Pilhas ou Células Eletroquímicas


A utilização de produtos eletrônicos é necessária para diversas tarefas do dia a dia. Arrumações na casa, atividades em escritório, recursos em salas de aula, materiais em hospitais, mercados e outros estabelecimentos são situações e razões pelas quais o uso de equipamentos eletroeletrônicos é algo importante para que esses afazeres sejam concretizados. Feitos justamente para facilitar esses trabalhos, a falta deles requer a realização dessas atividades de forma manual, tornando tudo mais difícil.

Pilhas ou Células Eletroquímicas

Mas para que esses produtos funcionem, é preciso de energia. E essa energia precisa ser propagada por fontes que transmitam essa conexão de maneira eficaz. As pilhas ou células eletroquímicas costumam ser essas fontes mais comuns. Através desse dispositivo que a energia elétrica pode ser aproveitada desde o momento de ligar uma televisão com o controle remoto até fazer uma câmera fotográfica funcionar, por exemplo.

Dentro do conceito da Eletroquímica, é possível entender a importância do dispositivo e compreender também de que forma a energia elétrica é armazenada e fluída a esses produtos sem nenhum problema. Através de reações, essa energia é resultado de uma interação específica e ordenada dentro do dispositivo para que ela seja bem aproveitada.

Conceito e aplicação

Caracterizadas como um reservatório que consegue transformar energia química em energia elétrica, as pilhas carregam células eletroquímicas conhecidas como elétrons. Os elétrons são responsáveis em desencadear uma reação a ponto de promover uma energia elétrica pura. Nesse sistema, há a oxirredução, que é a reação que ocorre na composição e todos os elétrons são aproveitados para que a energia não fique fraca ou acabe muito rápido.

Esses dispositivos são constituídos de três partes: os eletrodos, a ponte salina e o fio metálico na parte externa. Cada um deles desempenha um papel de fazer com que a oxirredução ocorra e a transformação não fique congestionada ou aconteça em modo fraco.

• Eletrodos: todas as pilhas devem ter dois polos, conhecidos como eletrodos. Os eletrodos são paralelos e complementares (um lado é positivo e outro lado negativo). A parte positiva é o cátodo, que reduz o efeito oxidante, causando ganho dos elétrons em seu lado. Já o ânodo é a parte negativa, responsável em causar a oxidação dos elétrons, resultando na perda dos mesmos;

• Ponte salina: ela também é conhecida como o eletrólito do dispositivo. É a parte que mantém os dois lados, ânion e cátodo, neutros eletricamente para que não haja uma reação nociva. Esse controle é feito com íons migrando nessa ligação que absorvem qualquer irregularidade e vão de uma parte para outra. Ela é de consistência salina porque em sua composição há o sulfato de sódio, substância salina que estabiliza a oxirredução;

• Fio metálico externo: acoplado à placa metálica, também há o fio metálico na parte externa que acomoda os eletrodos. O fio também ajuda na transferência nas células eletroquímicas para serem transformadas em energia elétrica.

Oxirredução na prática

A reação da oxirredução pode ser notada quando o sulfato de cobre (CuSO4) entra em contato com uma placa de cobre em um recipiente. Em outro supositório, o sulfato de zinco (ZnSO4) entra em contato com uma placa de zinco. Ligados a uma ponte salina, um fio de cobre é posto com um voltímetro para que as placas nos dois recipientes também fiquem interligadas.

A partir desse experimento, a oxirredução ocorrerá com a placa de zinco (ânodo) se oxidando e perdendo elétrons. Esses elétrons então são lançados para a outra placa metálica, a de cobre (cátodo) através da ponte salina de forma equilibrada e de forma que a reação não seja interrompida.

Nessa situação, duas semirreações ocorrem para que a oxirredução seja reconhecida:

• Parte do ânodo: Zn(s) ↔ Zn2 (aq) 2 (indicando que a placa de zinco perdeu os elétrons);

• Parte do cátodo: Cu2 (aq) 2 ↔ Cu(s) (a placa de cobre recebeu os elétrons e fica em caráter positivo).

Para chegar à fórmula da oxirredução que ocorre nas pilhas ou células eletroquímicas, a soma das semirreações é necessária para que a reação global seja reconhecida. Nesse caso, o número de elétrons deve ser igual em ambas as partes para que a equação final não apresente elétrons em excesso. A reação global ficaria, de acordo com a situação, dessa maneira:

Zn(s) Cu2 (aq) ↔ Zn2 (aq) Cu(s) = Zn / Zn2 // Cu2 / Cu

O símbolo (/) indica que o eletrólito (ponte salina) agiu durante as semirreações e proporcionou um resultado exato e sem elétrons em quantidades diferentes em um dos lados.

Esse exemplo é o que ocorre em um dispositivo comum e isolado, mas outros exemplos podem ser vistos, mas em proporções diferentes. O caso de uma bateria pode ser igual, mas ele é composto por vários dispositivos com mais eletrodos e eletrólitos. Em virtude disso, cada unidade é capaz de ser recarregada porque o fluxo de energia elétrica é maior do que apenas em um dispositivo. Por isso, as semirreações seriam maiores assim como a reação global.