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Eletroquímica pilhas
- 2. Abrange todos processoquímicos que envolvem transferência de elétrons. Quando um processo químico ocorre, produzindo transferência de elétrons, é chamado de pilha ou bateria.
- 3. Pilha, 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.
- 4. Em 1780, oanatomista 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 pilhafoi 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, JohnFrederick 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 oeletrodo 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 deDaniell 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 quesofre redução Cátion que se forma REPRESENTAÇÃO PONTE SALINA
- 13. Toda pilha possuium 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 dapilha pode ser dado, de uma maneira simplificada por: E = Eoxi- Ered sendo Eoxie 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 variaçãode 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 ézinco, 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 comopilha 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:éuma 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 bateriade 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 colocarágua 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 bateriade 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 apilha 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 apilha 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 umapilha 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 aspilhas 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 Bastanteusada 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 Usadaem 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.