a dissoluccedilatildeo dos metais eacute mais faacutecil
devido agrave acidez da aacuterea Isso facilita a acumulaccedilatildeo de metais
pesados na cadeia alimentar atraveacutes da contaminaccedilatildeo de
animais e vegetais que podem causar a intoxicaccedilatildeo de seres humanos que venham
a consumir esses alimentos afetados Metais pesados como chumbo caacutedmio
mercuacuterio e seus compostos podem provocar graves doenccedilas neuroloacutegicas aleacutem de
afetar a condiccedilatildeo motora
Pilhas e baterias comuns (pequenas usadas em raacutedios por exemplo) podem
ser descartadas no lixo domeacutestico de acordo com a determinaccedilatildeo do Conama No
entanto a professora Andreacutea Bernardes do Departamento de Engenharia de
Materiais da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) avalia que esses
produtos que acabam sendo depositados em aterros sanitaacuterios soacute poderiam ser
descartados nestes locais se houvesse o tratamento adequado do chorume
(substacircncia liacutequida encontrada em lixotildees) O chorume contaminado com metais
pesados contaminaraacute tambeacutem a terra e os lenccediloacuteis freaacuteticos
Marcelo Furtado coordenador da aacuterea de substacircncias toacutexicas do
Greenpeace vecirc com bons olhos a determinaccedilatildeo do Conama A iniciativa serve
como incentivo para que as empresas passem a reduzir o uso de substacircncias
toacutexicas para evitar todo o processo de recolhimento de baterias e pilhas usadas
diz Ele lembra que a tendecircncia eacute que substacircncias reciclaacuteveis sejam usadas cada
vez mais para que a reutilizaccedilatildeo dos produtos seja constante
Danilo FantinelRedaccedilatildeo Terra
Questotildees para anaacutelise do texto
6 Cite algumas das questotildees ambientais relacionadas ao uso de pilhas e baterias Qual deve ser a postura da populaccedilatildeo em relaccedilatildeo a essas questotildees 7 Com base na legislaccedilatildeo apresentada explique como deve ser feito o descarte de pilhas e baterias Quais impecilhos poderatildeo dificultar o cumprimento da lei 8 Qual o destino que deve ser dado agraves pilhas que seratildeo descartadas Existem formas de reciclagem Quais 9 Considerando os impactos ambientais que podem ocorrer do descarte inadequado das pilhas e baterias qual a sua opiniatildeo sobre o uso delas Existe uma ideal Explique 10 Vocecirc acha que hoje eacute possiacutevel sobrevivermos sem o uso de pilhas e baterias
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Atividade 3 Trechos do filme WALL-E
Converse com o seu professor sobre o filme a ser assistido na escola caso natildeo seja possiacutevel assista o filme em casa para auxiliaacute-lo nessa atividade
Questotildees para sala de aula reflexatildeo dos assuntos abordados no filme
5 Sente-se um escravo da tecnologia atual ( especificamente aqueles que em curto espaccedilo de tempo geram lixo eletrocircnico tais como celular Ipod Iphone etc) 6 Ficou sensibilizado sobre a quantidade de lixo eletrocircnico que o homem produz 7 Haacute uma remota possibilidade de o Planeta ser recuperado 8 Qual a sua opiniatildeo sobre a mensagem que o filme Wall-E passa 9 Viacutedeo WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97
minutos) som e cor
Situaccedilatildeo de aprendizagem 2 - Que tipos de materiais existem em uma pilha que
a classifique como poluidora do meio ambiente
Apoacutes a visatildeo do que vocecirc teve do filme e discussatildeo de trechos que falam sobre
impactos ambientais provocados pelo mau descarte de pilhas e baterias vocecirc
imagina quais seriam os agentes contaminantes
Atividade 1 Experimento demonstrativo ndash Desmontagem de uma pilha
No inicio da aula entregue para o seu professor um desenho que demonstre os
componentes que estruturam uma pilha
Apoacutes o teacutermino da desmontagem faccedila um novo desenho colocando aquilo que vocecirc
observou Compare o primeiro com o segundo desenho e em poucas linhas
descreva o que mais lhe chamou a atenccedilatildeo
Atividade 2 Buscando orientaccedilotildees com o professor para trabalho de
pesquisa
Leve para sala de aula revistas jornaislivros e mateacuterias de internet trazendo
informaccedilotildees sobre pilha ecologicamente correta
Atividade 3 Reciclagem de pilhas
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Apoacutes a viacutedeoaula sobre a reciclagem de pilhas elabore um artigo de opiniatildeo sobre
a importacircncia da reciclagem de pilhas em favor do meio ambiente e a necessidade
de maiores investimentos nessa aacuterea Ao final entregue a seu professor
Atividade 4 Pesquisa em grupo Pilha ideal
A partir de uma preacutevia busca em revistas jornais livros e internet procure obter
informaccedilotildees sobre uma pilha ideal
Atividade 5 Escolha da Pilha ideal
Apresente o material para o professor e os seus colegas para que seja feita a
escolha da melhor ideia
Questotildees para anaacutelise das ideacuteias sobre pilha ideal
5 Eacute possiacutevel produzir energia eleacutetrica atraveacutes de uma transformaccedilatildeo quiacutemica
6 Explique o surgimento da energia eleacutetrica nas transformaccedilotildees quiacutemicas
7 Podemos montar uma pilha ecologicamente correta
8 O funcionamento de uma pilha soacute acontece atraveacutes de transformaccedilatildeo quiacutemica Explique
Situaccedilatildeo de aprendizagem 3- O lado cientiacutefico da Pilha
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem permitiraacute a vocecirc compreender melhor o
funcionamento de uma pilha( conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
) e a produccedilatildeo de novos materiais atraveacutes da eletrolise (conversatildeo natildeo espontacircnea
energia eleacutetrica em quiacutemica) com experimentos Para essa situaccedilatildeo eacute importante
que vocecirc observe e anote em seu caderno tudo que se alterou
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Atividade 1 O experimento da pilha do Daniel
Questotildees que podem auxiliaacute-lo durante a execuccedilatildeo do experimento
6 As placas mudaram de cor apoacutes serem mergulhadas na soluccedilatildeo Explique
7 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
8 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
9 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
7 Limpar as placas com palha de accedilo
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8 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 9 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 10 Interligar os dois potes com a ponte salina 11 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 12 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e
transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo
PauloEdusp 1998
Atividade 2 Anaacutelise sobre experimento
Questotildees sobre o experimento
9 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 10 Como a energia eleacutetrica foi obtida 11 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 12 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 13 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 14 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 15 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 16 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha
UM POUCO DE ELETROQUIMICA
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A eletroquiacutemica estuda o aproveitamento da transferecircncia de eleacutetrons entre
diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-
versa
Pilhas conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
Eletroacutelise conversatildeo natildeo espontacircnea de energia eleacutetrica em quiacutemica
A seguir estatildeo descritos alguns termos que apareceratildeo no estudo da eletroquiacutemica
ELETRODOS Satildeo assim chamadas as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com
a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica
AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
ENTRA na soluccedilatildeo
CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
DEIXA a soluccedilatildeo
d) ELETROacuteLITOS Satildeo assim chamadas todas as soluccedilotildees que CONDUZEM a
corrente eleacutetrica
e) IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na
soluccedilatildeo
AcircNODO Eletrodo do qual saem os eleacutetrons para o circuito externo da ceacutelula
CAacuteTODO Eletrodo no qual entram os eleacutetrons atraveacutes do circuito externo da ceacutelula
f) CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que
conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e
mergulhados num eletroacutelito
Resumindo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons ( diminuiccedilatildeo de Nox)
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons ( aumento de Nox)
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida (Nox aumenta)
Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz (Nox diminui)
O redutor reduz o oxidante
O oxidante oxida o redutor
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em
energia eleacutetrica
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Cada substacircncia possui uma maior ou menor tendecircncia de perder eleacutetrons
tendecircncia esta chamada de Potencial de Oxidaccedilatildeo Deste modo uma substacircncia X
que tenha um potencial de oxidaccedilatildeo maior que uma substacircncia Y iraacute perder seus
eleacutetrons gradativamente para esta substacircncia se as duas estiverem juntas
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do
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eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu++ Isso provocaraacute diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
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Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
Atividade 3 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o
experimento da pilha de Daniel
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas
dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os
relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em
eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e
conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em
sete itens principais
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Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve
comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos
resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo
do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos
objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser
esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram
utilizados no experimento
32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute
apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela
caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o
experimento
10 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a
profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno
Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos
pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
55
Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento
e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na
redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os
objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem
de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed
Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo
de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO
BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro
ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2
ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte
das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos
ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos
Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o
aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Atividade 1 Montagem de um Mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias vocecirc poderaacute construir
o seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo em que vocecirc iraacute aplicar o que
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aprendeu preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo na entrada da
escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas
sobre o assunto estudado Orientado pelo seu professor vocecirc desenvolveraacute accedilotildees
sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre
o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente Poderaacute tambeacutem
compor muacutesicas sobre os assuntos abordados
Atividade 2 Montagem de um Portifolio
Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-
avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos
ao longo do bimestre de modo que venha justificar a questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil
toneladas de lixo eletrocircnico por hora dentro deste destacam-se pilhas e
baterias Este lixo eacute jogado na natureza provocando vaacuterios problemas
ambientais Quais os problemas ambientais que as pilhas e baterias provocam
na natureza e como podemos evitaacute-losrdquo citada no inicio do bimestre
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REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
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Atividade 3 Trechos do filme WALL-E
Converse com o seu professor sobre o filme a ser assistido na escola caso natildeo seja possiacutevel assista o filme em casa para auxiliaacute-lo nessa atividade
Questotildees para sala de aula reflexatildeo dos assuntos abordados no filme
5 Sente-se um escravo da tecnologia atual ( especificamente aqueles que em curto espaccedilo de tempo geram lixo eletrocircnico tais como celular Ipod Iphone etc) 6 Ficou sensibilizado sobre a quantidade de lixo eletrocircnico que o homem produz 7 Haacute uma remota possibilidade de o Planeta ser recuperado 8 Qual a sua opiniatildeo sobre a mensagem que o filme Wall-E passa 9 Viacutedeo WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97
minutos) som e cor
Situaccedilatildeo de aprendizagem 2 - Que tipos de materiais existem em uma pilha que
a classifique como poluidora do meio ambiente
Apoacutes a visatildeo do que vocecirc teve do filme e discussatildeo de trechos que falam sobre
impactos ambientais provocados pelo mau descarte de pilhas e baterias vocecirc
imagina quais seriam os agentes contaminantes
Atividade 1 Experimento demonstrativo ndash Desmontagem de uma pilha
No inicio da aula entregue para o seu professor um desenho que demonstre os
componentes que estruturam uma pilha
Apoacutes o teacutermino da desmontagem faccedila um novo desenho colocando aquilo que vocecirc
observou Compare o primeiro com o segundo desenho e em poucas linhas
descreva o que mais lhe chamou a atenccedilatildeo
Atividade 2 Buscando orientaccedilotildees com o professor para trabalho de
pesquisa
Leve para sala de aula revistas jornaislivros e mateacuterias de internet trazendo
informaccedilotildees sobre pilha ecologicamente correta
Atividade 3 Reciclagem de pilhas
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Apoacutes a viacutedeoaula sobre a reciclagem de pilhas elabore um artigo de opiniatildeo sobre
a importacircncia da reciclagem de pilhas em favor do meio ambiente e a necessidade
de maiores investimentos nessa aacuterea Ao final entregue a seu professor
Atividade 4 Pesquisa em grupo Pilha ideal
A partir de uma preacutevia busca em revistas jornais livros e internet procure obter
informaccedilotildees sobre uma pilha ideal
Atividade 5 Escolha da Pilha ideal
Apresente o material para o professor e os seus colegas para que seja feita a
escolha da melhor ideia
Questotildees para anaacutelise das ideacuteias sobre pilha ideal
5 Eacute possiacutevel produzir energia eleacutetrica atraveacutes de uma transformaccedilatildeo quiacutemica
6 Explique o surgimento da energia eleacutetrica nas transformaccedilotildees quiacutemicas
7 Podemos montar uma pilha ecologicamente correta
8 O funcionamento de uma pilha soacute acontece atraveacutes de transformaccedilatildeo quiacutemica Explique
Situaccedilatildeo de aprendizagem 3- O lado cientiacutefico da Pilha
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem permitiraacute a vocecirc compreender melhor o
funcionamento de uma pilha( conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
) e a produccedilatildeo de novos materiais atraveacutes da eletrolise (conversatildeo natildeo espontacircnea
energia eleacutetrica em quiacutemica) com experimentos Para essa situaccedilatildeo eacute importante
que vocecirc observe e anote em seu caderno tudo que se alterou
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Atividade 1 O experimento da pilha do Daniel
Questotildees que podem auxiliaacute-lo durante a execuccedilatildeo do experimento
6 As placas mudaram de cor apoacutes serem mergulhadas na soluccedilatildeo Explique
7 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
8 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
9 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
7 Limpar as placas com palha de accedilo
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8 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 9 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 10 Interligar os dois potes com a ponte salina 11 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 12 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e
transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo
PauloEdusp 1998
Atividade 2 Anaacutelise sobre experimento
Questotildees sobre o experimento
9 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 10 Como a energia eleacutetrica foi obtida 11 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 12 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 13 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 14 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 15 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 16 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha
UM POUCO DE ELETROQUIMICA
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A eletroquiacutemica estuda o aproveitamento da transferecircncia de eleacutetrons entre
diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-
versa
Pilhas conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
Eletroacutelise conversatildeo natildeo espontacircnea de energia eleacutetrica em quiacutemica
A seguir estatildeo descritos alguns termos que apareceratildeo no estudo da eletroquiacutemica
ELETRODOS Satildeo assim chamadas as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com
a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica
AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
ENTRA na soluccedilatildeo
CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
DEIXA a soluccedilatildeo
d) ELETROacuteLITOS Satildeo assim chamadas todas as soluccedilotildees que CONDUZEM a
corrente eleacutetrica
e) IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na
soluccedilatildeo
AcircNODO Eletrodo do qual saem os eleacutetrons para o circuito externo da ceacutelula
CAacuteTODO Eletrodo no qual entram os eleacutetrons atraveacutes do circuito externo da ceacutelula
f) CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que
conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e
mergulhados num eletroacutelito
Resumindo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons ( diminuiccedilatildeo de Nox)
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons ( aumento de Nox)
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida (Nox aumenta)
Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz (Nox diminui)
O redutor reduz o oxidante
O oxidante oxida o redutor
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em
energia eleacutetrica
51
Cada substacircncia possui uma maior ou menor tendecircncia de perder eleacutetrons
tendecircncia esta chamada de Potencial de Oxidaccedilatildeo Deste modo uma substacircncia X
que tenha um potencial de oxidaccedilatildeo maior que uma substacircncia Y iraacute perder seus
eleacutetrons gradativamente para esta substacircncia se as duas estiverem juntas
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do
52
eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu++ Isso provocaraacute diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
53
Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
Atividade 3 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o
experimento da pilha de Daniel
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas
dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os
relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em
eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e
conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em
sete itens principais
54
Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve
comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos
resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo
do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos
objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser
esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram
utilizados no experimento
32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute
apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela
caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o
experimento
10 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a
profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno
Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos
pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
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Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento
e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na
redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os
objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem
de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed
Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo
de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO
BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro
ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2
ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte
das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos
ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos
Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o
aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Atividade 1 Montagem de um Mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias vocecirc poderaacute construir
o seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo em que vocecirc iraacute aplicar o que
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aprendeu preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo na entrada da
escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas
sobre o assunto estudado Orientado pelo seu professor vocecirc desenvolveraacute accedilotildees
sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre
o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente Poderaacute tambeacutem
compor muacutesicas sobre os assuntos abordados
Atividade 2 Montagem de um Portifolio
Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-
avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos
ao longo do bimestre de modo que venha justificar a questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil
toneladas de lixo eletrocircnico por hora dentro deste destacam-se pilhas e
baterias Este lixo eacute jogado na natureza provocando vaacuterios problemas
ambientais Quais os problemas ambientais que as pilhas e baterias provocam
na natureza e como podemos evitaacute-losrdquo citada no inicio do bimestre
57
REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
47
Apoacutes a viacutedeoaula sobre a reciclagem de pilhas elabore um artigo de opiniatildeo sobre
a importacircncia da reciclagem de pilhas em favor do meio ambiente e a necessidade
de maiores investimentos nessa aacuterea Ao final entregue a seu professor
Atividade 4 Pesquisa em grupo Pilha ideal
A partir de uma preacutevia busca em revistas jornais livros e internet procure obter
informaccedilotildees sobre uma pilha ideal
Atividade 5 Escolha da Pilha ideal
Apresente o material para o professor e os seus colegas para que seja feita a
escolha da melhor ideia
Questotildees para anaacutelise das ideacuteias sobre pilha ideal
5 Eacute possiacutevel produzir energia eleacutetrica atraveacutes de uma transformaccedilatildeo quiacutemica
6 Explique o surgimento da energia eleacutetrica nas transformaccedilotildees quiacutemicas
7 Podemos montar uma pilha ecologicamente correta
8 O funcionamento de uma pilha soacute acontece atraveacutes de transformaccedilatildeo quiacutemica Explique
Situaccedilatildeo de aprendizagem 3- O lado cientiacutefico da Pilha
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem permitiraacute a vocecirc compreender melhor o
funcionamento de uma pilha( conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
) e a produccedilatildeo de novos materiais atraveacutes da eletrolise (conversatildeo natildeo espontacircnea
energia eleacutetrica em quiacutemica) com experimentos Para essa situaccedilatildeo eacute importante
que vocecirc observe e anote em seu caderno tudo que se alterou
48
Atividade 1 O experimento da pilha do Daniel
Questotildees que podem auxiliaacute-lo durante a execuccedilatildeo do experimento
6 As placas mudaram de cor apoacutes serem mergulhadas na soluccedilatildeo Explique
7 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
8 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
9 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
7 Limpar as placas com palha de accedilo
49
8 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 9 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 10 Interligar os dois potes com a ponte salina 11 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 12 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e
transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo
PauloEdusp 1998
Atividade 2 Anaacutelise sobre experimento
Questotildees sobre o experimento
9 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 10 Como a energia eleacutetrica foi obtida 11 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 12 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 13 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 14 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 15 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 16 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha
UM POUCO DE ELETROQUIMICA
50
A eletroquiacutemica estuda o aproveitamento da transferecircncia de eleacutetrons entre
diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-
versa
Pilhas conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
Eletroacutelise conversatildeo natildeo espontacircnea de energia eleacutetrica em quiacutemica
A seguir estatildeo descritos alguns termos que apareceratildeo no estudo da eletroquiacutemica
ELETRODOS Satildeo assim chamadas as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com
a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica
AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
ENTRA na soluccedilatildeo
CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
DEIXA a soluccedilatildeo
d) ELETROacuteLITOS Satildeo assim chamadas todas as soluccedilotildees que CONDUZEM a
corrente eleacutetrica
e) IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na
soluccedilatildeo
AcircNODO Eletrodo do qual saem os eleacutetrons para o circuito externo da ceacutelula
CAacuteTODO Eletrodo no qual entram os eleacutetrons atraveacutes do circuito externo da ceacutelula
f) CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que
conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e
mergulhados num eletroacutelito
Resumindo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons ( diminuiccedilatildeo de Nox)
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons ( aumento de Nox)
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida (Nox aumenta)
Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz (Nox diminui)
O redutor reduz o oxidante
O oxidante oxida o redutor
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em
energia eleacutetrica
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Cada substacircncia possui uma maior ou menor tendecircncia de perder eleacutetrons
tendecircncia esta chamada de Potencial de Oxidaccedilatildeo Deste modo uma substacircncia X
que tenha um potencial de oxidaccedilatildeo maior que uma substacircncia Y iraacute perder seus
eleacutetrons gradativamente para esta substacircncia se as duas estiverem juntas
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do
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eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu++ Isso provocaraacute diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
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Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
Atividade 3 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o
experimento da pilha de Daniel
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas
dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os
relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em
eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e
conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em
sete itens principais
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Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve
comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos
resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo
do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos
objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser
esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram
utilizados no experimento
32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute
apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela
caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o
experimento
10 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a
profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno
Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos
pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
55
Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento
e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na
redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os
objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem
de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed
Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo
de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO
BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro
ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2
ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte
das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos
ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos
Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o
aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Atividade 1 Montagem de um Mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias vocecirc poderaacute construir
o seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo em que vocecirc iraacute aplicar o que
56
aprendeu preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo na entrada da
escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas
sobre o assunto estudado Orientado pelo seu professor vocecirc desenvolveraacute accedilotildees
sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre
o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente Poderaacute tambeacutem
compor muacutesicas sobre os assuntos abordados
Atividade 2 Montagem de um Portifolio
Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-
avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos
ao longo do bimestre de modo que venha justificar a questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil
toneladas de lixo eletrocircnico por hora dentro deste destacam-se pilhas e
baterias Este lixo eacute jogado na natureza provocando vaacuterios problemas
ambientais Quais os problemas ambientais que as pilhas e baterias provocam
na natureza e como podemos evitaacute-losrdquo citada no inicio do bimestre
57
REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
48
Atividade 1 O experimento da pilha do Daniel
Questotildees que podem auxiliaacute-lo durante a execuccedilatildeo do experimento
6 As placas mudaram de cor apoacutes serem mergulhadas na soluccedilatildeo Explique
7 E a soluccedilatildeo mudou de cor Explique
8 Consegue dizer qual seraacute o poacutelo positivo e o poacutelo negativo somente pela cor das placas
9 Observando a placa de zinco antes e depois do experimento vocecirc diria que ela sofreu aumento de massa ou houve desgaste Explique
Roteiro do experimento PILHA DE DANIEL
Objetivo mostrar o princiacutepio do funcionamento de uma pilha de Daniel
Material
2 potes( pequenos) de vidro
1 conta gotas
1 tubo curvo ( em forma de u )
1 placa de zinco
1 placa de cobre
1 sistema de cartatildeo musical com fios
Pedaccedilos de algodatildeo
Palha de accedilo (Bombril)
Reagentes
Soluccedilatildeo de sulfato de cobre II 1molL (CuSO45H2O)
Soluccedilatildeo de sulfato de zinco 1molL(ZnSO4)
Soluccedilatildeo saturada de cloreto de potaacutessio (KCl)
Procedimento
7 Limpar as placas com palha de accedilo
49
8 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 9 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 10 Interligar os dois potes com a ponte salina 11 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 12 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e
transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo
PauloEdusp 1998
Atividade 2 Anaacutelise sobre experimento
Questotildees sobre o experimento
9 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 10 Como a energia eleacutetrica foi obtida 11 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 12 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 13 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 14 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 15 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 16 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha
UM POUCO DE ELETROQUIMICA
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A eletroquiacutemica estuda o aproveitamento da transferecircncia de eleacutetrons entre
diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-
versa
Pilhas conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
Eletroacutelise conversatildeo natildeo espontacircnea de energia eleacutetrica em quiacutemica
A seguir estatildeo descritos alguns termos que apareceratildeo no estudo da eletroquiacutemica
ELETRODOS Satildeo assim chamadas as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com
a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica
AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
ENTRA na soluccedilatildeo
CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
DEIXA a soluccedilatildeo
d) ELETROacuteLITOS Satildeo assim chamadas todas as soluccedilotildees que CONDUZEM a
corrente eleacutetrica
e) IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na
soluccedilatildeo
AcircNODO Eletrodo do qual saem os eleacutetrons para o circuito externo da ceacutelula
CAacuteTODO Eletrodo no qual entram os eleacutetrons atraveacutes do circuito externo da ceacutelula
f) CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que
conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e
mergulhados num eletroacutelito
Resumindo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons ( diminuiccedilatildeo de Nox)
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons ( aumento de Nox)
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida (Nox aumenta)
Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz (Nox diminui)
O redutor reduz o oxidante
O oxidante oxida o redutor
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em
energia eleacutetrica
51
Cada substacircncia possui uma maior ou menor tendecircncia de perder eleacutetrons
tendecircncia esta chamada de Potencial de Oxidaccedilatildeo Deste modo uma substacircncia X
que tenha um potencial de oxidaccedilatildeo maior que uma substacircncia Y iraacute perder seus
eleacutetrons gradativamente para esta substacircncia se as duas estiverem juntas
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do
52
eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu++ Isso provocaraacute diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
53
Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
Atividade 3 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o
experimento da pilha de Daniel
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas
dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os
relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em
eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e
conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em
sete itens principais
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Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve
comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos
resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo
do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos
objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser
esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram
utilizados no experimento
32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute
apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela
caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o
experimento
10 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a
profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno
Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos
pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
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Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento
e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na
redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os
objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem
de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed
Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo
de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO
BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro
ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2
ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte
das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos
ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos
Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o
aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Atividade 1 Montagem de um Mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias vocecirc poderaacute construir
o seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo em que vocecirc iraacute aplicar o que
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aprendeu preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo na entrada da
escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas
sobre o assunto estudado Orientado pelo seu professor vocecirc desenvolveraacute accedilotildees
sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre
o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente Poderaacute tambeacutem
compor muacutesicas sobre os assuntos abordados
Atividade 2 Montagem de um Portifolio
Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-
avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos
ao longo do bimestre de modo que venha justificar a questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil
toneladas de lixo eletrocircnico por hora dentro deste destacam-se pilhas e
baterias Este lixo eacute jogado na natureza provocando vaacuterios problemas
ambientais Quais os problemas ambientais que as pilhas e baterias provocam
na natureza e como podemos evitaacute-losrdquo citada no inicio do bimestre
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REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
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8 Colocar em um dos potes a soluccedilatildeo de sulfato de cobre II e no outro pote uma soluccedilatildeo de sulfato de zinco ateacute metade da capacidade dos mesmos 9 Utilizando um conta gotas encher totalmente um tubo (curvo) com a soluccedilatildeo de cloreto de potaacutessio Em cada extremidade do tubo colocar chumaccedilo de algodatildeo tomando o cuidado de natildeo deixar bolhas de ar no tubo (montagem da ponte salina) 10 Interligar os dois potes com a ponte salina 11 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de zinco a placa de zinco adaptada ao poacutelo negativo do sistema cartatildeo musical 12 Colocar na soluccedilatildeo de sulfato de cobre II a placa de cobre adaptada ao poacutelo positivo do sistema cartatildeo musical
Observar o que ocorre Caso nada aconteccedila verificar todos os contatos
Extraiacutedo de GRUPO DE PESQUISA EM EDUCACcedilAtildeO QUIacuteMICA Interaccedilotildees e
transformaccedilotildees III- Quiacutemica para o 2ordm grau-livro do alunoGEPEQSatildeo
PauloEdusp 1998
Atividade 2 Anaacutelise sobre experimento
Questotildees sobre o experimento
9 Observou alguma evidecircncia de transformaccedilatildeo quiacutemica 10 Como a energia eleacutetrica foi obtida 11 Faccedila um desenho que represente o fenocircmeno observado (isto eacute houve uma transformaccedilatildeo quiacutemica que produziu corrente eleacutetrica funcionamento do cartatildeo musicalled ou mediccedilatildeo da corrente eleacutetrica com o multiacutemetro) Verificar os aspectos iniciais e finais das placas de Cu e Zn 12 Vocecirc acha que os iacuteons de Cu se transformam em cobre metaacutelico ou o contraacuterio Represente esta transformaccedilatildeo por meio de equaccedilotildees quiacutemicas 13 O que eacute caacutetodo E acircnodo A regiatildeo da placa de cobre eacute caacutetodo ou acircnodo 14 O que eacute oxidaccedilatildeo E reduccedilatildeo Agente oxidante Agente redutor 15 De onde vecircm os eleacutetrons para que ocorra a reaccedilatildeo de reduccedilatildeo 16 Como ocorreu a transferecircncia de eleacutetrons no sistema Qual placa sofreu oxidaccedilatildeo Essa regiatildeo seria o caacutetodo ou acircnodo da pilha
UM POUCO DE ELETROQUIMICA
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A eletroquiacutemica estuda o aproveitamento da transferecircncia de eleacutetrons entre
diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-
versa
Pilhas conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
Eletroacutelise conversatildeo natildeo espontacircnea de energia eleacutetrica em quiacutemica
A seguir estatildeo descritos alguns termos que apareceratildeo no estudo da eletroquiacutemica
ELETRODOS Satildeo assim chamadas as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com
a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica
AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
ENTRA na soluccedilatildeo
CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
DEIXA a soluccedilatildeo
d) ELETROacuteLITOS Satildeo assim chamadas todas as soluccedilotildees que CONDUZEM a
corrente eleacutetrica
e) IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na
soluccedilatildeo
AcircNODO Eletrodo do qual saem os eleacutetrons para o circuito externo da ceacutelula
CAacuteTODO Eletrodo no qual entram os eleacutetrons atraveacutes do circuito externo da ceacutelula
f) CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que
conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e
mergulhados num eletroacutelito
Resumindo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons ( diminuiccedilatildeo de Nox)
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons ( aumento de Nox)
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida (Nox aumenta)
Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz (Nox diminui)
O redutor reduz o oxidante
O oxidante oxida o redutor
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em
energia eleacutetrica
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Cada substacircncia possui uma maior ou menor tendecircncia de perder eleacutetrons
tendecircncia esta chamada de Potencial de Oxidaccedilatildeo Deste modo uma substacircncia X
que tenha um potencial de oxidaccedilatildeo maior que uma substacircncia Y iraacute perder seus
eleacutetrons gradativamente para esta substacircncia se as duas estiverem juntas
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do
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eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu++ Isso provocaraacute diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
53
Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
Atividade 3 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o
experimento da pilha de Daniel
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas
dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os
relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em
eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e
conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em
sete itens principais
54
Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve
comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos
resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo
do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos
objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser
esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram
utilizados no experimento
32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute
apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela
caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o
experimento
10 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a
profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno
Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos
pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
55
Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento
e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na
redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os
objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem
de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed
Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo
de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO
BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro
ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2
ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte
das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos
ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos
Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o
aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Atividade 1 Montagem de um Mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias vocecirc poderaacute construir
o seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo em que vocecirc iraacute aplicar o que
56
aprendeu preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo na entrada da
escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas
sobre o assunto estudado Orientado pelo seu professor vocecirc desenvolveraacute accedilotildees
sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre
o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente Poderaacute tambeacutem
compor muacutesicas sobre os assuntos abordados
Atividade 2 Montagem de um Portifolio
Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-
avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos
ao longo do bimestre de modo que venha justificar a questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil
toneladas de lixo eletrocircnico por hora dentro deste destacam-se pilhas e
baterias Este lixo eacute jogado na natureza provocando vaacuterios problemas
ambientais Quais os problemas ambientais que as pilhas e baterias provocam
na natureza e como podemos evitaacute-losrdquo citada no inicio do bimestre
57
REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
50
A eletroquiacutemica estuda o aproveitamento da transferecircncia de eleacutetrons entre
diferentes substacircncias para converter energia quiacutemica em energia eleacutetrica e vice-
versa
Pilhas conversatildeo espontacircnea de energia quiacutemica em eleacutetrica
Eletroacutelise conversatildeo natildeo espontacircnea de energia eleacutetrica em quiacutemica
A seguir estatildeo descritos alguns termos que apareceratildeo no estudo da eletroquiacutemica
ELETRODOS Satildeo assim chamadas as partes metaacutelicas que estatildeo em contato com
a soluccedilatildeo dentro de uma ceacutelula eletroquiacutemica
AcircNODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
ENTRA na soluccedilatildeo
CAacuteTODOS Satildeo os eletrodos pelo qual a corrente eleacutetrica que circula numa ceacutelula
DEIXA a soluccedilatildeo
d) ELETROacuteLITOS Satildeo assim chamadas todas as soluccedilotildees que CONDUZEM a
corrente eleacutetrica
e) IacuteONS Satildeo assim chamadas as partiacuteculas carregadas que se movimentam na
soluccedilatildeo
AcircNODO Eletrodo do qual saem os eleacutetrons para o circuito externo da ceacutelula
CAacuteTODO Eletrodo no qual entram os eleacutetrons atraveacutes do circuito externo da ceacutelula
f) CEacuteLULA ELETROQUIacuteMICA Todo sistema formado por um circuito externo que
conduza a corrente eleacutetrica e interligue dois eletrodos que estejam separados e
mergulhados num eletroacutelito
Resumindo
Reduccedilatildeo ganho de eleacutetrons ( diminuiccedilatildeo de Nox)
Oxidaccedilatildeo perda de eleacutetrons ( aumento de Nox)
Redutor fornece eleacutetrons e se oxida (Nox aumenta)
Oxidante recebe eleacutetrons e se reduz (Nox diminui)
O redutor reduz o oxidante
O oxidante oxida o redutor
Pilhas satildeo dispositivos eletroquiacutemicos que transformam reaccedilotildees quiacutemicas em
energia eleacutetrica
51
Cada substacircncia possui uma maior ou menor tendecircncia de perder eleacutetrons
tendecircncia esta chamada de Potencial de Oxidaccedilatildeo Deste modo uma substacircncia X
que tenha um potencial de oxidaccedilatildeo maior que uma substacircncia Y iraacute perder seus
eleacutetrons gradativamente para esta substacircncia se as duas estiverem juntas
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do
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eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu++ Isso provocaraacute diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
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Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
Atividade 3 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o
experimento da pilha de Daniel
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas
dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os
relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em
eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e
conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em
sete itens principais
54
Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve
comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos
resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo
do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos
objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser
esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram
utilizados no experimento
32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute
apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela
caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o
experimento
10 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a
profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno
Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos
pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
55
Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento
e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na
redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os
objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem
de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed
Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo
de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO
BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro
ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2
ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte
das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos
ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos
Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o
aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Atividade 1 Montagem de um Mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias vocecirc poderaacute construir
o seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo em que vocecirc iraacute aplicar o que
56
aprendeu preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo na entrada da
escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas
sobre o assunto estudado Orientado pelo seu professor vocecirc desenvolveraacute accedilotildees
sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre
o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente Poderaacute tambeacutem
compor muacutesicas sobre os assuntos abordados
Atividade 2 Montagem de um Portifolio
Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-
avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos
ao longo do bimestre de modo que venha justificar a questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil
toneladas de lixo eletrocircnico por hora dentro deste destacam-se pilhas e
baterias Este lixo eacute jogado na natureza provocando vaacuterios problemas
ambientais Quais os problemas ambientais que as pilhas e baterias provocam
na natureza e como podemos evitaacute-losrdquo citada no inicio do bimestre
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REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
51
Cada substacircncia possui uma maior ou menor tendecircncia de perder eleacutetrons
tendecircncia esta chamada de Potencial de Oxidaccedilatildeo Deste modo uma substacircncia X
que tenha um potencial de oxidaccedilatildeo maior que uma substacircncia Y iraacute perder seus
eleacutetrons gradativamente para esta substacircncia se as duas estiverem juntas
Os dois eletrodos satildeo ligados atraveacutes de fios a um voltiacutemetro ou outro equipamento que faraacute a detecccedilatildeo ou uso da corrente eleacutetrica gerada pela pilha A reaccedilatildeo envolvida nesta pilha pode ser ilustrada pelas seguintes equaccedilotildees
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1)
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu (2)
Zn + Cu++ Zn++ + Cu (3)
A equaccedilatildeo (1) representa de maneira global o que estaacute acontecendo com as soluccedilotildees e metais O zinco metaacutelico reage com o sulfato cuacuteprico produzindo sulfato de zinco e cobre metaacutelico
A equaccedilatildeo (2) mostra que isso decorre da oxidaccedilatildeo do zinco que perde 2 eleacutetrons e transforma-se num iacuteon Estes eleacutetrons satildeo transferidos pelo fio por atraccedilatildeo ateacute o eletrodo de cobre que estaacute apto a receber estes eleacutetrons Iacuteons livres Cu++ na soluccedilatildeo satildeo entatildeo atraiacutedos para o eletrodo de cobre carregado Estes iacuteons satildeo reduzidos transformando-se em Cu0 e depositando-se por sobre a superfiacutecie do
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eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu++ Isso provocaraacute diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
53
Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
Atividade 3 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o
experimento da pilha de Daniel
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas
dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os
relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em
eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e
conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em
sete itens principais
54
Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve
comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos
resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo
do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos
objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser
esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram
utilizados no experimento
32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute
apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela
caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o
experimento
10 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a
profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno
Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos
pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
55
Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento
e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na
redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os
objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem
de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed
Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo
de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO
BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro
ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2
ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte
das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos
ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos
Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o
aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Atividade 1 Montagem de um Mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias vocecirc poderaacute construir
o seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo em que vocecirc iraacute aplicar o que
56
aprendeu preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo na entrada da
escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas
sobre o assunto estudado Orientado pelo seu professor vocecirc desenvolveraacute accedilotildees
sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre
o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente Poderaacute tambeacutem
compor muacutesicas sobre os assuntos abordados
Atividade 2 Montagem de um Portifolio
Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-
avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos
ao longo do bimestre de modo que venha justificar a questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil
toneladas de lixo eletrocircnico por hora dentro deste destacam-se pilhas e
baterias Este lixo eacute jogado na natureza provocando vaacuterios problemas
ambientais Quais os problemas ambientais que as pilhas e baterias provocam
na natureza e como podemos evitaacute-losrdquo citada no inicio do bimestre
57
REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
52
eletrodo equilibrando as cargas Os iacuteons positivos Zn++ criados pelo eletrodo de zinco passam para a soluccedilatildeo de sulfato de zinco Para cada aacutetomo de cobre que se deposita sobre o eletrodo de cobre um aacutetomo de zinco passa para a soluccedilatildeo doando dois eleacutetrons para o eletrodo de zinco
A equaccedilatildeo (3) representa o resultado a dissoluccedilatildeo de aacutetomos de zinco para sua forma iocircnica o que corresponde ao depoacutesito de iacuteons de cobre em sua forma metaacutelica
Os eleacutetrons fornecidos pelos aacutetomos de zinco passam pelo fio de interligaccedilatildeo fornecendo corrente para o dispositivo a ele ligado Se natildeo houvesse contato entre as duas soluccedilotildees (chamadas de eletroacutelitos) atraveacutes do vaso poroso ou da ponte salina os eleacutetrons passariam rapidamente para o cobre (que tende a receber eleacutetrons do zinco) e ao se concentrarem na placa de cobre as forccedilas de repulsatildeo interromperiam o fluxo de eleacutetrons O fluxo dessa maneira interrompe-se muito rapidamente e natildeo haacute como aproveitar a geraccedilatildeo de energia eleacutetrica Banhando-se os eletrodos em eletroacutelitos que satildeo soluccedilotildees condutoras geralmente salinas ou aacutecidas e permitindo que essas duas soluccedilotildees troquem iacuteons haveraacute fluxo de cargas em ambas as direccedilotildees permitindo que o efeito de geraccedilatildeo de corrente eleacutetrica perdure ateacute que o eletrodo de zinco se consuma (pois o eletrodo de zinco corroacutei-se no processo) ou que o eletrodo de cobre sofra grande acuacutemulo de Cu0 que impeccedila o contato com a soluccedilatildeo Ainda pode haver formaccedilatildeo de hidrogecircnio no eletrodo de cobre e haveraacute depoacutesito de oacutexidos no eletrodo de zinco o que serviraacute de barreira entre o metal e o eletroacutelito Este fenocircmeno eacute conhecido como polarizaccedilatildeo dos eletrodos
Com o tempo iacuteons Zn++ vindos do eletrodo de zinco combinados com cargas que passam atraveacutes da ponte salina aumentaratildeo a concentraccedilatildeo de sulfato de zinco em um recipiente ou meia-ceacutelula enquanto que paralelamente haveraacute reduccedilatildeo de concentraccedilatildeo na soluccedilatildeo de sulfato de cobre por perda de iacuteons Cu++ Isso provocaraacute diminuiccedilatildeo gradual da corrente eleacutetrica ateacute que a reaccedilatildeo cesse e a pilha eacute considerada esgotada Os iacuteons Zn++ acabaratildeo por finalmente alcanccedilar o eletrodo de cobre envolvendo-o e bloqueando qualquer movimento de iacuteons Cu++ polarizando este eletrodo
Em suma a pilha ou ceacutelula eletroquiacutemica eacute um dispositivo que transforma energia quiacutemica em energia eleacutetrica Uma reaccedilatildeo de oxirreduccedilatildeo eacute estabelecida estando o oxidante e redutor separados em compartimentos diferentes de modo que o redutor seja obrigado a ceder seus eleacutetrons atraveacutes de um fio ou circuito externo
Fica a criteacuterio do professor trabalhar outras reaccedilotildees utilizando a seacuterie de reatividade dos metais Seratildeo fornecidos tambeacutem alguns potenciais padratildeo para que os alunos possam trabalhar de forma teoacuterica algumas reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo
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Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
Atividade 3 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o
experimento da pilha de Daniel
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas
dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os
relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em
eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e
conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em
sete itens principais
54
Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve
comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos
resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo
do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos
objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser
esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram
utilizados no experimento
32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute
apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela
caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o
experimento
10 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a
profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno
Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos
pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
55
Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento
e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na
redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os
objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem
de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed
Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo
de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO
BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro
ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2
ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte
das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos
ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos
Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o
aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Atividade 1 Montagem de um Mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias vocecirc poderaacute construir
o seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo em que vocecirc iraacute aplicar o que
56
aprendeu preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo na entrada da
escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas
sobre o assunto estudado Orientado pelo seu professor vocecirc desenvolveraacute accedilotildees
sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre
o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente Poderaacute tambeacutem
compor muacutesicas sobre os assuntos abordados
Atividade 2 Montagem de um Portifolio
Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-
avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos
ao longo do bimestre de modo que venha justificar a questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil
toneladas de lixo eletrocircnico por hora dentro deste destacam-se pilhas e
baterias Este lixo eacute jogado na natureza provocando vaacuterios problemas
ambientais Quais os problemas ambientais que as pilhas e baterias provocam
na natureza e como podemos evitaacute-losrdquo citada no inicio do bimestre
57
REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
53
Potenciais-padratildeo de reduccedilatildeo (Eordm) em soluccedilatildeo aquosa a 25 ordmC (Dean 1985)
Semi-reaccedilatildeo de reduccedilatildeo Potencial-padratildeo de reduccedilatildeo Eordm (Volts)
Li+(aq) + e- Li(s) -304
K+(aq) + e- K(s) -292
Ba2+(aq) + 2e- Ba(s) -291
Ca2+(aq) + 2e- Ca(s) -287
Mg2+(aq) + 2e- Mg(s) -271
Na+(aq) + e- Na(s) -236
Al3+(aq) + 3e- Al(s) -168
Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) -076
Ag2S(s) + 2e- 2Ag(s) + S2-
(aq) -069
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) -044
Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) -014
2H+(aq) + 2e- H2(g) 000
Sn4+(aq) + 2e- Sn2+(aq) 015
Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 034
Ag+(aq) + e- Ag(s) 080
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O
123
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e-
2Cr3+(aq) + 7H2O 133
Au3+(g) + 3e- Au(s) 150
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- 2H2O
177
Co3+(aq) + e- Co2+(aq) 182
F2(g) + 2e- 2F-(aq) 287
Revista Quiacutemica Nova na Escola 30 novembro de 2008
Atividade 3 Orientaccedilotildees para realizaccedilatildeo de um relatoacuterio em grupo sobre o
experimento da pilha de Daniel
A estrutura geral de um relatoacuterio cientiacutefico segue os modelos adotados pelas
dissertaccedilotildees de mestrado e teses de doutorado Com o intuito de adequar os
relatoacuterios cientiacuteficos a estes modelos (o que facilitaria a produccedilatildeo de artigos em
eventos e perioacutedicos aleacutem de capacitar o aluno a organizar fatos dados e
conclusotildees de maneira ordenada e loacutegica) pode-se dividir um relatoacuterio deste tipo em
sete itens principais
54
Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve
comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos
resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo
do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos
objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser
esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram
utilizados no experimento
32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute
apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela
caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o
experimento
10 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a
profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno
Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos
pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
55
Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento
e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na
redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os
objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem
de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed
Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo
de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO
BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro
ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2
ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte
das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos
ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos
Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o
aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Atividade 1 Montagem de um Mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias vocecirc poderaacute construir
o seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo em que vocecirc iraacute aplicar o que
56
aprendeu preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo na entrada da
escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas
sobre o assunto estudado Orientado pelo seu professor vocecirc desenvolveraacute accedilotildees
sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre
o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente Poderaacute tambeacutem
compor muacutesicas sobre os assuntos abordados
Atividade 2 Montagem de um Portifolio
Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-
avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos
ao longo do bimestre de modo que venha justificar a questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil
toneladas de lixo eletrocircnico por hora dentro deste destacam-se pilhas e
baterias Este lixo eacute jogado na natureza provocando vaacuterios problemas
ambientais Quais os problemas ambientais que as pilhas e baterias provocam
na natureza e como podemos evitaacute-losrdquo citada no inicio do bimestre
57
REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
54
Resumo
Objetivos
Materiais reagentes e procedimento
Resultados
Discussatildeo dos resultados
Conclusotildees
Referecircncias bibliograacuteficas
1 Resumo
O resumo de um relatoacuterio deve conter o objetivo do experimento um breve
comentaacuterio sobre os toacutepicos teorias envolvidas descriccedilatildeo dos experimentos
resultados e conclusotildees principais
2 Objetivos
Normalmente os objetivos jaacute foram previamente estabelecidos na elaboraccedilatildeo
do experimento No entanto nada impede que se possa fazer a inclusatildeo de novos
objetivos Assim no relatoacuterio final todos os objetivos e metas a atingir devem ser
esclarecidos neste item
31 Materiais e reagentes
Neste item devem-se apresentar os materiais e reagentes que foram
utilizados no experimento
32 Procedimento
Neste item eacute descrito passo a passo como foi realizado o experimento e tambeacutem eacute
apresentado a forma de montar o esquema de aparelhagem
4 Resultados
Os resultados do procedimento podem ser colocado na forma de tabela
caacutelculos ou respostas das perguntas que foram feitas pelo professor durante o
experimento
10 Discussatildeo dos resultados
A discussatildeo dos resultados eacute outro item importante num relatoacuterio Com a
profunda anaacutelise dos resultados pode-se avaliar o real aproveitamento do aluno
Aleacutem disso eacute na discussatildeo dos resultados que satildeo mostrados os progressos obtidos
pelo trabalho do professor e do aluno
6 Conclusotildees
55
Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento
e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na
redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os
objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem
de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed
Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo
de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO
BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro
ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2
ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte
das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos
ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos
Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o
aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Atividade 1 Montagem de um Mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias vocecirc poderaacute construir
o seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo em que vocecirc iraacute aplicar o que
56
aprendeu preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo na entrada da
escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas
sobre o assunto estudado Orientado pelo seu professor vocecirc desenvolveraacute accedilotildees
sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre
o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente Poderaacute tambeacutem
compor muacutesicas sobre os assuntos abordados
Atividade 2 Montagem de um Portifolio
Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-
avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos
ao longo do bimestre de modo que venha justificar a questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil
toneladas de lixo eletrocircnico por hora dentro deste destacam-se pilhas e
baterias Este lixo eacute jogado na natureza provocando vaacuterios problemas
ambientais Quais os problemas ambientais que as pilhas e baterias provocam
na natureza e como podemos evitaacute-losrdquo citada no inicio do bimestre
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REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
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Forma de sedimentar as informaccedilotildees e resultados obtidos com o experimento
e a pesquisa que o aluno possa fazer para complementar o conhecimento Eacute na
redaccedilatildeo das conclusotildees que o professor pode avaliar se o aluno alcanccedilou os
objetivos e metas propostos
7 Referecircncias bibliograacuteficas
As referecircncias bibliograacuteficas devem ser numeradas de acordo com a ordem
de citaccedilatildeo no texto seguindo os modelos aqui apresentados
1STANSBURY E E Potentiostatic etching IN METALS Handbook 9 ed
Metals Park ASM 1985 V 9 Metallography and microstructures p 143-7
2MAGRI M ALONSO N Interpretaccedilotildees para o surgimento do segundo maacuteximo
de corrente anoacutedica durante a polarizaccedilatildeo do accedilo AISI 410 IN CONGRESSO
BRASILEIRO DE CORROSAtildeO 17 Rio de Janeiro 1993 Anais Rio de Janeiro
ABRACO 1993 v1 p129-39
3 WEST J M Electrodeposition and corrosion processes London VNR 2
ed 1970 P 100-2rdquo
Orientaccedilotildees desse relatoacuterio retirado WWWfeiedubr
Situaccedilatildeo de aprendizagem 4- Como podemos evitar ou combater o descarte
das pilhas e baterias no meio ambiente
Esta situaccedilatildeo de aprendizagem tem como objetivo natildeo soacute discutir os impactos
ambientais que podem ser causados pelo uso e descarte inadequados de pilhas e
baterias mas tambeacutem propor soluccedilotildees para que os danos possam ser diminuiacutedos
Para que essas metas sejam alcanccediladas estatildeo sugeridas algumas atividades onde o
aluno possa aplicar os conceitos adquiridos em accedilotildees ambientais
Atividade 1 Montagem de um Mural
Com as informaccedilotildees adquiridas sobre pilhas e baterias vocecirc poderaacute construir
o seu conhecimento sobre reaccedilotildees de oxidorreduccedilatildeo em que vocecirc iraacute aplicar o que
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aprendeu preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo na entrada da
escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas
sobre o assunto estudado Orientado pelo seu professor vocecirc desenvolveraacute accedilotildees
sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre
o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente Poderaacute tambeacutem
compor muacutesicas sobre os assuntos abordados
Atividade 2 Montagem de um Portifolio
Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-
avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos
ao longo do bimestre de modo que venha justificar a questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil
toneladas de lixo eletrocircnico por hora dentro deste destacam-se pilhas e
baterias Este lixo eacute jogado na natureza provocando vaacuterios problemas
ambientais Quais os problemas ambientais que as pilhas e baterias provocam
na natureza e como podemos evitaacute-losrdquo citada no inicio do bimestre
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REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
56
aprendeu preparando uma exposiccedilatildeo na forma de mural explicativo na entrada da
escola sobre pilhas e baterias Esse mural deveraacute conter informaccedilotildees cientiacuteficas
sobre o assunto estudado Orientado pelo seu professor vocecirc desenvolveraacute accedilotildees
sociais e ambientais confeccionando folders que contenha mitos e verdades sobre
o uso e descarte das pilhas e baterias danos ao meio ambiente Poderaacute tambeacutem
compor muacutesicas sobre os assuntos abordados
Atividade 2 Montagem de um Portifolio
Entrega individual de relatoacuterio na forma de artigo de opiniatildeo fazendo uma auto-
avaliaccedilatildeo sobre os conhecimentos adquiridos portfoacutelio dos trabalhos desenvolvidos
ao longo do bimestre de modo que venha justificar a questatildeo ldquoBrasil produz 4 mil
toneladas de lixo eletrocircnico por hora dentro deste destacam-se pilhas e
baterias Este lixo eacute jogado na natureza provocando vaacuterios problemas
ambientais Quais os problemas ambientais que as pilhas e baterias provocam
na natureza e como podemos evitaacute-losrdquo citada no inicio do bimestre
57
REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo
57
REFEREcircNCIAS
1- Como descartar pilhas e baterias httpwwwcienciasdoambiente 310hpgigcombr
2- Reciclagem de pilhas e baterias wwwpcarpuspbrlrqanexosdes_pilhaspdf Texto de TENOacuteRIOJAS e ESPINOSA DCR
3- wwwmmagovbr
4- BOCCHI NERILSOFERRACINI LUIZ CARLOS e BIAGGIO SONIA REGINA Pilhas e baterias funcionamento e impacto ambiental Quiacutemica Nova na Escola n11 p 3-9 2000
5- SOUZAJR e BARBOSAAC Contaminaccedilatildeo por mercuacuterio e o caso da Amazocircnia Quiacutemica Nova na Escola n12 p3-5 2000
6- MORTIMER EF e MACHADO AH Quiacutemica para o Ensino Meacutedio Satildeo Paulo Scipione 2003
7-IMPACTOS AMBIENTAISDesenhos animados educaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo ambientalretirado do site WWWyoutubecombr (1mim45segundos)
8- RECICLAGEM DE PILHASCidades e soluccedilotildeesTv globo newsretirado do site WWWyoutubecombr(22 min e 35 segndos)
9-WALLE Walt DisneyPixarEstados Unidos da Ameacuterica 2008 DVD filme (97 minutos) som e cor
10-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Satildeo Paulo Nova Geraccedilatildeo 2005
11-SANTOSWLP e outros Quiacutemica e Sociedade Moacutedulos 1 2 e 3 Colecccedilatildeo Nova Geraccedilatildeo 2004
12-Caderno do Professor Quiacutemica Ensino Meacutedio 2ordf seacuterie 4ordm bimestre 2008
13- Proposta Curricular do Estado de Satildeo Paulo