'Bateria' com refrigerante

Prof. Luiz Ferraz Netto
leobarretos@uol.com.br

Introdução
Esse experimento simples, para mostrar a conversão de energia química em energia elétrica, requer apenas laminas de cobre e de zinco, uma lata de refrigerante (qualquer bebida ácida efervescente servirá) e um componente elétrico bastante sensível. Esse componente pode ser um bom voltômetro (voltímetro, para os domingueiros) ou mesmo um pequeno motor elétrico de pequeníssima potência (motor de baixa inércia). Há pequenos motores elétricos que não requerem mais de 15 microampères para girar!

Montagem
Para formar a bateria, conectamos as lâminas de cobre e zinco a fios de cobre comuns e esses fios são ligados ao medidor de tensão ou ao motor elétrico e, a seguir, as lâminas são mergulhadas na bebida ácida efervescente (soda, pepsi-cola, guaraná etc.). O motor começará a girar evidenciando que, de algum modo, está ocorrendo uma reação química entre os metais e o ácido da bebida. O ácido constitui o eletrólito, as lâminas os eletrodos. Quando se usa de algum refrigerante tipo 'coca', é de fato o ácido fosfórico que representa, em solução, o eletrólito.

O diagrama ilustrado abaixo dá uma idéia do que está acontecendo. 

Eletrodos de cobre e zinco em ácido fosfórico na célula voltáica.

A oxidação do eletrodo de zinco destrói lentamente aquela lâmina e libera elétrons no metal. Os íons de zinco terminam no eletrólito. Cobre e zinco têm potenciais de eletrodo suficientemente diferentes para produzir uma diferença de potencial acima de 1 volt entre os elétrodo (cobre e zinco têm potenciais de eletrodo de +0.34V e -0.76V, respectivamente, medidos em relação a um eletrodo padrão, de hidrogênio). Os elétrons liberados no zinco fluem através do circuito externo para o cobre e entram no eletrólito para combinarem-se com íons de hidrogênio do ácido fosfórico. A redução associada com esta reação produz gás hidrogênio. 

O eletrodo de cobre não deve se deteriorar tão rapidamente quanto o zinco, contudo, ocorrerá uma reação secundária de oxidação do cobre  produzindo íons de cobre e elétrons. Esta reação (que não é mostrada no diagrama) é encorajada através de íons de hidrogênio individuais H+ que combinam com  moléculas d'água H₂0 para produzir  íons hidroxilas H₃O+. Os íons hidroxilas levam elétrons do cobre, e assim o cobre também se deteriora. Além disso, há outras reações indesejáveis. 
A tabela abaixo mostra para o potencial de elétrodo, com os valores de tensão medidos contra um 'eletrodo' padrão, de hidrogênio (que é adotado e se lhe atribui o valor arbitrário zero).

Quaisquer dois metais suficientemente afastados nessa tabela, quando submersos num eletrólito ácido (mas, não só), servirá para constituir uma 'bateria'.

Série eletroquímica de alguns metais referidos á célula padrão, de hidrogênio.

Finalmente, em lugar do refrigerante, tente usar limão, ou melhor ainda, limões em paralelo (entendeu né!) --- ai então ficará mais preciso o termo "bateria" aplicado á demonstração. Legumes também servem como eletrólitos e o relógio de batata é um bom exemplo disso.

Variante
Uma variante interessante para o projeto é utilizar, diretamente, a lata de alumínio do refrigerante como um dos eletrodos (o negativo) da célula galvânica. A ligação em série de duas delas lhe propiciará tensão suficiente para acionar LEDs, pequenos motores, relógios digitais, calculadoras eletrônicas etc. Eis a sugestão de montagem:

Recomendamos que, antes de colocar o refrigerante na lata, você passe uma esponja de aço (bom-bril, etc.) pelo interior da lata para bem expor a superfície de alumínio. Experimente substituir a folha de cobre por um bastão ou tarugo de carvão (desses usados em escovas de grandes motores elétricos).

Bom sucesso!