Pilha Electroquímica

Montagem da pilha. À esquerda: ânodo de magnésio
mergulhado em solução de sulfato de cobre (II).
À direita: cátodo de zinco mergulhado em solução
de sulfato de zinco. Lenço de papel como ponte salina.
O zinco é oxidado e o cobre (II) reduzido.

Material:

Voltagem produzida pela pilha (ver imagem acima): 0,433V.

- 2 copos

- Papel de alumínio

- Moeda de cobre

- Ácido clorídrico (muriático)

- Solução concentrada de cloreto de sódio (sal de cozinha)

- Solução diluída de cloreto de sódio (sal de cozinha)

- Palhinha

- Tesoura

- Fio eléctrico

- Voltímetro ou dispositivo eléctrico de baixa voltagem (não mais que 2V)

Procedimento:

1) Colocar a solução diluída de cloreto de sódio num dos copos. No outro copo, colocar o ácido muriático.

2) Seleccionar dois pedaços de fio eléctrico e descarnar as pontas.

3) Prender um dos fios a um pedaço de papel de alumínio e o outro à moeda de cobre.

4) Mergulhar o papel de alumínio na solução de cloreto de sódio. Este é o pólo negativo da pilha.
5) Mergulhar a moeda no ácido muriático. Este é o pólo positivo da pilha.

6) Ligar as pontas dos fios ao dispositivo eléctrico.

7) Cortar uma palhinha de modo que as duas pontas tenham o mesmo comprimento desde a dobra.

8) Encher a palhinha com a solução concentrada de cloreto de sódio e tapar as pontas com algodão.

9) Mergulhar as pontas da palhinha nos copos.

Explicação:

Os metais têm potenciais padrão de redução próprios, segundo a extensão da sua equação de redução.

Sendo que o cobre funciona apenas como encaminhador de electrões, não participando na reacção global que ocorre na pilha, é a diferença de potencial entre o alumínio e o hidrogénio (presente na solução de ácido clorídrico) que gera a corrente eléctrica, a partir da oxidação do alumínio e da redução do hidrogénio.

As soluções de cloreto de sódio servem para fechar o circuito eléctrico, já que a água salgada é condutora eléctrica. No copo do alumínio, utiliza-se uma solução diluída para permitir a oxidação do alumínio a ião alumínio, que se dissolverá na solução. Uma solução concentrada impediria esta dissolução. Já no caso do ácido muriático, o melhor será utilizar uma solução concentrada, já que os iões hidrogénio irão sair da solução.

Com uma pilha, a diferença de potencial pode não ser suficiente para acender qualquer dispositivo eléctrico. Quando se associam várias pilhas em série, a tensão gerada será, a certa altura, suficiente para o fazer.

Visão Dupla

A partir deste ponto são visíveis dois botões.

Material:
- Copo com água (meio cheio)
- Botão

Procedimento:
1) Colocar o botão dentro do copo de água, o mais centrado possível.

Explicação:
A luz, ao passar da água para o ar, sofre um desvio devido à diferença da sua velocidade de propagação nestes dois meios. Este desvio na sua trajectória é chamada refracção.
Como no ar a luz é mais rápida que na água, ao passar da água para o ar a luz afasta-se da normal à superfície, uma linha imaginária, perpendicular à superfície da água.
Como o copo é transparente, existem duas superfícies de água onde a luz sofre refracção: a superfície da água e a parede do copo. Assim, torna-se possível ver o botão duas vezes, ainda que só se encontre um no copo.

Levitar uma Bola de Ténis de Mesa

Material:
- Secador de cabelo
- Bola de ténis de mesa

Procedimento:
1) Ligar o secador voltado para cima. Colocar a bola no jacto de ar.
2) Experimentar posições diferentes (ex: inclinar, mover).

Explicação:
Quando o secador funciona, há uma diminuição da pressão onde ele faz vento, devido à circulação rápida do ar. A bola tende a ficar nessa zona, parecendo colidir com paredes invisíveis quando se aproxima da zona de maior pressão. É o mesmo mecanismo que faz levantar aviões.
Quando se inclina o secador um pouco, este efeito continua a ocorrer, mas quando a inclinação é demasiada a bola acaba por cair.

O Papel que Estala

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Material:
- Folha de papel (funciona melhor se for papel vegetal)

Procedimento (ver as figuras; estão numeradas por ordem):
1) Dobrar a folha ao meio no sentido do comprimento. Desdobrar.
2) Dobrar os cantos, fazendo triângulos rectângulos em que um dos catetos coincida com a primeira dobra.
3) Voltar a fazer a primeira dobra. Dobrar ao meio no sentido da largura. Desfazer esta última dobra.

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4) Do lado de fora da última dobra, dobrar os dois bicos para baixo, fazendo um losango.
5) Voltar a fazer a última dobra desfeita, fazendo um triângulo rectângulo.
6) Pegar, com uma mão, pelas duas pontas soltas. Mover rapidamente para baixo. Para repetir, recolocar a aba para dentro.

Explicação:
O movimento rápido do papel faz com que o ar seja movido e comprimido muito rapidamente. Esta compressão e este movimento criam ondas de choque, responsáveis pelo estrondo que o papel faz.

Separação Magnética

Material:
- 2 pratos
- Limalha de ferro
- Areia branca
- Íman
- Papel de cozinha

Procedimento:
1) No prato, misturar a limalha de ferro e a areia.
2) Proteger o íman com o papel. Aproximar o íman da mistura.
3) Sobre o prato vazio, retirar o papel do íman.

Explicação:
Existem três metais com propriedades magnéticas: ferro, níquel e cobalto. Estes metais são atraídos na presença de um íman.
A areia branca não tem nenhum destes materiais na sua composição, e por isso o íman não a atrai.
Quando a areia é misturada com limalha de ferro, o íman atrai apenas o ferro, ficando a areia no prato e o ferro no íman.
O papel é utilizado como medida de precaução, para que a limalha de ferro não seja retirada do íman com as mãos.

Bússola

Material:
- Faca
- Agulha
- Rolha
- Recipiente com água

Procedimento:
1) Seccionar uma parte da rolha, de forma a obter um disco redondo.
2) Espetar a agulha na rolha de modo a que a atravesse, o mais ao centro possível, segundo o mesmo plano.
3) Colocar o disco sobre a água.

Explicação:
As agulhas são objectos que estão magnetizados. Quando se coloca o disco sobre a água, a agulha rodará o disco até se orientar com o campo magnético terrestre. Após um tempo depois de ter sido colocada na água, a agulha terá o bico apontado para o pólo Norte magnético da Terra.

Canhão de Fósforos

Cortar os fósforos pelas arestas.

O canhão deverá ficar assim. A parte clara é o palito do
fósforo. Quanto mais apertado ficar, maior será o estrondo.

 Material:
- Tubo de metal estreito fechado numa das pontas
- Fósforos (de preferência redondos)
- Faca (para fósforos quadrados)
- Vela (menos alta que o canhão)
- Plasticina ou rolha

Procedimento:
1) Prender o tubo num pedaço de plasticina, para amortecer o choque. Entende-se por este conjunto o “canhão”.
2) Aparar, com a faca, o pau de um dos fósforos (quadrados) até encaixar o melhor possível no tubo.
3) Raspar duas ou três cabeças de fósforos e inserir a parte vermelha no tubo, para o fundo, com a ajuda do fósforo aparado.
4) Partir o fósforo aparado e encaixar a parte aparada no tubo.
5) Acender a vela por baixo do tubo.
6) Se o estrondo não for satisfatório, repetir com mais cabeças ou um aperto maior na boca do canhão.

Explicação:
Quando se fogueia o fósforo, este liberta, muito rapidamente, gases, que aumentam a pressão dentro do tubo. Este aumento de pressão, agravado pelo palito que impede a saída dos gases libertados, acaba por impulsionar o palito para tanto mais longe quanto maior for o número de fósforos utilizados.
O estrondo que se ouve deve-se à movimentação rápida dos gases libertados, que causa ondas de choque.

Diminuir o Volume de um Líquido

Material:
- Água
- Álcool etílico
- Proveta
- Frasco grande

Procedimento:
1) Preparar uma quantidade definida de água e deitá-la no frasco.
2) Repetir o procedimento com o etanol, com a mesma quantidade.
3) Medir o volume final.

Explicação:
Quando o álcool é adicionado à água, quebram-se as pontes de hidrogénio estabelecidas entre as moléculas de água e formam-se novas ligações com o etanol. Como as ligações intermoleculares água-etanol (8 pontes de hidrogénio) são muito mais fortes que as ligações intermoleculares água-água (4 pontes de hidrogénio), compensando o facto de serem menos fortes que as ligações etanol-etanol (que têm forças dipolo instantâneo-dipolo induzido - Forças de London - mais fortes), este processo leva à diminuição do volume total.

Vulcão de Dicromato de Amónio

Material:
- Tabuleiro
- Fósforos
- Dicromato de amónio
- Aparas de magnésio
- Álcool etílico

Procedimento:
1) Juntar, no tabuleiro, dicromato de amónio e aparas de magnésio.
2) Juntar álcool etílico.
3) Fazer fogo na mistura com um fósforo (rapidamente, já que o etanol irá atear imediatamente).

Explicação:
Ocorre, por acção do calor, uma reacção de decomposição, que envolve libertação de energia. A energia libertada é responsável pelo efeito que se verifica.

Couve-roxa: Um Indicador Ácido-Base

Cortar a couve em pedaços pequenos.

Material:

- Fervedor

- Coador

- Couve roxa

- Faca

- Tabuleiro

- Colher

- Frasco grande

- Frascos pequenos

- Água destilada




Deve-se separar os pedaços de
 couve da solução.

 

Procedimento:

1) Sobre o tabuleiro, cortar a couve em pedaços pequenos.

2) Aquecer um pouco de água destilada no fervedor. Juntar a couve.

3) Deixar arrefecer. Coar para o frasco grande.

4) Distribuir a mistura pelos frascos pequenos.

5) Experimentar uma substância diferente em cada frasco.



Após adição de NaOH (alcalino)
(pH=14)



Explicação:

A solução de couve roxa é um indicador ácido-base. Na presença de uma solução neutra, mantém a sua cor, devido a ser também uma solução neutra. Se for utilizada uma solução ácida, fica vermelha. Em solução alcalina, fica verde. Para um pH mais próximo de 7, seja uma solução ácida ou básica, a mistura ficará azul.



Após adição de HCl (ácido)
(pH=1)

Um indicador ácido-base é um composto orgânico que se comporta, em soluções aquosas, como um ácido fraco (indicador ácido) ou como uma base (indicador básico). Gradualmente, mudam a sua cor dentro de uma faixa da escala de pH, chamada zona de viragem.

Nota: Os resultados apresentados na imagem só são possíveis com uma couve-roxa fresca. Com uma couve-roxa menos fresca, as cores respectivas serão: amarelo-esverdeado, rosa e azul.



Após adição de água ligeiramente
ácida (pH=6). O resultado é o mesmo
para água ligeiramente alcalina (pH=8).



Barco Movido a Detergente

Colocar o dedo por trás da forma. Esta disparará em frente.

Material:
- Cartão
- Lápis
- Tesoura
- Régua
- Detergente
- Tina com água

Procedimento:
1) Desenhar, no cartão, uma forma simples (um triângulo, por exemplo). Recortar e colocá-la na água.
2) Deitar uma gota de detergente na ponta do dedo e colocar a ponta do dedo na água, por trás da forma lá colocada.


Nota: Para repetir a experiência deve-se substituir a água do recipiente.

Explicação:
As moléculas de água estão ligadas entre si por pontes de hidrogénio. Na superfície da água, as moléculas estão ligadas apenas com as que estão por baixo e nos lados, enquanto que as que estão por dentro se ligam em todas as direcções. Isto causa uma tensão na superfície da água, que forma uma camada elástica, responsável pela formação de gotas.
Ao colocar o detergente na água, reduz-se a força das ligações entre as moléculas de água. A tensão de superfície, então, sofre uma diminuição drástica, o que empurra o barco.

Quem Somos

Possivelmente aquele que entrar neste blog vem redireccionado no nosso outro blog: aquelestipos.blogspot.com.
Nesse blog poderão conhecer os nossos objectivos enquanto grupo de Área de Projecto.
Entretanto apresentaremos a nossa lista de experiências ao longo deste blog.
O nosso grupo espera sinceramente que se divirtam enquanto experimentam estas experiências científicas por vocês próprios, e que divulguem a sua espectacularidade.
O grupo Aqueles Tipos deseja-lhes um óptimo serão com a Ciência!