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Energia da Água - Como produzir oxigénio e hidrogénio na Lua

Breve descrição:

Neste conjunto de três actividades, os estudantes aprenderão sobre electroquímica.

Na primeira actividade, irão construir uma pilha voltaica - uma bateria simples. Esta invenção marcou o início da electroquímica.

Os estudantes estudarão então a electrólise. A electrólise utiliza corrente eléctrica para dividir a água nos seus componentes: hidrogénio e oxigénio. Estes produtos podem ser utilizados como propulsores para naves espaciais e/ou para fornecer oxigénio para apoiar uma tripulação.

Na última actividade, os estudantes examinam e utilizam uma célula de combustível.
Assunto: Ciência, Química, Física
Objectivos de Aprendizagem

  • Compreender como funciona uma bateria.
  • Realizar uma actividade experimental para confirmar que certas reacções químicas podem criar electricidade.
  • Realizar uma actividade experimental para confirmar que a electricidade pode fazer com que ocorram certas reacções químicas.
  • Estudar a electrólise da água e as suas aplicações.
  • Investigar as células de combustível e as suas aplicações.
  • Escrever equações equilibradas para reacções químicas REDOX.
  • Utilizar equipamento adequado para fazer e registar observações.
    •  
    Faixa etária:
    14 - 16 anos de idade
     
    Hora
    Preparação: 1 hora
    Lição: 2 horas
     
    Recurso disponível em:
    Inglês, Dinamarquês, Francês, Alemão, Italiano, Polaco e Espanhol
    Actividade de descarregamento - EN
    Actividade 1: Construa a sua própria bateria

    Nesta actividade, os estudantes construirão uma pilha voltaica - uma bateria simples - a partir de placas metálicas, pano de prato e vinagre. Uma pilha voltaica utiliza uma reacção química espontânea para criar electricidade.
    Equipamento

  • 6 pratos de zinco (por grupo)
  • 6 placas de cobre (por grupo)
  • 1 pano de prato (por grupo)
  • Tesoura
  • Vinagre
  • Lixa
  • 2 elásticos de borracha
  • Fios com clipes de crocodilo
  • Multímetro
  • Pilhas AA (Opcional)
    • Actividade 2: Electrólise

    Nesta actividade, os estudantes construirão um electrolisador: um dispositivo que introduz uma corrente eléctrica num líquido utilizando dois eléctrodos. Utilizarão o dispositivo para a electrólise da água e descobrirão que é possível dividir a água nos seus componentes: oxigénio e hidrogénio.
    Equipamento
     
  • Recipiente de plástico com tampa (com dois orifícios)
  • 2 tubos de ensaio
  • 2 pinos de empurrar de aço
  • 2 copos
  • Fio de cobre
  • Bateria (Opcional: uma célula solar)
  • 400cm³ água destilada + 12g NaOH (3% dissolução)
  • Água destilada
  • Luvas
    • Actividade 3: Célula de combustível

    Nesta actividade, os estudantes utilizarão os produtos da electrólise da água (H2 e O2) numa célula de combustível. Investigarão como as células de combustível produzem electricidade e calor a partir de uma reacção química. Os estudantes irão considerar as possibilidades e limitações das células de combustível para a exploração da Lua.
    Equipamento

  • Uma célula de combustível
  • Uma seringa
  • Água desionizada e destilada
  • Alimentação eléctrica (bateria, célula solar)
  • Tubos e tampas de silicone
  • Copos de 30 ml e recipientes interiores (ver Anexo 2)
  • Cabos com conectores
  • Actuadores (Motores, LEDs, carro, etc.)

    • Sabia que...

    A electrólise da água é o principal método de geração de oxigénio a bordo da Estação Espacial Internacional (ISS). A água é recolhida da urina, águas residuais e condensação e dividida em oxigénio e hidrogénio no Sistema de Geração de Oxigénio (OGS).

    As matrizes solares do tamanho do campo de futebol da estação são a fonte de energia. Um sistema semelhante poderia ser utilizado na Lua.

    A ISS orbitando a Terra

    Palavras-chave:
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