Circuito com Água

1. Objetivo

Provar que é possível a corrente elétrica percorrer todo o circuito, mesmo este sendo "interrompido" e passando por um copo com água e sal.

Entender os conceitos de: Circuito elétrico, corrente elétrica, condução por ionização.

Geralmente, os circuitos elétricos em série utilizados em sala de aula para mostrar conceitos de eletricidade são compostos por um fio condutor ligado a um gerador de energia (bateria) e a uma lâmpada, passando por uma chave ou interruptor (Figura 1). Nisso, a lâmpada acende quando o circuito está fechado e apaga quando ele é aberto.

Tendo isso mente, a proposta do experimento é interromper um circuito desses e adicionar a ele um copo com água e sal, fazendo com que a lâmpada seja acesa mesmo que o circuito esteja, teoricamente, "aberto". (figura 2)

Figura 1: Circuito Elétrico Simples

Figura 2: Circuito Elétrico com Água

2. Construindo o Experimento

Materiais necessários:

  • 1 lâmpada
  • 1 plug de tomada
  • 1 soquete
  • 1 copo com Água
  • Sal

Montagem:

  1. O circuito receberá eletricidade da tomada, por isso, a primeira coisa a ser fazer é conectar um dos fios do soquete a um dos fios do plug de tomada. Feito isso, restará um fio de cada lado (que não devem ser conectados), pois estes serão colocados na água posteriormente.
  2. Com o circuito quase completo, pegue a LÂMPADA e enrosque-a no soquete.
  3. Ligue o circuito na tomada e certifique-se de que ele está funcionando. Desligue-o.

Testando:

  1. Pegue o copo com água e coloque-o próximo ao circuito. Agora, você realizará dois testes.

Teste 1: Coloque os dois fios que NÃO estão conectados um ao outro e mergulhe-os na água do copo. Você perceberá que a lâmpada não vai acender.

  • Teste 2: Agora, adicione SAL ao copo e repita o procedimento anterior. Você vai perceber que a lâmpada acende.

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3. Entendendo o fenômeno

Por que ao adicionar sal o circuito funciona?

Como explica a Teoria de Dissociação Iônica criada pelo físico Svante August Arrhenius, ao entrar em contato com a água, o Cloreto de Sódio (NaCl), mais conhecido como sal de cozinha, aumenta a concentração de íons dentro da solução, pois o sal se dissocia em íons Na+ e Cl–, deixando-os livres em contato com a água. Esses íons agem como portadores de cargas, diminuindo consideravelmente a resistência elétrica da solução para algo abaixo de um ohm por metro (1Ω/m), transformando a solução em um condutor elétrico. (KOTZ, 2015)

Assim, a passagem da corrente se dá por conta da existência dos íons livre na solução aquosa, ou seja, após sofrerem dissociação iônica, o sal tem seus íons separados, e por possuírem carga elétrica, conduzem a eletricidade.

Quem é o condutor?

A solução formada por água e o sal. Dizer que o sal é o condutor é um grande equívoco, pois depois de alguns estudos ficou provado que o sal em seu estado sólido não capaz de conduzir eletricidade.

4. Cuidados e outras Alternativas

Cuidados

    • Ao conectar os fios para formar um circuito, tenha certeza que o plug não está ligado na tomada;
    • Quando for realizar o teste para ver se o circuito está funcionando, lembre-se de colocar as mãos longe da ponta dos fios, do contrário pode levar um choque se por acidente acabar tocando-os.
    • Ao mergulhar os fios na solução aquosa, faça com que eles não tenham contato um com outro, afinal, a proposta do experimento é mostrar que a solução é quem vai levar a eletricidade de uma ponta a outra.

Alternativas

    • Você pode usar lâmpadas de lanterna ao invés das convencionais;
    • Pode adicionar uma pilha como gerador de energia no lugar do plug de tomada;
    • Se quiser adicionar um interruptor ou uma chave não tem problema, mas certifique de colocá-lo antes da ponta do fio que vem do plug/pilha.

5. Referências

  • Kotz, J. C., P. M. Treichel, J. R. Townsend, and D. A. Treichel. "Acids and Bases: The Arrhenius Definition." In Chemistry and Chemical Reactivity, Instructor's Edition, 116. 9th ed. Stamford, CT: Cengage Learning, 2015.