TRABALHO
DE QUÍMICA – PROF.° HUGO
QI
INTERMARES
ALUNAS: TATIELE ACOSTA E ANE CAROLINE, 2°
ANO
As primeiras pilhas inventadas
Pilha elétrica, célula galvânica, pilha galvânica ou
ainda pilha voltaica é um
dispositivo que utiliza reações de óxido-redução para converter energia química em energia elétrica. A
reação química utilizada será sempre espontânea.
Neste
dispositivo, têm-se dois eletrodos que são constituídos geralmente de metais diferentes, que
fornecem a superfície na qual ocorrem as reações de oxidação e redução.
Estes eletrodos são postos em dois compartimentos separados, imersos por sua
vez em um meio contendo íons em concentrações conhecidas e separadas por uma placa ou
membrana porosa, podendo ser composta por argila não-vitrificada, porcelana ou outros materiais. As duas metades desta célula
eletroquímica são chamadas de compartimentos e têm por finalidade separar os
dois reagentes participantes da reação de óxido-redução, do contrário, os
elétrons seriam transferidos diretamente do agente redutor para o agente oxidante.
Finalmente, os dois eletrodos são conectados por um circuito elétrico,
localizado fora da célula, denominado circuito externo,
garantindo o fluxo de elétrons entre os eletrodos.
As
pilhas não devem ser confundidas com as baterias.
Enquanto a primeira apenas converte energia química a elétrica, a segunda faz a
interconversão entre energia química e elétrica.
É
importante saber que na pilha, os elétrons fluem do ânodo para o cátodo,
sendo que o sentido da corrente elétrica,
frequentemente utilizado na física, se
dá do cátodo para o ânodo.
Pilha de VOLTA
A história da pilha tem um começo muito interessante que não tem nada a
ver com a química ou a física. Tudo começou numa aula de anatomia na
Universidade de Bolonha,
na Itália.
Era o ano de 1767 e os alunos observavam atentos enquanto o
professor Luigi Galvani retirava a pele de um sapo para mostrar o processo de
dissecação.
De repente, ele tomou um susto ao ver
que o sapo morto se mexera. Como bom cientista, ele não acreditava em sapos fantasmas
e resolveu investigar por que aquilo acontecia. Então concluiu que o bisturi de
aço e a bancada de zinco haviam produzido uma corrente elétrica que contraíra
os músculos do sapo. Depois ele escreveu um livro sobre o assunto, mas a
questão não parece ter ido muito além desse ponto.
Coube ao seu inimigo acadêmico
Alessandro Volta, um professor de física da Universidade de Pádua, o
aperfeiçoamento da descoberta. Pesquisando mais sobre o assunto, Volta
descobriu a origem da eletricidade atmosférica e inventou o eletróforo e o
condensador. Ele também percebeu, a partir das experiências de Galvani, que
dois metais diferentes
mergulhados em ácido sulfúrico produzem corrente elétricas, e assim surgiu o
elemento voltaico, ou volt, que teve esse nome em sua homenagem.
Foi desse modo que, em 1800, Volta
produziu a primeira pilha elétrica do mundo. Ela era composta de uma série de
discos de prata e zinco, colocados em pares e intercalados com folhas de
papelão saturadas em água e
sal. A corrente era produzida quando
o disco de prata do todo se conectava com um arame ao disco de zinco que ficava
embaixo.
Pilha de DANIELL
A pilha de
Daniell é constituída de uma placa de Zinco (Zn) em
uma solução de ZnSO4 e uma placa de Cobre (Cu) em uma
solução de CuSO4. As duas soluções são ligadas por uma ponte salina, ou por uma parede porosa.
Sentido dos elétrons
Os elétrons circulam do eletrodo
de maior potencial de oxidação para o de menor potencial de
oxidação. No caso da pilha de Daniell os elétrons vão do zinco para o cobre.
Pólos da pilha
Pólo positivo – o de menor potencial de
oxidação – Cu.
Pólo negativo – o de maior potencial de
oxidação – Zn.
Cátodo e Ânodo
Cátado – placa de menor potencial de
oxidação – Cu. Onde ocorre redução.
Ânodo – placa de maior potencial de
oxidação – Zn. Onde ocorre oxidação.
Variação de massa nas placas
Placa
de maior potencial de oxidação – diminui – Zn.
Placa
de menor potencial de oxidação – aumenta – Cu.
Equação global da pilha
Zn(s) + Cu(aq)+2 → Zn(aq)+2 + Cu
A pilha de Leclanché é a precursora das modernas pilhas
secas de uso tão diversificado. Dão voltagem de 1,5V, e são extensivamente
usadas em lanternas, rádios portáteis, gravadores, brinquedos, flashes,
campainhas...
O líquido do elemento de pilha de Leclanché é
uma solução aquosa de cloreto de amônio. O elétrodo positivo é constituído por
uma placa de carvão colocada dentro de um vaso poroso de porcelana cercada de
uma massa negra formada por uma mistura de pó de carvão e dióxido de magnésio;
o elétrodo negativo é uma vara de zinco. O despolarizante deste elemento de
pilha é o dióxido de magnésio.
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