20.61 (a) O que é uma pilha? (b) Qual é a diferença entre uma pilha primária e uma secundária? (c) Determinado dispositivo requer uma fonte elétrica portátil de 7,5 V. Será possível usar uma única pilha com base em uma única célula voltaica como a força elétrica? Explique.
Passo 1
O enunciado pergunta:
a) O que é uma pilha?
b) Qual a diferença entre uma pilha primária e uma secundária?
c) Um dispositivo exige uma fonte portátil de . Podemos atender isso com uma única célula voltaica?
Vamos usar conceitos de eletroquímica, célula galvânica, potencial de eletrodo e associação de células em série para responder.
a) O que é uma pilha?
b) Qual a diferença entre uma pilha primária e uma secundária?
c) Um dispositivo exige uma fonte portátil de
Vamos usar conceitos de eletroquímica, célula galvânica, potencial de eletrodo e associação de células em série para responder.
Passo 2
Uma pilha (ou bateria) é um conjunto de uma ou mais células eletroquímicas que convertem energia química em energia elétrica por meio de reações de oxidorredução. Cada célula tem dois eletrodos (ânodo e cátodo) imersos em soluções eletrolíticas; a reação espontânea gera diferença de potencial e corrente elétrica externa.
Passo 3
A diferença entre pilha primária e secundária está na reversibilidade da reação interna:
Pilha primária: a reação química é praticamente irreversível, ou seja, depois de esgotada a pilha, não se consegue recarregá-la conduzindo corrente inversa. Exemplos: pilha alcalina, pilha de Leclanché.
Pilha secundária: a reação pode ser invertida aplicando-se corrente elétrica externa no sentido contrário, restaurando reagentes e permitindo múltiplos ciclos de carga e descarga. Exemplos: bateria de chumbo-ácido, baterias de íon-lítio.
Passo 4
O potencial típico de uma célula voltaica comum (por exemplo, célula de Daniell ou pilha alcalina) é da ordem de
a
. Para obter
com células de
, seria preciso ligá-las em série:
Uma única célula não pode ultrapassar seu potencial químico limite; portanto, não é possível obter
de uma única célula voltaica comum.
Resposta
a) Pilha é um conjunto de células eletroquímicas que convertem energia química em elétrica por reações de oxidorredução.
b) Pilha primária tem reação irreversível (não recarregável); pilha secundária permite recarga por inversão de corrente.
c) Não. Como cada célula fornece só cerca de , seria preciso associar em série cerca de
células para chegar a
.
b) Pilha primária tem reação irreversível (não recarregável); pilha secundária permite recarga por inversão de corrente.
c) Não. Como cada célula fornece só cerca de