Pilha de Daniell

Pilha de Daniell

As primeiras aplicações importantes da eletricidade provieram do aperfeiçoamento das pilhas voltaicas  originais pelo cientista e professor inglês John Daniell, em 1836.

Pilhas eletroquímicas são sistemas que produzem corrente contínua e baseiam-se nas diferentes tendências para ceder e receber elétrons das espécies químicas.

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 Daniell é representada pela seguinte notação:

Zn°/Zn²⁺//Cu²⁺/Cu°
Ânodo – Ponte Salina ( // ) – Cátodo

Ponte salina

A parede porosa (de porcelana, por exemplo) tem por função manter constante a concentração de íons  positivos e negativos, durante o funcionamento da pilha. Ela permite a passagem de cátions em excesso em direção ao cátodo e também a passagem dos ânions em direção ao ânodo. Atravessando a parede porosa, os íons em constante migração estabelecem o circuito interno da pilha.

Pilhas e baterias: uma oxidação útil

Bateria de níquel-cádmio: presente em telefones.

Pilhas e baterias são dispositivos nos quais uma reação espontânea de oxirredução produz corrente elétrica. 

Não é apropriado saber sobre a aplicação dos vários tipos de pilhas e baterias sem antes saber a diferença entre estes dois dispositivos. A unidade geradora básica é denominada célula (pilha). A tensão fornecida por uma célula pode ser insuficiente para operar os equipamentos, de forma que duas ou mais são associadas em série, formando conjuntos: as baterias.

Conheça agora as principais pilhas e baterias juntamente com suas aplicações:

- Pilhas alcalinas comuns: tem como base os elementos zinco/manganês. São utilizadas para dar vida aos brinquedos, luz às lanternas, som aos rádios, autonomia aos controles remotos, entre outros.

- As chamadas pilhas especiais de níquel-metal-hidreto e de íons de lítio foram produzidas especialmente para o uso em filmadoras e notebooks.

- A pilha especial de zinco ar é usada para dar audição aos surdos, ela faz funcionar os aparelhos auditivos.

- As pilhas do tipo botão miniatura são aquelas encontradas em calculadoras, equipamentos fotográficos, relógios, sistemas de segurança e alarmes.

As baterias quando não são mais utilizadas devem ser descartadas, mas não em qualquer lugar. De acordo com a resolução 257 e 263 do CONAMA, você deve devolvê-las ao fabricante.

Bateria de óxido de mercúrio: utilizada em instrumentos de navegação e aparelhos de medição e controle.

Baterias de níquel-cádmio: são as recarregáveis, podemos encontrá-las no telefone celular, telefone sem fio, rádios, barbeadores, etc. Elas possuem a vantagem da recarga, o que prolonga a vida útil.

FONTE:Equipe Brasil Escola

EXPERIÊNCIA EM CASA: Pilha de Limão

Ou Pilha de Laranja ou ainda Pilha de Batata!

É possível obter eletricidade a partir de um limão. Sim, não só são as pilhas comuns que podem gerar eletricidade. E o mais legal é que na falta do limão você pode usar uma laranja, ou mesmo uma batata! Na verdade, a corrente elétrica surge a partir dos potenciais elétricos de dois metais que são cravados no limão, na laranja e na batata. O caráter ácido do limão/laranja e o caráter básico da batata ajudam na condução da eletricidade. Mas o que é que causa esta corrente? Pense um pouco antes de prosseguir a leitura!

Bom, depois de esperar você pensar um pouquinho, vamos prosseguir: dois pedaços de metal são usados. O melhor resultado surge da combinação de zinco e cobre, mas também pode ser usado zinco e alumínio, ou ainda latão e alumínio.Alguns tipos de pregos contém zinco, e o cobre pode ser encontrado na forma de fios e mesmo na composição de algumas moedas. Pode-se também utilizar (na falta destes) uma taxinha destas de latão e um clips.  

Após fincá-los no limão (ou laranja, ou batata) e uní-los por fios, pode-se ligá-los a um pequeno aparelho elétrico. O melhor resultado se dá usando um destes relógios eletrônicos – tira-se a pilha deste e faz-se a ligação dos fios positivo e negativo nos pequenos terminais do relógio. 

A corrente produzida é suficiente para acendê-lo, ainda que por alguns minutos. Não esqueça de antes limpar as peças de metal, e evitar que elas se toquem no interior do limão (ou da laranja, ou ainda da batata).

Cuidados no Experimento

A eletricidade produzida é na realidade muito pequena para acender uma lâmpada comum, mesmo as menores. Mas é possível acender uma pequena lampadinha, se você quiser, substituindo o limão por uma solução de água + sal. Assim como na solução salina existem no limão, batata e laranja alguns sais que se dissociam em íons positivos e negativos, e cada um destes tipos de íons migram para os terminais metálicos. O certo é dizer que houve uma condução iônica no interior do limão, da laranja e da batata. Já nos terminais são os elétrons dos metais que migram, alcançando o relógio e fazendo-o funcionar com a corrente de elétrons! Esta é a diferença!Uma lampadinha (ou mesmo um LED – uma lâmpada especial, destas coloridas que existem nos aparelhos de TV e de som estéreo, geralmente nas cores vermelha e verde) são materiais muito baratos e facilmente encontráveis nas lojas de produtos elétricos. Para se acender uma destas lampadinhas é necessário 1,5 volt e alguns miliamperes, o que é difícil de se conseguir com apenas 1 limão, laranja ou batatinha!

A voltagem também varia de limão para limão, laranja para laranja e batata para batata… dependendo de vários fatores, incluindo a acidez/basicidade, teor de sais, água… Por exemplo, um limão pode acender um pequeno circuito elétrico por pouco tempo, e só. Procure testá-lo com um voltímetro (um medidor de tensão elétrica). Se for muito difícil mesmo trabalhar com apenas um, tente experimentar uma ligação em série: lâmpada-cobre-limão-zinco-fio-cobre-limão-zinco-lâmpada. O resultado é mais visível.

Fonte: Pesquisas de Química