Bateria

Introdução

Este trabalho foi realizado por quarto alunos, a pesquisa científica aborda a bateria de chumbo e a da pilha seca. O trabalho foi realizado com base em algumas pesquisas na internet, e consulta em alguns livros. Tem como objetivo fazer conhecer e entender um pouco mais sobre a bateria e a pilha seca.

Esperamos obter bons resultados com o esforço aplicado.

Bateria de chumbo

As baterias são um conjunto de pilhas ligadas umas às outras, em série, isto é, o polo positivo de uma pilha está ligado ao polo negativo de outra e assim sucessivamente.

A bateria de chumbo foi inventada por Gaston Plantè em 1860 período que remonta os primórdios da célula galvânicas.

Ela é usada como bateria de arranque e iluminação e m automóveis, como fontes alternativas em breaks, em sistemas de tração para veículos e maquinas elétricas.

Composição básica da bateria de chumbo

A composição básica da bateria de chumbo e essencialmente: chumbo, ácido sulfúrico e matérias plásticos. O chumbo está presente na forma de chumbo metálico, ligas de chumbo, óxido de chumbo e sulfato de chumbo. O ácido sulfúrico encontra-se na forma de solução aquosa com concentração variando de 27% a 37%.

Tipos de baterias de chumbo

Existem vários tipos de baterias no mercado com a mesma voltagem e amperagem, porem de tipos diferentes, basicamente se refere ao tipo de funcionamento:

Selada: não requer manutenção, segundo o fabricante a agua da bateria deve por toda a vida útil sem a necessidade de recarga, esta vida útil normalmente chega a 4 anos se a bateria for bem cuidada.

Não selada: requer manutenção a nível da água, deve ser verificado pelo menos uma vez por ano, se o nível da água estiver sempre completo a bateria pode durar tanto quanto uma bateria selada bem cuidada. Estas baterias, o processo químico para produzir eletricidade consome água e por este motivo deve ser verificada e completada. A desvantagem fica por conta de ser mais uma coisa a ser verificada na hora da manutenção do veículo.

Reações

As semirreações e a reação global que ocorrem nessa bateria são:

Ânodo:Pb+HSO41-+H2O(l)↔PbSO4+H3O1++2e-

Cátodo:PbO2+HSO41-+3H3O1++2e-↔PbSO4+5H2O________

Reação global: Pb + PbO2 + 2 HSO41-+ 2 H3O1+↔ 2 PbSO4 + 4 H2O

Recarga e descarga da bateria de chumbo

A reação global para descarga è:

Pb(s) + PbO₂(s) + 2H₂SO₄(aq) → 2PbSO₄(s) + 2H₂O(l)

A reação de recarga è :”

2PbSO₄(s) + 2H₂O(l) → Pb(s) + PbO₂(s) + 4H⁺ + 2SO₄⁻(aq)

Impacto ambiental

O chumbo e seus compostos estão associados a disfunções no sistema nervoso, problemas ósseos, circulatórios, etc. Devido a sua baixa solubilidade, a absorção se da principalmente por via oral ou respiratória. Crianças são mais suscetíveis a problemas de contaminação por causa da relação contaminação peso como também por estarem em fase de desenvolvimento do sistema neurológica e pelos hábitos de higiene pouco sedimentados. O chumbo se encontra na natureza acumulado em minas como resultado do processo de diferenciação que ocorrem durante a evolução do planeta

Pilha Seca

As pilhas comuns são chamadas de pilhas de Leclanché em homenagem ao seu inventor, o químico francês George Leclanché (1839-1882).

Leclanché criou esse tipo de pilha no ano de 1866. Ela é chamada também de pilha seca porque até então só existiam pilhas que usavam soluções aquosas, como a Pilha de Daniell.

Constituição e funcionamento

A pilha seca possui um polo positivo, que é a barra de grafita envolvida por dióxido de manganês, carvão e uma pasta húmida, e o polo negativo, que é o envoltório de zinco.

Outras duas denominações que esse tipo de pilha recebe devido a sua constituição é pilha ácida ou pilha de zinco-carbono. Ela é basicamente formada por um envoltório de zinco separado das demais espécies químicas que compõem a pilha por meio de um papel poroso.

Esse zinco corresponde ao polo negativo da pilha ou ânodo, pois ele se oxida, perdendo dois eletrões, segundo a semirreação abaixo:

Polo Negativo – Ânodo: Zn (s) → Zn2+ (aq) + 2 e-

Essa pilha também possui um polo positivo, o cátodo, que é uma barra de grafita instalada no meio da pilha envolvida por dióxido de manganês (MnO2), carvão em pó (C) e por uma pasta húmida contendo cloreto de amônio (NH4Cl), cloreto de zinco (ZnCl2) e água (H2O).

O cloreto de amônio e o cloreto de zinco são sais de caráter ácido, por isso, o nome “pilha ácida”.

A barra de grafita conduz os eletrões perdidos pelo zinco até o manganês, ocorrendo a redução do dióxido de manganês (MnO2) a trióxido de manganês (Mn2O3), segundo a semirreação a seguir:

Polo positivo – Cátodo: 2 MnO2(aq) + 2 NH4 1+ (aq) + 2e- → 1 Mn2O3 (s) + 2NH3(g) + 1 H2O(l)

A pasta húmida faz o papel de ponto salina, permitindo a migração dos aniões hidroxila (OH-) da grafita para o zinco.

A reação global é dada