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Oxirredução é um fenômeno químico no qual temos a produção de energia elétrica a partir da ocorrência de oxidação e redução de espécies químicas. Oxirredução é uma reação química em que há a ocorrência de oxidação e redução de átomos de substâncias (espécie química) presentes no processo.

As reações estudadas precisam ser executadas de formas simultânea, ou seja, quem vai oxidar, precisa de alguém que vai reduzir, assim aumentando o Nox ou o diminuindo.
No caso da Pilha de Daniell isso é ainda mais pontual, já que precisamos que isso acontece para a lâmpada acender quando os elétrons passarem pelo fio.

Objetivos:

Entender o funcionamento de uma pilha.

Conseguir medir a voltagem tanto da pilha com a batata e com o limão.

Construir uma pilha usando batata, ferro e cobre.

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Materiais e Instrumentos (Experimento I):

Batata

Fio de cobre

Prego

Voltímetro

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Inicialmente inserimos um emaranhado de fios de cobre de um lado de uma batata-inglesa e do outro lado um parafuso grande. Conectados por um cabo que em seu interior haviam pequenos fios de cobre para transmissão elétrica.

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Ao fim do procedimento, observamos que a voltagem alcançada foi de 0,18V com o auxílio do voltímetro.

A princípio, esse resultado foi possível pelas reações de oxirredução, no sentido que temos os eletrodos de polo positivo sendo Cobre (Cu) e de polo negativo o Zinco (Zn), a Batata por sua vez, tem em seu meio cátions e ânions existentes, formando assim uma solução condutora de elétrons, um eletrólito mesmo que não produzindo uma grande diferença de potencial, permitiu que essa reação ocorresse continuamente.

Sendo o polo positivo e o cátodo, o Cobre atrai mais elétrons que o Zinco, assim, ao colocarmos esses mesmos eletrodos em contato por meio do fio de cobre, afirmamos que haverá quantidades de elétrons do Zinco transferidos para o Cobre.

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Materiais e Instrumentos (Experimento II):

•Suco do limão
•Voltímetro
•Prego
•Papel
Fio de cobre

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O segundo experimento foi feito em duas etapas, na primeira, em um béquer foi posto uma quantidade qualquer de suco de limão e dois eletrodos, um fio de cobre encapado e um parafuso coberto com papel. O voltímetro primeiramente foi conectado aos eletrodos e medida a voltagem.

Logo em seguida, na segunda etapa, foi preparado outro béquer com as mesmas condições e materiais. Entretanto, dessa vez, foram conectados os polos dos diferentes béqueres, o que acabou por gerar uma pilha em série com a voltagem resultante equivalente a soma das voltagens das outras pilhas.

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No que foi observado após a realização da 1ª etapa do experimento, dois eletrodos metálicos inicialmente neutros imersos na solução eletrolítica de H₂0 + sal, onde em contato, o condutor elétrico em questão encontra-se íons livres, quando houve a mistura com os eletrodos foi possível que os elementos de Cobre (Cu) e Zinco (Zn) perdessem suas neutralidades;

Quando houve a mistura, notamos que o Cobre ganha dois elétrons, nesse mesmo sentido, o Zinco perdeu, a representação do ocorrido é dividida em duas semirreações, uma que representa a oxidação e outra que representa a redução. As equações das semirreações são balanceadas em relação à massa e à carga, assim sendo, podemos encontrar a equação global cancelando os elétrons das semirreações.

Zn → Zn²⁺ + 2e-

Cu²⁺ + 2e- → Cu
------------------------

Zn + Cu²⁺ → Zn⁺² + Cu

Dada a equação global, podemos calcular a sua Diferença de Potencial (PPD), de modo que, quando em uma pilha são conectados eletrodos que apresentam uma diferença de potencial muito grande, a intensidade da corrente elétrica é também muito grande, isso se aplica inversamente quando menor, nesse caso tivemos:

ΔE⁰ = E⁰red (maior) - E⁰red (menor)

ΔE⁰ = 1,12

A 2ª etapa que envolveu dois recipientes com os mesmos eletrodos, teve o resultado de 0,53V dentro do experimento realizado, e no que foi considerado como critério para o mesmo;

No que foi observado, as etapas antes descritas tiveram ambas o mesmo material para serem consideradas precisamente como pilhas, mas em seu diferencial está relacionado a seu processo de ligação.

Na 1ª etapa em questão, tivemos a ligação de paralelos onde, a pilha foi conectada de forma que o polo positivo de se ligasse com seu polo negativo, a 2ª etapa é uma ligação em série ou seja, as pilhas são conectadas de forma que o polo positivo de uma se ligue ao polo negativo da outra e os polos da extremidade estão também conectados ao circuito.

Nisso para nosso entendimento, é necessário colocar em evidência que estas ligações possuem características distintas, onde temos um potencial constante de 0,34V e na outra tivemos a soma de potenciais, somamos o potencial individual das duas pilhas, 0,27V + 0,25 = 0,53V, diante disso, podemos afirmar que é o fator que caracteriza as ligações.

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Em conclusão, as pilhas são dispositivos eletroquímicos que convertem energia química em energia elétrica.  Durante a operação da pilha, ocorre uma série de reações eletroquímicas, envolvendo a oxidação e redução dos reagentes presentes nas células eletroquímicas.

Foi possível observar o funcionamento das pilhas de batata, que operam por meio de reações eletroquímicas entre o eletrodo de zinco e o eletrodo de cobre, que estão imersos na solução ácida da batata.

As pilhas são amplamente utilizadas no cotidiano, seja em controles remoto, lanternas, telefones sem fio, entre outros. Assim como podem ser utilizado em baterias como de celulares e carros. Em fim, ainda que possuam uma utilidade praticamente infinita em nossa sociedade, é importante ressaltar que tratam-se de resíduos tóxicos que devem ser descartados adequadamente, em especial os feitos de lítio, terríveis para a questão climática e que pode causar danos irreversíveis ao meio ambiente e o ecossistema global.