Pilhas E Baterias Comerciais

PILHAS E BATERIAS COMERCIAIS

 Pilha seca comum (pilha de Leclanché)

A pilha seca ácida foi desenvolvida em 1866, pelo químico francês George Leclanché (1839-1882). Ela é a pilha mais comum hoje em dia, pois é a mais barata e a mais usada em lanternas, rádios, equipamentos portáteis e aparelhos elétricos como gravadores, flashes e brinquedos.

Essa pilha na verdade não é seca, pois dentro dela há uma pasta aquosa, úmida, mas ela recebeu esse nome para diferenciá-la (porque era revolucionária, na época em que foi criada) das primeiras pilhas até então conhecidas, como a pilha de Daniell, que utilizavam recipientes com soluções aquosas.

A pilha seca produz uma voltagem de apenas 1,5 V, mas pode ser melhorada com seu uso descontínuo, ou seja, alternar períodos de uso com repouso fora do produto.

• Reação catódica e anódica

Dentro da pilha temos o ânodo e o cátodo, que são formados por:

Ânodo: oxidação que ocorre no zinco metálico que fica no envoltório da pilha.

Zn (s) → Zn2+ (aq) + 2 e-

Cátodo: Redução do manganês de NOX +4 (MnO2) para +3 (Mn2O3) presente na pasta úmida que fica na parte interna da pilha.

2 MnO2(aq) + 2 NH4 1+ (aq) + 2e- → 1 Mn2O3 (s) + 2NH3(g) + 1 H2O(l)

Essa mistura pastosa é constituída de cloreto de amônio (NH4Cl), óxido de manganês (MnO2)e carbono pulverizado. O zinco transfere os seus elétrons para o manganês por meio da barra de grafita central, que em razão disso é considerada o polo positivo do circuito externo da condução dos elétrons. Assim, temos como reação global de funcionamento da pilha seca ácida:

Zn (s) + 2 MnO2(aq) + 2 NH4 1+ (aq) → Zn2+ (aq) + 1 Mn2O3 (s) + 2NH3(g)

Seu funcionamento cessa definitivamente quando todo o dióxido de manganês é convertido em trióxido de manganês. Essa reação é irreversível, por isso essas pilhas são não recarregáveis.

• Descarte

Pode ser descartada em lixo comum, por não ser tão tóxica.

• Ilustração:

 Pilha alcalina

As pilhas alcalinas são um tipo de pilha com a base de funcionamento muito parecida com a pilha seca de Leclanché, a pilha comum. A diferença consiste no fato de a pilha de Leclanché ser ácida em razão da hidrólise do cloreto de amônio (NH4Cl(aq)). Este sal é produzido de uma reação entre uma base fraca e um ácido forte, por isso, quando ele sofre hidrólise, o meio fica ácido.

Já na pilha alcalina, esse composto é substituído por uma substância básica, como o hidróxido de potássio (KOH) ou o hidróxido de sódio (NaOH).

O uso dessa pilha se torna melhor e mais seguro por ainda outro motivo: o eletrólito alcalino impede que ocorram reações quando a pilha não está em uso. Já na pilha ácida, se ela estiver armazenada dentro do aparelho elétrico, acontecerão reações que provocam a corrosão e o vazamento do material em seu interior. Visto que a pilha possui metais pesados e tóxicos, esse fato constitui um grande perigo à saúde.

Desse modo, o que diferencia basicamente uma pilha alcalina é o fato de possuir uma base como seu eletrólito.

• Reação catódica e anódica

Ânodo: Zn + 2 OH → ZnO + H2O + 2e-

Cátodo: 2 MnO2 + H2O + 2e-→ Mn 2O3 + 2 OH

Reação global: Zn +2 MnO2→ ZnO + Mn 2O3

• Descarte

No Brasil, tanto as pilhas comuns como as alcalinas que não possuem mercúrio, chumbo e cádmio podem ser descartadas no lixo doméstico, sem qualquer risco ao meio ambiente, de acordo com o Conselho Nacional de Meio Ambiente e, por isso, não precisam ser recolhidas nem depositadas em aterros especiais.

• Ilustração

 Pilha de mercúrio

As pilhas de mercúrio são utilizadas em relógios digitais, relógios de pulso, máquinas fotográficas, calculadoras, agendas eletrônicas, aparelhos auditivos e outros aparelhos elétricos portáteis que exigem um trabalho eficiente e durabilidade, já que essas pilhas possuem voltagem de 1,35 V.

Essas pilhas costumam ser bem pequenas, pois tanto o zinco como o óxido de mercúrio II são transformados em pó e compactados. Desse modo, elas são usadas em aparelhos de pequenas dimensões.

Com o seu exterior em aço, as pilhas de mercúrio são de extrema qualidade, já que conseguem fornecer uma tensão sempre igual, durante todo o seu tempo de vida, e podem ter uma duração superior a mais de 800 horas de funcionamento. Além desta excelente particularidade, as pilhas de mercúrio conseguem ainda manter a sua energia durante muito tempo, até cerca de 8 anos, sempre com a mesma carga.

Quando chegam ao fim do seu tempo de vida, a sua tensão desce de imediato para os zero volts, e não de uma forma gradual, como acontece nos outros tipos de pilhas.

• Reação catódica e anódica

Ânodo: Zn(s) + 2 OH1-(aq) → ZnO(s) + 2 H2O(l) + 2e-

Cátodo: HgO(s) + H2O(l) + 2e- → Hg(l) + 2 OH1-(aq)

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Reação Global: HgO(s) + Zn(s) → ZnO(s) + Hg(l)

• Descarte

Infelizmente, o descarte incorreto dessas pilhas pode gerar sérios riscos para o meio ambiente, pois ela contém mercúrio, que é um metal pesado. O mercúrio pode contaminar o solo, águas subterrâneas, águas de lagos e de rios, e chegar até os animais e ao homem. Ele é tóxico mesmo em pequenas quantidades. Entre os problemas de saúde que o mercúrio pode causar estão: danos nas mucosas, na pele, aos rins, náuseas violentas, vômito, dor abdominal, diarreia com sangue, além de poder levar à morte. Por isso, as pilhas de mercúrio não podem ser descartadas em resíduos domésticos. A melhor