Texto: Pilhas Comerciais

Pilhas Comerciais

Existem muitos exemplos de pilhas comerciais. Em 1866, George Leclanché construiu a pilha seca comum, na qual ocorrem as seguintes reações:

 

 

A pilha seca é formada por uma camada de zinco que é o ânodo, uma segunda camada de uma pasta com cloreto de amônio e cloreto de zinco e água, que é o meio eletrolítico e no centro o eletrodo que é o cátodo, o qual se trata de uma barra de grafite envolto por dióxido de manganês, como mostra o esquema abaixo:

Fonte: http://fisicanossa.blogspot.com.br/2011_10_01_archive.html

 

Uma pilha seca vai parar de funcionar quando todo MnO2 transforma-se em Mn2O3 e esse tipo de pilha não é recarregável. Pilhas desse tipo apresentam voltagem de 1,5V. As pilhas alcalinas diferem das pilhas de Leclanché, pois no lugar da solução de NH4Cl, usa-se uma solução alcalina muito forte de KOH, que é melhor condutor eletrolítico e por isso duram mais e produzem cerca de 50% a mais de energia. Elas também dão voltagem de 1,5V e não são recarregáveis.

 

 

Pilha de Mercúrio

A pilha de mercúrio é bastante utilizada em relógios, aparelhos auditivos que melhoram a audição, etc. Essas pilhas são construídas utilizando-se zinco como ânodo, óxido de mercúrio II como cátodo e a solução eletrolítica presente nas pilhas de mercúrio é o hidróxido de potássio. Nesse modelo de pilha, o zinco é oxidado, formando ZnO e o óxido de mercúrio reduzido a simplesmente mercúrio. 

 

Essas pilhas não são recarregáveis, tem vida longa e voltagem de 1,35V.Baseia-se nas seguintes reações:

 

Pilha de mercúrio-zinco 

 

 

Fonte: http://www.brasilescola.com/quimica/pilhas-mercurio.htm

 

Baterias de Íons Lítio

Outra pilha muito usada devido a sua alta diferença de potencial é a pilha de íon lítio com ddp = 3,4 V, frequentemente encontrada em telefones celulares. Nessas pilhas, o ânodo e o cátodo são feitos de substâncias lamelares que são formadas por camadas, entre essas camadas são adicionados lítio e cobre no ânodo e, no cátodo, apenas lítio em uma estrutura lamelar de um óxido. 

 

Uma pilha de íon lítio 

Fonte: http://www.brasilescola.com/ quimica/pilhas-baterias-litio.htm

 

Essas baterias são recarregáveis, pois ao aplicar uma corrente, fazemos com que os íons lítio voltem para a grafita, tornando-se possível a reutilização da bateria. Você deve saber que uma pilha tem apenas dois eletrodos, já as baterias são formadas por pilhas ligadas em série, por isso é mais comum falarmos em baterias de lítio e não em pilhas de lítio, além do mais, apenas as baterias são recarregáveis. A pilhas de lítio são mais utilizadas em aparelhos de marca passo e placas-mãe de computadores e são diferentes das pilhas ou baterias de íon lítio. Nelas, o cátodo é uma mistura de várias substâncias e o ânodo é o lítio.

 

Baterias de Níquel-cádmio

As baterias de níquel-cádmio têm como solução eletrolítica o hidróxido de potássio, o ânodo é feito de cádmio e o cátodo é feito de hidróxido de níquel. Quando se está em uso, a descarga da bateria é representada pelas seguintes semirreações:

 

As baterias de níquel-cádmio são usadas principalmente por filmadoras, notebooks, etc. São recarregáveis, pois as reações são altamente reversíveis se uma corrente elétrica for aplicada por um gerador externo. Essas pilhas dão voltagem de 1,4V.

 

Acumuladores de Chumbo

As baterias de automóveis são também conhecidas como acumuladores de chumbo. Nesse tipo de bateria, o ânodo é o chumbo, já o cátodo é feito de óxido de chumbo IV, o potencial dessas pilhas varia de acordo com o número de celas que são ligadas em série, geralmente apresentam voltagem de 6 a 12V. A solução eletrolítica dessa bateria é o ácido sulfúrico que é consumido durante a descarga da bateria:

 

Porém, a bateria é recarregável e se aplicarmos uma tensão de um gerador externo, conseguiremos reverter a reação e poderemos reutilizar a bateria.

 

Como explicitamos, enfim, o conhecimento da eletroquímica é importante e está aplicado em uma infinidade de tecnologias, principalmente no uso de objetos portáteis que usam energia elétrica para funcionarem. Com as pilhas, facilitamos muito nossas vidas. Já pensou se para todos os lugares que saímos com nossos celulares tivermos que usar uma tomada, ou qualquer outro tipo de fonte externa de energia para fazermos uma simples ligação?

 

Saiba Mais! 

Para saber mais sobre pilhas, leia o artigo: http://qnint.sbq.org.br/qni/visualizarConceito.php?idConceito=45

 

Em Resumo

Neste tópico, são apresentadas pilhas e baterias presentes em nosso cotidiano. A pilha pode ser considerada uma miniusina portátil de energia elétrica, com tempo de vida útil limitada, o qual transforma energia química em energia elétrica. Bateria é um conjunto de pilhas interligadas de modo conveniente, dispostas em série ou paralelo para se obter a voltagem e corrente desejada. Apresentamos, nesse contexto, a pilha desenvolvida por Leclanché, que envolve a reação entre ânodo zinco, cloreto de amônio e dióxido de manganês, água e o cátodo que é uma barra de grafite. A pilha de mercúrio é bastante utilizada em relógios, aparelhos auditivos que melhoram a audição, etc., e são construídas utilizando-se zinco como ânodo, HgO como cátodo e a solução eletrolítica presente nas pilhas de mercúrio é o hidróxido de potássio. Apresentamos a bateria de lítio, que apresenta o maior potencial de redução. Nelas, o cátodo é uma mistura de várias substâncias e o ânodo é o lítio. A bateria de níquel-cádmio tem como solução eletrolítica o hidróxido de potássio, o ânodo é feito de cádmio e o cátodo é feito de hidróxido de níquel. Por fim, na bateria de chumbo, o ânodo é o chumbo, já o cátodo é feito de óxido de chumbo IV. O potencial dessas pilhas varia de acordo com o número de celas que são ligadas em série. A solução eletrolítica dessa bateria é o ácido sulfúrico.

 

Referências

KOTZ, J.C.; TREICHEL, P. M. Química Geral e Reações Químicas. Tradutor: Flávio Maron Vichi. São Paulo: Thomson Learning, 2007. v. 2. 

PERUZZO, T. M.; CANTO, E. L. Química: volume único. 2. ed. São Paulo: Moderna, 2003.

SANTOS, W. L. P.; MÓL, G. S. (Coord.). Química e sociedade: volume único, ensino médio. São Paulo: Nova Geração, 2005.

USBERCO, J.; SALVADOR, E. Química 2: físico-química. 10. ed. São Paulo: Editora Saraiva, 2005.

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