O documento discute o funcionamento de pilhas e baterias, desde as primeiras pilhas criadas por Volta e Daniell até baterias modernas. A pilha de Daniell foi uma melhoria da pilha de Volta, usando cátodos separados por uma ponte salina. O documento também explica conceitos como anodo, catodo e potencial eletroquímico.

2. Abrange todos processo químicos que
envolvem transferência de elétrons.
Quando um processo químico ocorre,
produzindo transferência de elétrons, é
chamado de pilha ou bateria.

3. Assim, pilha e bateria são
processos químicos que
ocorrem espontaneamente e
geram corrente elétrica

4. Em 1780, o anatomista italiano
Luigi Galvani realizando
experiências de anatomia com
sapos, concluiu que a corrente
elétrica tinha origem nos músculos
animais.
Já Alessandro Volta, partiu de que a
eletricidade tinha origem nos
metais. Por isso, trocou os tecidos
de organismos vivos por ferro, cobre
e tecido molhado. Variando os
metais usados, e se convenceu de
que seu raciocínio fazia sentido.

5. A primeira pilha foi criada em
1800, por Alessandro Volta,
que utilizava discos de cobre e
zinco, separadas por algodão
embebido em solução salina.
Os discos foram chamados de
eletrodos, sendo que os
elétrons saiam do zinco para o
cobre, fazendo uma pequena
corrente fluir.

6. Em 1836, John Frederick
Daniell construiu uma pilha
com eletrodos de cobre e
zinco, mas cada eletrodo
ficava em uma cela
individual, o que aumentava
a eficiência da pilha, pois
ela tinha um tubo que
ligava as duas cubas, este
tubo foi chamado de Ponte
salina Esta pilha ficou
conhecida como Pilha de
Daniell.

8. Anodo é o eletrodo
negativo, é o eletrodo
onde ocorre
oxidação, ocorre
perda de elétrons.
Catodo é o eletrodo
positivo, é o eletrodo
onde ocorre a
redução, ocorre
ganho de elétrons,

9. Cu2+
+2e-
--> Cu(s)
o íon cobre (Cu2+
) da solução é
reduzido por 2 e-
que vem da corrente
elétrica.
Zn(s)
--> Zn2+
+ 2e-
o zinco é oxidado, formando íon zinco
(Zn2+
) e 2 e-
.
Estes elétrons serão os responsáveis pela geração
da corrente elétrica do sistema (pilha).

10. Cu2+
+ 2e-
--> Cu0
Zn0
--> Zn2+
+ 2e-
__________________
Zn0
+ Cu2+
--> Zn2+
+ Cu0
Com o desenvolvimento da reação, ocorrerá
formação de cobre metálico, que se depositará na
superfície do eletrodo de cobre, já o eletrodo de
zinco será corroído, pois o zinco está se
transformando em íons que irão para a solução de
sulfato de zinco.
Reação global

11. A pilha de Daniell pode ser escrita por:
Zn0
+ Cu2+
(aq)
--> Zn2+
(aq)
+ Cu0
ou
Zn | Zn2+
|| Cu2+
| Cu
onde, || representa a ponte salina

12. Substância
que sofre
oxidação
Cátion
que se
forma
Substância
que sofre
redução
Cátion
que se
forma
REPRESENTAÇÃO PONTE SALINA

13. Toda pilha possui um potencial, ou seja, produz uma
voltagem, sendo este potencial medido na pilha.
Eºoxi=Potencial de oxidação
Facilidade da espécie em sofrer
oxidação
Znº/Zn+2
Eºoxi=+0,76v
Naº/Na+
Eºoxi=+2,71v
Eºred=Potencial de redução
Facilidade da espécie em
sofrer redução
Zn+2
/Znº Eºoxi=-0,76vvv
Na+
/Naº Eºoxi=-2,71

14. O potencial da pilha pode ser dado, de uma maneira
simplificada por: E = Eoxi
- Ered
sendo Eoxi
e Ered
, os potenciais padrões de redução de
cada semi equação
É a partir do potencial de uma pilha, que se sabe se a
reação ocorre ou não.
ddp=
Eº oxi do metal
que perde
elétrons
-
Eº oxi do metal
que ganha
elétrons

15. Quando a variação de potencial da pilha, E, é
maior que zero a reação é espontânea.
Quando o potencial é negativo, a reação não ocorre
espontaneamente e quanto maior for o potencial,
positivo, maior será a eficiência da pilha.
Obs Todo elemento que possui maior Eºoxidação é
capaz de deslocar outro de menor potencial.
Ex: Fe Eºoxi=+0,44 e Cu Eºoxi=- 0,34
O Fe tende a deslocar o Cu.

16. O anodo é zinco, o catodo
é dióxido de manganês e
o eletrólito, uma solução
aquosa de cloreto de
zinco ou amônia.
Formada por um eletrodo central de
grafite rodeado por dióxido de
manganês

17. Também conhecida como pilha de LECLANCHÉ
Características:
Fornece uma ddp de 1,5v e não pode ser recarregada,pois
sua reação global não é reversível.
O uso contínuo provoca vazamento pois sua reação
produz um gás de NH3 e água.

18. Acumuladores de chumbo:é uma pilha constituída por
eletrodos de Pb(ânodo polo -) e PbO2( cátodo polo +),imersos
em uma solução de ácido sulfúrico.
Inventado pelo francês Gaston Piantei em 1860.
É uma associação de pilhas ligadas em série.
O potencial de cada pilha é aproximadamente 2V. Uma
bateria de pilhas, que é a mais comum nos carros modernos,
fornece uma tensão de 12V. Associações ainda menores são
usadas em tratores, aviões e em instalações fixas, como
centrais telefônicas.

19. Porque uma bateria de automóvel
(chumbo) dura tanto tempo?
Em uso contínuo, a bateria de
chumbo duraria poucas horas, mas
no automóvel, ela é recarregada
pelo gerador, através da aplicação
de uma diferença de potencial
superior a da bateria em sentido
contrário (eletrólise).

20. É correto colocar água na
bateria de chumbo?
As constantes recargas
efetuadas pelo gerador na
bateria de chumbo, causa
também a decomposição da
água da solução da bateria,
por isso, periodicamente
coloca-se água destilada, no
entanto, atualmente estão
sendo comercializadas
baterias seladas, que em
princípio não necessitariam
da adição de água.

21. Quando a bateria de chumbo fica totalmente
descarregada?
Durante a descarga da bateria o ácido sulfúrico é
consumido, com isso a concentração e a densidade da
diminuem gradativamente. Quando a densidade atinge
valores inferiores a 1,20g/mL, a bateria está praticamente
descarregada. Por isso pode-se testar a carga da bateria
com um densímetro.

22. Depois que a pilha comum para de funcionar (descarrega)
ela pode ser recarregada e voltar a funcionar novamente?
Não. Porque a pilha de Leclanché não é recarregável
(semi-reação de redução irreversível). A pilha cessa seu
funcionamento quando todo o dióxido de manganês é
consumido.

23. Será que a pilha comum dura mais
se intercalar períodos de uso e de
repouso?
Sim. Pois ao utilizar continuamente a
pilha, os gases formados: hidrogênio
e gás amônia impedem o fluxo de
cargas elétricas fazendo com que a
corrente caia. Retirando a pilha do
aparelho, após um certo tempo ela
irá funcionar, pois as bolhas gasosas
formadas serão desfeitas.

24. Se colocarmos uma pilha gasta na geladeira ela é
recarregada?
Não, ela volta a funcionar durante algum tempo,
porque a baixa temperatura faz com que o gás
amônia seja removido, o que não significa que ela foi
recarregada.
E na água quente a pilha é recarregada?
Recarregada não, mas o aumento de temperatura irá
favorecer a perda de elétrons, fazendo com que ela
funcione por mais algum tempo.

25. Comparando-as com as pilhas secas comuns, as alcalinas
são mais caras, mantêm a voltagem constante por mais
tempo e duram cinco vezes mais. Isso ocorre porque o
hidróxido de sódio ou potássio é melhor condutor
eletrolítico, resultando uma resistência interna da pilha
muito menor do que na pilha de Leclanché.
Por que será que as pilhas alcalinas duram mais que as
comuns?
Nas pilhas alcalinas, o meio básico faz com que o eletrodo
de zinco sofra um desgaste mais lento, comparado com as
pilhas comuns que possuem um caráter ácido.

26. Célula de níquel-cádmio
Bastante usada em aparelhos
eletrônicos portáteis (telefones,
computadores, etc), é composta
por um anodo de cádmio, catodo
de hidróxido de níquel (Ni(OH)2
)
e eletrólito de hidróxido de
potássio (KOH). Usada também
em alguns veículos elétricos e
artefatos espaciais.

27. Célula de mercúrio
Usada em pequenas baterias
para pequenos aparelhos
como relógios, calculadoras e
outros.
O anodo é zinco ou cádmio, o
catodo é óxido de mercúrio e o
eletrólito, hidróxido de
potássio.
Provavelmente, essas baterias
não são mais fabricadas
devido ao perigo de
contaminação com mercúrio.