pilhas

1. Química
Etapa Ensino Médio
A história e
evolução das
pilhas e baterias
2ª SÉRIE
Aula 01 – 3º Bimestre

2. ● Tabela periódica
(reatividade dos
elementos químicos);
● Transformações
químicas que envolvem
corrente elétrica: pilhas
e baterias.
● Investigar e analisar o
histórico, a formação, o
funcionamento e a evolução de
pilhas e baterias.
Conteúdo Objetivo

3. Para começar
Que relação você
consegue observar
entre as imagens?
Representação de um
átomo, de uma pilha de lítio
e de uma pilha voltaica
As pilhas e baterias estão presentes
em seu cotidiano? Qual a importância
desses dispositivos para a sociedade
contemporânea?
Você sabe como as pilhas foram
inventadas? Que tipos de materiais
você acredita que sejam necessários
para construir uma pilha?

4. Para começar
Por que as pilhas são importantes para a sociedade contemporânea?
Como as pilhas funcionam?
Por que algumas pilhas duram mais que outras?
Vire e converse
(4 minutos)
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de aprendizagem

5. Foco no conteúdo
A história da eletricidade é longa e complexa,
remontando há milhares de anos. A eletricidade
está presente na natureza na forma de raios,
eletricidade estática e outros fenômenos naturais.
Ela foi observada pelo filósofo grego Tales de Mileto
que, ao esfregar uma pedra de âmbar em um
pedaço de pelo de carneiro, notou que fragmentos
de madeira e palha era atraídos pelo próprio
âmbar. Do âmbar (do grego élektron), surgiu o
nome eletricidade.
Histórico da eletricidade no
mundo
Eletricidade
estática

6. Foco no conteúdo
No entanto, foi somente no final do século XVIII e início do século
XIX que os primeiros experimentos e descobertas significativas sobre
eletricidade foram feitos. Em 1800, Alessandro Volta inventou a
primeira bateria, que permitia a produção de eletricidade de forma
controlada. A partir daí, a pesquisa e a experimentação com
eletricidade avançaram rapidamente.
Em 1820, o físico dinamarquês Hans Christian Ørsted descobriu que
uma corrente elétrica podia criar um campo magnético. Em seguida,
Michael Faraday, um físico britânico, demonstrou que um campo
magnético em movimento poderia produzir eletricidade, inventando,
assim, o gerador elétrico. Essa descoberta permitiu a criação de
usinas hidrelétricas, que utilizam a energia mecânica da água
para girar turbinas e gerar eletricidade.

7. Foco no conteúdo
Ao longo dos séculos XIX e XX, a
eletricidade tornou-se uma parte cada vez
mais importante da vida cotidiana,
possibilitando o desenvolvimento de novas
tecnologias, como a lâmpada elétrica, o
motor elétrico e os sistemas de transmissão
de energia elétrica em larga escala. Hoje em
dia, a eletricidade é essencial para a maioria
das atividades humanas, desde a iluminação
e aquecimento das casas até a produção de
alimentos, medicamentos e outros bens de
consumo.

8. Foco no conteúdo
A primeira pilha foi construída por volta
de 1800 por Alessandro Volta. A pilha
voltaica provou que era possível gerar
eletricidade por meio de reações
químicas. A unidade de tensão elétrica,
o volt, faz referência e homenagem ao
químico e físico Alessandro Volta.
A pilha voltaica
Pilha voltaica
Disco de cobre
Disco de zinco
Papel cartão
A pilha era formada por discos de zinco e cobre, que,
alternadamente e separados por um tecido umedecido em
solução de ácido sulfúrico, eram empilhados (referência
ao termo pilha).

9. Foco no conteúdo
Filas de reatividade.
Filas de
reatividade
dos metais:
Filas de
reatividade
dos ametais:

10. Foco no conteúdo
O cientista inglês Michael Faraday, em
1834, analisou os registros dos estudos de
Volta relacionados às transformações
eletroquímicas. Por meio de análises e
experimentos, ele conseguiu comprovar que
essas transformações químicas ocorrem
devido à passagem de eletricidade em meios
aquosos de compostos químicos.
Ainda no século XIX, John Frederic Daniell, importante físico-
químico, conseguiu melhorar a eficiência das pilhas úmidas. Esse
equipamento é conhecido como pilha de Daniell.
Pilha de Daniell
A pilha de Daniell

11. Foco no conteúdo
O funcionamento da pilha de Daniell é semelhante ao da pilha de
Volta, pois têm os mesmos eletrodos. Os metais estão separados
e há um material poroso para que a pilha funcione por mais tempo.
O processo conhecido como oxirredução produz um fluxo de
elétrons que surge entre os terminais da pilha (zinco e cobre).
O zinco sofre oxidação, ou seja, ocorre a perda de elétrons,
tornando seu polo negativo, também chamado de ânodo. Já o
cobre ganha elétrons, sofrendo redução e tornando seu polo
positivo, também chamado de cátodo.
O funcionamento da pilha de Daniell

12. Foco no conteúdo
Para a movimentação dos elétrons, é necessário que
exista uma solução que funcione como uma ponte e
permita a movimentação constante dos íons no sistema.
Por isso, o tecido entre os discos de zinco e cobre
(eletrodos) é embebido com uma solução de ácido
sulfúrico (eletrólito).
O funcionamento da pilha de Daniell

13. Na prática
Considere a seguinte reação eletroquímica:
É possível afirmar que:
a. O A(s) sobre oxidação e é o ânodo da pilha.
b. O A(s) sofre redução e é o cátodo da pilha.
c. O Y(s) sofre redução e é o ânodo da pilha.
d. O Y(s) sofre oxidação e é o cátodo da pilha.

14. Na prática Correção
Considere a seguinte reação eletroquímica:
É possível afirmar que:
a. O A(s) sobre oxidação e é o ânodo da pilha.
b. O A(s) sofre redução e é o cátodo da pilha.
c. O Y(s) sofre redução e é o ânodo da pilha.
d. O Y(s) sofre oxidação e é o cátodo da pilha.

15. Foco no conteúdo
A placa de zinco fornece elétrons: reação de
oxidação.
O zinco é o polo negativo (ânodo) dessa pilha. Por ser mais reativo, ele
libera mais íons do que o cobre. Os elétrons da placa de zinco percorrem o
circuito e chegam na placa de cobre. Esse fluxo de elétrons pode ser
quantificado por um amperímetro ou, dependendo da voltagem, fornecer
energia para o funcionamento de equipamentos elétricos.
Os elétrons que chegam na placa de cobre atraem os íons Cu2+ da
solução. Em contato com a placa de cobre, os íons recebem elétrons e se
tornam Cu0, depositando-se na placa.
O cobre recebe elétrons: reação de redução.
Dessa forma, esse é o polo positivo (cátodo).

16. Foco no conteúdo
Pilha de Daniell –
Produzido para o
material

17. Na prática
Podemos afirmar que:
a. O zinco metálico é o cátodo.
b. O íon cobre sofre oxidação.
c. O zinco metálico sofre aumento de massa.
d. O cobre é o agente redutor.
e. Os elétrons passam dos átomos de zinco metálico aos íons de
cobre.
(Vunesp) A equação seguinte indica as reações que ocorrem em
uma pilha:
Zn(s) + Cu2+
(aq) → Zn2+
(aq) + Cu(s)

18. Na prática Correção
Podemos afirmar que:
a. O zinco metálico é o cátodo.
b. O íon cobre sofre oxidação.
c. O zinco metálico sofre aumento de massa.
d. O cobre é o agente redutor.
e. Os elétrons passam dos átomos de zinco metálico aos íons
de cobre.
(Vunesp) A equação seguinte indica as reações que ocorrem em
uma pilha:
Zn(s) + Cu2+
(aq) → Zn2+
(aq) + Cu(s)

19. Aplicando
Reflita sobre os questionamentos a seguir:
● Em que equipamentos do seu dia a dia as pilhas e baterias estão
presentes? Como seria sua vida sem essa tecnologia?
● Qual a importância dessa tecnologia para a mobilidade, saúde e
comunicação?
● Quantas pilhas ou baterias são descartadas por você durante um
ano? Esse consumo pode impactar a natureza?
Agora, produza um texto expositivo com os prós e contras dessa
tecnologia para a sociedade contemporânea. Ao final, troque o
texto com um colega, leia o texto dele, reflita e discuta com ele os
pontos comuns e divergentes de seus textos.

20. O que aprendemos hoje?
● Investigamos e analisamos o histórico, a
formação, o funcionamento e a evolução de
pilhas e baterias.

21. Tarefa SP
Localizador: 96918
1. Professor, para visualizar a tarefa da aula, acesse com
seu login: tarefas.cmsp.educacao.sp.gov.br
2. Clique em “Atividades” e, em seguida, em “Modelos”.
3. Em “Buscar por”, selecione a opção “Localizador”.
4. Copie o localizador acima e cole no campo de busca.
5. Clique em “Procurar”.
Videotutorial: http://tarefasp.educacao.sp.gov.br/

22. Referências
CienTec-USP. Pilha de Volta. Disponível
em: https://www.parquecientec.usp.br/passeio-virtual/brinquedos-de-
fisica/pilha-de-volta. Acesso em: 8 maio 2023.
LEMOV, D. Aula nota 10 3.0: 63 técnicas para melhorar a gestão da sala
de aula. Porto Alegre: Penso, 2023.
PUC-Rio. Programa tudo se transforma: pilhas e baterias. Disponível
em: http://research.ccead.puc-rio.br/sites/reas/wp-
content/uploads/sites/15/2017/10/guiaDidatico_pilhasebat.pdf. Acesso
em: 8 maio 2023.

23. Referências
SÃO PAULO (Estado). Currículo em ação: Caderno do Professor –
Química – Ensino Médio – 2ª série – Vol. 3, 3º bimestre. São Paulo: Seduc
SP. Disponível em: https://efape.educacao.sp.gov.br/curriculopaulista/wp-
content/uploads/2022/07/2serie-3Bim-Prof-CNT.pdf. Acesso em: 8 maio
2023.
USP. Faculdade de Odontologia de Ribeirão Preto. História da
eletricidade. Disponível
em: https://www.forp.usp.br/restauradora/pg/metrologia/metrologia_eletr
ic/hist_elet.htm#:~:text=HIST%C3%93RICO%20DA%20ELETRICIDADE&t
ext=Foi%20descoberta%20por%20um%20filosofo,%C3%A9lektron)%20s
urgiu%20o%20nome%20eletricidade.
Acesso em: 8 maio 2023.

24. Referências
Lista de imagens e vídeos
Slide 3 – https://pixabay.com/pt/vectors/%c3%a1tomo-
ci%c3%aancia-qu%c3%admica-biologia-
29539/; https://br.freepik.com/vetores-gratis/tamanhos-diferentes-
de-bateria_5982969.htm#query=pilhas&position=0&from_view=
search&track=sph; https://pt.wikipedia.org/wiki/Pilha_de_Volta#/m
edia/Ficheiro:VoltaBattery.JPG
Slide 4 –
https://pixabay.com/pt/vectors/conversa%c3%a7%c3%a3o-
conversa-falar-7726087

25. Referências
Lista de imagens e vídeos
Slide 5 – https://gifer.com/pt/LyWP
Slide 7 – https://gifer.com/pt/811s
Slide 9 –
https://pt.wikipedia.org/wiki/Pilha_de_Daniell#/media/Ficheiro:Dan
iell%C5%AFv_%C4%8Dl%C3%A1nek_001.png

26. Material
Digital