Eletroquímica: Ligando calculadora com limões

Em Eletroquímica, uma pilha (bateria ou célula galvânica) costuma ser definida como um processo espontâneo no qual a energia química é transformada em energia elétrica. Por meio desse processo é possível fornecer uma certa quantidade de energia para um dispositivo ou equipamento elétrico. As pilhas usadas em nosso dia-a-dia são um pequeno exemplo disso, pois dentro de si possuem substâncias químicas, como metais e soluções eletrolíticas, que causam reações de oxidorredução, gerando assim diferença de potencial. Os elétrons, por possuírem carga negativa, migram do eletrodo negativo, denominado ânodo, que é o metal com maior tendência de doar elétrons; para o positivo, que recebe o nome de cátodo (metal com maior tendência de receber elétrons). Dessa maneira é gerada uma corrente elétrica que faz o equipamento funcionar.

Todas as pilhas baseiam-se nesse mesmo princípio de funcionamento. Pensando nesses termos é possível produzir uma pilha utilizando um limão pois esse  material possue em seu interior soluções com cátions e ânions, isto é, espécies químicas com cargas positivas e negativas, respectivamente, e que podem sofrer migrações se estabelecida uma conecção, gerando corrente elétrica. Veja como isso é possível na explicação a seguir:

Os materiais que usaremos nesse experimento são:

   - 1 limão

   - 1 faca;

  - 1 calculadora simples(ou um voltímetro que pode ser comprado em lojas de material eletrônico);

  - 1 placa de cobre (pode ser uma moeda de cobre bem limpa com uma palha de aço);

  - 1 placa de zinco (pode ser um prego de zinco que também deverá ser bem limpo com uma palha de aço);

  - 2 fios elétricos com garras de jacaré (também é encontrado em lojas de material eletrônico ou de construção. Se você não conseguir as garras de jacaré providencie fios de cobre, um prego e um martelo).

Produção da experiência:

1.       Faça dois pequenos cortes na casca do limão e enfie em cada um a placa de cobre e a placa de zinco (os metais não devem se tocar);

2.       Conecte os fios com as garras de jacaré em cada uma das placas e à calculadora do outro lado. Se você não tiver as garras de jacaré, faça o seguinte: com o prego e o martelo, faça um furo na parte de cima de cada uma das placas e passe o fio de cobre por ele, enrolando-o bem e deixando-o bem em contato com a placa. A outra extremidade de cada um dos dois fios deve ser ligada à calculadora.

3.       Observe a calculadora ligar. No caso do voltímetro, ele mostrará quanto de corrente elétrica está sendo produzido. A calculadora irá funcionar.

Por que isso acontece?

O limão é ácido, e segundo a teoria de Arrhenius, todo ácido possui íons H⁺ em meio aquoso. Portanto, o suco de limão é uma solução eletrolítica que possui espécies químicas com cargas positivas e negativas.

O limão faz o papel do eletrólito. A placa de zinco se oxida (perde elétrons) porque o zinco possui maior potencial de oxidação que o cobre, e na placa de cobre ocorre a redução do H⁺ presente no eletrólito. Assim, as placas são os eletrodos dessa pilha, sendo a placa de zinco o ânodo (polo negativo que perde elétrons) e a placa de cobre o cátodo (polo positivo que recebe os elétrons).

O tomate e a laranja também são ácidos e funcionam da mesma forma. O refrigerante contém ácido fosfórico que faz esse mesmo papel. Já a batata é básica, portanto, o seu funcionamento é em razão da presença de cátions OH^-.