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As pilhas são dispositivos muito utilizados no dia a dia *
As pilhas são dispositivos muito utilizados no dia a dia *

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por Diogo

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Por Diogo Dias

Pilhas são dispositivos capazes de produzir corrente elétrica (energia elétrica) a partir de reações de oxidação e redução de componentes metálicos presentes em sua estrutura. Vale dizer que:

  • Oxidação: é a capacidade que um material apresenta de perder elétrons;

  • Redução: é a capacidade que um material apresenta de ganhar elétrons.

Assim, em uma pilha, como os elétrons partem de um componente e chegam até outro, forma-se uma corrente elétrica, que é capaz de fazer funcionar diversos dispositivos eletrônicos.
 

Funcionamento de uma pilha


Para explicar o funcionamento de uma pilha, vamos utilizar uma das primeiras pilhas construídas, a pilha de Daniell:

Esquema da pilha de Daniell
Esquema da pilha de Daniell

Na pilha de Daniell, temos:

  • Um ânodo de zinco (formado por uma placa) imerso em uma solução formada por água e sulfato de zinco (ZnSO4). A placa de zinco, ao sofrer oxidação, libera elétrons, formando o cátion Zn+2, que permanece na solução. Com isso, a placa tem seu tamanho diminuído e a solução fica com excesso de cátions;

  • Um cátodo de cobre (formado por uma placa) imerso em uma solução formada por água e sulfato de cobre (CuSO4). Na solução, existem cátions cobre (Cu+2), os quais, ao receber os elétrons vindos do ânodo, transformam-se em cobre sólido (Cu) e aderem-se à placa. Com isso, a placa tem seu tamanho aumentado e a solução fica com deficiência de cátions;

  • Uma ponte salina, formada por uma solução de água e cloreto de potássio (KCl), que possui cátions potássio (K+) e ânions cloreto (Cl-). Durante o funcionamento da pilha, cátions da ponte salina deslocam-se para a solução do cátodo, e os ânions da ponte salina deslocam-se para a solução do ânodo;

  • Um fio condutor conecta o ânodo ao cátodo.
     

Componentes de uma pilha qualquer
 

  • Ânodo: é o polo da pilha que sofre o processo de oxidação, ou seja, aquele que perde os elétrons;

  • Cátodo: é o polo da pilha que sofre o processo de redução, ou seja, aquele que recebe os elétrons. Geralmente, apresenta uma mistura pastosa com íons capazes de sofrer redução;

  • Condutor de elétrons: é o material por onde os elétrons percorrem o caminho do ânodo até o cátodo.
     

Exemplos de pilhas existentes no mercado


a) Pilha comum (pilha de Leclanché)

Foi a primeira pilha desenvolvida sem a presença de soluções. Trata-se de uma pilha capaz de produzir uma voltagem (diferença de potencial) em torno de 1,5 V e apresenta os seguintes componentes:

  • Ânodo: formado por uma placa de zinco metálico;

  • Cátodo: formado por uma pasta com dióxido de manganês (MnO2), cloreto de amônio (NH4Cl), água e amido.

Representação esquemática dos componentes de uma pilha comum
Representação esquemática dos componentes de uma pilha comum

Trata-se de uma pilha muito utilizada em brinquedos e dispositivos eletrônicos gerais (controle remoto, lanternas etc.).


b) Pilha alcalina

Trata-se de uma pilha que apresenta o mesmo padrão de estrutura da pilha comum. O diferencial está na composição do ânodo e do cátodo. É capaz de produzir uma voltagem em torno de 1,5 V e apresenta os seguintes componentes:

  • Ânodo: geralmente formado por uma placa de zinco, cádmio e outros metais;

  • Cátodo: formado também por uma mistura pastosa com óxidos de alguns metais, mas com a presença de cloreto de potássio (Kcl) em vez do cloreto de amônio.

Essa pilha apresenta as mesmas aplicações de uma pilha comum.


c) Pilha de lítio e iodo

Pilha alcalina capaz de produzir uma voltagem em torno de 2,8 V e apresenta os seguintes componentes:

  • Ânodo: formado por uma placa de lítio;

  • Cátodo: formado por um complexo de iodo.

Essa pilha é utilizada em aparelhos de marca-passo, por exemplo.


d) Pilha de mercúrio e zinco

Pilha alcalina capaz de produzir uma voltagem em torno de 1,35 V e apresenta os seguintes componentes:

  • Ânodo: formado por uma placa de zinco;

  • Cátodo: formado por uma pasta com óxido de mercúrio (HgO).

Essa pilha é muito utilizada em relógios e calculadoras, por exemplo.

* Créditos da imagem: Peter Gudella / Shutterstock


Por Me. Diogo Lopes Dias

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