Boa Noite Galera!
Acabamos nosso blog e esperamos que ele tenha-lhe ajudado em alguma coisa!
Até a próxima!

Só para fechar o nosso blog, finalmente chegamos em eletrólise! Divirtam-se!

Uma pilha é um sistema eletroquímico espontâneo que gera energia elétrica a partir de energia química.

A eletrólise, porém, é exatamente o contrário da pilha, pois se trata de um processo não espontâneo que converte a energia elétrica em energia química.

     A eletrólise é muito utilizada na indústria, pois por meio dela é possível isolar algumas substâncias fundamentais para muitos processos de produção, como o alumínio, o cloro, o hidróxido de sódio, etc. Além disso, também é um processo que purifica e protege (revestimento) vários metais.

     A eletrólise se dá apenas com fornecimento de energia por meio de um gerador, como uma pilha, por exemplo. Para entender como ela acontece, observe o esquema a seguir:

     O gerador “puxa” os elétrons do polo positivo (ânodo) da cuba eletrolítica e os transfere para o polo negativo (cátodo). Isso é mostrado pelas semirreações:

1ª Semirreação: o gerador atrai os ânions A- para o polo positivo e os força a perder elétrons:

A-   A0 + elétron

2ª Semirreação: o gerador faz com que os cátions C⁺ recebam os elétrons:

C⁺ + elétron   C0

Existem dois tipos principais de eletrólise: a eletrólise ígnea e a eletrólise aquosa. Entenda a diferença entre elas a seguir:

• Eletrólise Ígnea: ocorre quando a passagem de corrente elétrica se dá em uma substância iônica liquefeita, isto é, fundida. Daí a origem do nome “ígnea”, uma palavra que vem do latim, ígneus, que significa inflamado, ardente.

Esse tipo de reação é muito utilizado na indústria, principalmente para a produção de metais. Veja o exemplo de eletrólise do NaCl (cloreto de sódio – sal de cozinha), com produção do sódio metálico e do gás cloro:

Semirreação no cátodo: Na⁺ + e^- → Na  . (2)
Semirreação no ânodo: 2 Cl^- → Cl₂ + 2e^-____
Reação global: 2 Na⁺ + 2 Cl^- → 2 Na + Cl₂

• Eletrólise Aquosa: nesse caso, fazem parte os íons da substância dissolvida (soluto) e da água. Na eletrólise do cloreto de sódio em meio aquoso são produzidos a soda cáustica (NaOH), o gás hidrogênio (H₂) e o gás cloro (Cl₂). Note como se dá:

Dissociação do NaCl: 2 NaCl- → 2 Na⁺ + 2 Cl^-

Autoionização da água: 2 H2O → 2 H⁺ + 2 OH^-Semirreação no cátodo: 2 H+  + 2e^- → H₂Semirreação no ânodo: 2 Cl^- → Cl₂ + 2e^-____________________Reação global: 2 NaCl- + 2 H2O → 2 Na++ 2 OH- + H2 + Cl2                                                                                                                                       Solução    cátodo   ânodo

     Observe que foram formados dois cátions (Na⁺ e H⁺) e dois ânions (Cl^- e OH^-). Porém, apenas um cátion (H⁺) e um ânion (Cl^-) sofreram as descargas do eletrodo, os outros íons foram apenas espectadores nessa eletrólise.

     Isso ocorre em todas as eletrólises em meio aquoso: apenas um dos cátions e um dos ânions são participantes. Para determinarmos quais serão os participantes e quais serão os espectadores, existe uma ordem de facilidade de descarga, conforme mostrado na lista abaixo:

Desse modo, consultando a lista, vemos que o cátion H⁺ tem mais facilidade de descarga que o Na⁺que é um metal alcalino. E, com respeito aos ânions, o Cl^- é um ânion não oxigenado e mais reativo que OH^-.

Esse vídeo esclarece melhor o conteúdo explicado acima:

Nesse outro, há um experimento interessante:

Agora só para finalizar!

Bom Pessoal, as pilhas são tão potentes porém descartadas de modo incorreto podem gerar:

Para descartar corretamente suas pilhas portáteis, existem diversos coletores em postos de vendas, fábricas, universidades, escolas, bancos, empresas, etc.

Agora só para complementar!! 

Dentre dos 8 tipos de pilhas existentes, poucas são conhecidas. Confira cada uma delas:

Pilha de lítio: É aquela que usamos em calculadoras, câmeras fotográficas, controle remoto e tem tensão de 3V;

Pilha de botão com óxido: São as que utilizamos nos relógios e possuem tensão de 1,55V;

Pilha Seca: São utilizadas em lanternas, brinquedos, alarmes e possuem tensão de 1,5V;

Pilha Alcalina: A mais conhecida de todas que é usada em equipamentos portáteis de som, jogos, câmeras fotográficas e, assim como a pilha seca, também possui tensão de 1,5V;

Pilha de botão zinco-ar: São utilizadas nos aparelhos auditivos e possuem tensão de 1,4V;

Pilha ou Acumulador NiCad: São utilizadas em ferramentas elétricas, telefones sem fio e possuem tensão de 1,2V;

Acumulador de Li-Ion: Usadas em câmeras de vídeo digital e PC portáteis, sua tensão é de 3,6V;

Acumulador NiMH: São utilizadas também em telefones sem fio, câmeras e PC portátil e possui tensão de 1,2 V.

CURIOSIDADES SOBRE AS PILHAS 

Definição:

Pilha é uma definição para os geradores químicos de energia elétrica. A unidade geradora básica é denominada célula e 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. 

Veja agora as dúvidas mais comuns e as respectivas respostas: 

Qual a diferença entre pilhas ácidas e alcalinas? 
A durabilidade. As pilhas alcalinas duram cerca de cinco vezes mais que as pilhas ácidas, elas funcionam com uma pasta básica de NaOH e as pilhas ácidas com uma solução ácida de NH₄Cl. O Hidróxido de sódio (NaOH) possui maior condutividade elétrica e conseqüentemente vai transportar energia mais rapidamente. 

Por que algumas pilhas são recarregáveis e outras não? 
Uma pilha pode ser recarregada quando todas as suas semi-reações forem reversíveis. As pilhas não recarregáveis são conhecidas como descartáveis e são aquelas em que ocorre semi-reação não reversível. 

Qual a pilha usada nos marcapassos cardíacos? 

A pilha de lítio causou uma revolução na medicina após ser empregada nos marcapassos, elas foram escolhidas pela propriedade de serem pequenas e leves (pesam cerca de 25 gramas). 

As pilhas de lítio são muito duráveis e chegam a funcionar até 8 anos, veja as semi-reações que envolvem o processo: 

Li → Li + é 

I₂ + 2 é → 2 I^- 
∆E° = 2,8 V. 

O que distingue pilhas de Baterias? 

É comum usarmos os termos pilhas e baterias sem fazermos distinção desses dois objetos, mas o que exatamente os difere? A pilha é um sistema com dois eletrodos e a bateria é um conjunto de pilhas ligadas em série. 

Boom Diaa!!

Hoje vamos falar um pouquinho sobe as pilhas. Vocês sabiam que a primeira pilha a ser criada foi por Alessandro Volta? O texto é extenso mas vale a pena dar uma olhadinha! Depois entraremos no assunto: Eletrólise.

Pilhas

As pilhas são dispositivos que possuem dois eletrodos e um eletrólito onde ocorrem reações de oxirredução espontâneas que geram corrente elétrica.

Toda pilha é um dispositivo em que ocorre uma reação espontânea de oxidorredução que gera corrente elétrica, que, por sua vez, é aproveitada para fazer algum equipamento funcionar.

     Esses dispositivos receberam esse nome porque a primeira pilha a ser criada foi inventada por Alessandro Volta, no ano de 1800, e era formada por discos de zinco e cobre separados por um algodão embebido em salmoura. Tal conjunto era colocado de forma intercalada, um em cima do outro, empilhando os discos e formando uma grande coluna. Como era uma pilha de discos, começou a ser chamada por esse nome.

     As pilhas são sempre formadas por dois eletrodos e um eletrólito. O eletrodo positivo é chamado de cátodo e é onde ocorre a reação de redução. Já o eletrodo negativo é o ânodo e é onde ocorre a reação de oxidação. O eletrólito é também chamado de ponte salina e é a solução condutora de íons.


    
    Para você entender como isso gera corrente elétrica, veja o caso de uma das primeiras pilhas, a pilha de Daniell, em que havia um recipiente com uma solução de sulfato de cobre (CuSO4(aq)) e, mergulhada nessa solução, estava uma placa de cobre. Em outro recipiente separado, havia uma solução de sulfato de zinco (ZnSO4(aq)) e uma placa de zinco mergulhada. As duas soluções foram ligadas por uma ponte salina, que era um tubo de vidro com uma solução de sulfato de potássio (K2SO4(aq)) com lã de vidro nas extremidades. Por fim, as duas placas foram interligados por um circuito externo, com uma lâmpada, cujo acendimento indicaria a passagem de corrente elétrica:

Pilha de Daniell antes e depois de um tempo de funcionamento

Esse vídeo resume a situação citada:

     O que acontece é que o zinco tem maior tendência de se oxidar, isto é, de perder elétrons, por isso, o zinco metálico da lâmina funciona como o eletrodo negativo, o ânodo, onde ocorre a oxidação: Zn( s)   ↔  Zn2+(aq) + 2 e-. Os elétrons perdidos pelo zinco são transportado pelo circuito externo até o cobre, gerando a corrente elétrica que liga a lâmpada. Os íons cobre da solução recebem os elétrons (reduzem-se) e transformam-se em cobre metálico que se deposita sobre a lâmina de cobre. Isso significa que esse é o eletrodo positivo, cátodo, onde ocorre a redução: Cu2+(aq) + 2 e- ↔  Cu( s).

     As pilhas atuais possuem esse mesmo princípio de funcionamento, em que um metal doa elétrons para outro, por meio de uma solução condutora, e é produzida a corrente elétrica. A diferença é que as pilhas usadas hoje são secas, porque não utilizam como eletrólito uma solução líquida, como ocorre na pilha de Daniell.

     Hoje existe uma diversidade muito grande de pilhas que são vendidas comercialmente. Entre elas as mais comuns são as pilhas ácidas (de Leclanché) e as pilhas alcalinas.

     Ambas possuem o zinco como o eletrodo negativo; já como polo positivo, há uma barra de grafita instalada no meio da pilha envolvida por dióxido de manganês (MnO2), carvão em pó (C) e por uma pasta úmida. A diferença é que, na pilha ácida, usa-se na pasta úmida o cloreto de amônio (NH4Cl) e cloreto de zinco (ZnCl2) – sais de caráter ácido – além de água (H2O). Já na pilha alcalina, usa-se o hidróxido de potássio (NaOH), que é uma base.

                                                                                                    Esquema de composição da pilha seca de Leclanché

     As pilhas de Leclanché são mais indicadas para equipamentos que requerem descargas leves e contínuas, como controle remoto, relógio de parede, rádio portátil e brinquedos. Já as pilhas alcalinas dispõem de 50 a 100% a mais de energia que uma pilha comum do mesmo tamanho, sendo indicadas para equipamentos que exigem descargas rápidas e mais intensas, tais como rádios, tocadores de CD/DVD, MP3 portáteis, lanternas, câmeras fotográficas digitais etc.

A esponja de aço tem ferro? Assistam esse vídeo e descubram a resposta!

Obs: Reação de oxido-redução.