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Neste relatório abordaremos assuntos relacionados à pilha de Daniell, onde nosso principal objetivo é observar o que ocorre no potencial quando modificamos onde conectamos os fios condutores entre as pilhas, observamos na prática também a realização das pilhas em série onde conseguimos acender uma lâmpada de led, dito isso antes de tudo precisaremos conceituar o que é pilha para depois sabermos melhor sobre a Pilha de Daniell.

De acordo com o site Mundo Educação a pilha é um sistema no qual a energia é modificada de forma espontânea em energia elétrica. Com isso podemos dizer que a Pilha de Daniell é composta por dois eletrodos: um negativo (ânodo) que cede elétrons para o outro eletrodo o positivo (cátodo). Além disso, existe a ponte salina que liga os dois eletrodos além do fio condutor de eletricidade. A pilha de Daniell era constituída por uma placa de zinco mergulhada em uma solução de sulfato de zinco (ZnSO₄) em um béquer, e a outra era formada por uma placa de cobre mergulhada em uma solução de sulfato de cobre II (CuSO₄) em outro béquer. Essas duas placas eram interligadas por um fio de cobre condutor. Além disso, as duas soluções estavam conectadas por um tubo que continha uma solução eletrolítica, isto é, uma ponte salina.

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Materiais e Reagentes

Para realizar o experimento da pilha de Daniell foram utilizados os seguintes materiais e reagentes:
_ 40ml de ZnSO4
_ 40 ml de CuSO4
_ Béqueres
_ Mangueira
_ Solução de NaCl
_ Proveta
_ Algodão
_ Parafuso
_ Fio de cobre
_ Multímero

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Procedimento

1°- Em uma proveta foi medida a solução  de ZnSO4 , em seguida ela foi adicionada ao béquer e então foi colocado o parafuso;
2°-  Mediu-se a solução de CuSO4 na proveta e quando adicionada ao béquer foi inserido o fio de cobre;
3°- A mangueira foi preenchida pela solução de NaCl e suas extremidades foram tampadas com pequenos pedaços de algodão umidecido, formando assim a ponte salina;
4°- As extremidades da mangueira foram mergulhadas em cada béquer com as soluções de ZnSO4 e CuSO4 respectivamente;
5°- O multímero foi ajustado para a leitura de tensão, então o fio preto fora colocado no parafuso enquanto o fio vermelho no cobre;
6°-  Os fios do multímero foram invertidos, sendo o vermelho no parafuso e o preto no cobre;
7°-  Foi retirada a ponte salina entre as soluções.

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Neste experimento fizemos a pilha de Daniell e conectamos com o multímetro para medir a tensão elétrica. Isto aconteceu porque tem uma diferença de potencial entre os dois sistemas: temos a placa de zinco com solução de íons e a placa de cobre com solução de íons cobre. Nós montamos em dois béqueres cada polo da pilha (positivo e negativo). As placas metálicas (zinco e cobre) recebem o nome de eletrodos, que são mergulhados nas soluções que contém os íons necessários para que a pilha funcione. Além disso, conectamos os polos da pilha com uma ponte de salina, e conectamos as placas com um fio.

Na pilha de Daniell, o zinco é oxidado, pois libera elétrons que vão para a placa de cobre através do fio, que formam os íons Zn2+, e com o passar do tempo é perceptível a perda de massa da placa. No decorrer disso, os elétrons que chegam a placa de cobre produzem carga negativa, o que atrai os íons Cu2+ em solução, e com isso a massa da placa aumenta. A partir disso dizemos que o zinco tem mais probabilidade de oxidar e o cobre maior probabilidade de reduzir.

Na pilha o polo negativo é chamado de ânodo, que é onde ocorre a perca de elétrons, o polo positivo é chamado de cátodo, que é onde ocorre o recebimento de elétrons. Quando invertemos os fios do multímetro ocorre uma leitura negativa da tensão elétrica, mas isso não significa que as reações foram inversa, apenas o aparelho que mediu de forma inversa.

Durante a reação na pilha ocorre um desequilíbrio de cargas, e para consertar isso os íons negativos que estão na ponte de salina vão em direção ao béquer onde está a solução de zinco, e os íons positivos na ponte de salina vão para o béquer onde está a solução de cobre. Quando a ponte de salina é retirada a pilha para de funcionar, isso acontece porque não ocorre mais a condução de elétrons de uma solução para a outra.

Semirreação no cátodo:
Cu ²⁺(aq) + 2 e⁻↔ Cu( s)

Somando essas duas semirreações, chegamos à reação global da pilha de Daniell:

Semirreação no ânodo:
Zn( s) ↔ Zn ²⁺(aq) + 2 e-

Semirreação no cátodo:
Cu ²⁺(aq) + 2 e⁻ ↔ Cu( s)

Reação Global:
Zn( s) + Cu ²⁺(aq) ↔ Zn ²⁺(aq) + Cu( s)

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Logo após, ao montar todas a pilhas, foram colocadas em série.
Dessa maneira, todas as pilhas foram conectadas das seguintes formas em que o polo positivo se ligasse ao polo negativo, neste caso o eletrodo que possuía o polo positivo era o Cobre e o polo negativo era o Zinco.
Além disso, a associação em série é calculada a partir do potencial individual de cada pilha, assim a diferença de potencial (ddp) é a soma de cada pilha que obtém a corrente elétrica.
Partindo desse princípio, foi conectado por meio de um fio condutor uma lâmpada de led, e observou-se a geração de energia quando foi acessa.
Portanto, a ligação dos polos contrários fez que gerasse uma corrente de energia que acendesse a luz. Desse modo, compreende -se  que quando os polos iguais forem ligados geram energia menor.

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Com o experimento da pilha de Daniell, podemos observar quais são os elementos que compõem uma pilha e como funciona cada um deles. Na primeira parte podemos medir a eletricidade gerada em volts em uma pilha isolada com o auxílio do voltímetro, vimos também que quando ligamos o fio positivo com o polo positivo e o fio negativo com o polo negativo obtivemos um valor em volts, e ao inverter os fios o valor continua o mesmo, mas o sinal inverte, notamos ainda que ao tirarmos a ponte salina a pilha não gera energia. No segundo experimento, ligamos as pilhas do experimento 1 em série, e ao medirmos a voltagem nas extremidades vimos que somou-se a energia gerada por cada pilha, com isso gerou uma energia elétrica suficiente pra ligar a lâmpada de led.

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Pilha de Daniell - https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/quimica/pilha-daniell.htm. Acesso em: 23/04/2019

Associação em série - http://www2.fc.unesp.br/experimentosdefisica/ele08.htm.
Acesso em: 23/04/2019

https://brasilescola.uol.com.br/quimica/pilha-daniell.htm
https://alunosonline.uol.com.br/quimica/equacao-global-uma-pilha.html
Acesso em: 23/04/2019