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Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias.  

Pilhas

Uma pilha galvânica ou voltaica converte energia química em energia elétrica por meio de uma reação de oxidação-redução (ou óxido-redução). A reação ocorre de tal forma que a oxidação acontece no eletrodo negativo, o ânodo, e a redução no eletrodo positivo, o cátodo. Em geral, cada uma dessas reações se realiza em recipientes distintos, interligados por um tubo cheio de um líquido condutor de corrente elétrica, como uma solução saturada de cloreto de potássio (KCl), chamada ponte salina. Cada recipiente é uma semipilha.
 
Pilha de Daniell

É composta de um eletrodo de cobre dentro de um recipiente com sulfato de cobre (II) (CuSO4) e outro eletrodo de zinco num recipiente com sulfato de zinco (ZnSO4). Entre os dois há uma ponte salina e um circuito fechado de conexão elétrica. No interior da pilha ocorre a seguinte reação:
CuSO4 + Zn ZnSO4 + Cu
 
O zinco dissolve-se em seu recipiente ocorrendo a reação Zn  Zn2+ + 2e –; esses dois elétrons passam através do fio elétrico ao outro eletrodo de cobre, onde se processa a seguinte reação: Cu2+ + 2 e –   Cu. O zinco é o ânodo (onde se realiza a oxidação) e o cobre, o cátodo (onde se realiza a redução). Em condições normais, ou seja, numa temperatura de 25° C e numa concentração dos sulfatos de cobre e de zinco igual a um molar, a diferença de potencial gerada entre os dois eletrodos é de 1,10 volts.
 
Pilha elétrica de dois líquidos, também conhecida como Pilha de Daniell — foi inventada pelo físico-químico John Frederic Daniell em 1836



Além das baterias, as pilhas mais conhecidas comercialmente são as chamadas pilhas secas. Um de seus eletrodos é de carvão (grafite) com uma tampa metálica e o outro eletrodo é uma cápsula de zinco. A serragem com o cloreto de amônia funciona como reagente e como ponte salina. A reação que ocorre é complexa:

No cátodo:
2 MnO2 + 2 NH4+ + 2e–   Mn2O3+ 2 NH3 + H2O

No ânodo:
Zn  Zn2+ + 2e–

 
 




Nas pilhas alcalinas, o eletrodo central é uma barra de aço e, na serragem, mistura-se hidróxido de sódio para formar a ponte salina.
 
 
Acumulador de chumbo

As baterias de automóveis são os acumuladores desse tipo mais conhecidos. Na prática, eles também são pilhas: consomem energia elétrica (durante a carga do acumulador) e a transformam em energia química. Quando as condições mudam, voltam a transformar a energia química em elétrica. O acumulador de chumbo é constituído por uma série de barras de chumbo ligadas entre si, alternadas com barras cobertas de óxido de chumbo (IV), todas mergulhadas numa solução de ácido sulfúrico. Quando o acumulador descarrega, isto é, quando produz eletricidade, ocorrem reações diferentes em seus pólos positivo e negativo:

Pólo positivo: PbO2+ + 2H+ + H2SO4 + 2 e– PbSO4  + H2O

Pólo negativo: Pb + H2SO4  PbSO4  + 2H+ + 2 e–


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