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As pilhas são dispositivos muito utilizados no dia a dia *
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:
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.
Para explicar o funcionamento de uma pilha, vamos utilizar uma das primeiras pilhas construídas, a pilha de Daniell:
Esquema da pilha de Daniell
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
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: