Qual a origem da energia elétrica fornecida por uma pilha elétrica?
Passo 1
Beleza, vamos recapitular o que o enunciado pede: “Qual a origem da energia elétrica fornecida por uma pilha elétrica?”
Conteúdo da matéria: eletroquímica básica – mais especificamente, como reações químicas (redox) geram uma diferença de potencial e, portanto, corrente elétrica.
O que vamos precisar:
Conteúdo da matéria: eletroquímica básica – mais especificamente, como reações químicas (redox) geram uma diferença de potencial e, portanto, corrente elétrica.
O que vamos precisar:
- Entender o que é oxidação e redução.
- Ver como essas reações ocorrem nos eletrodos (ânodo e cátodo).
- Ver como isso gera energia elétrica.
Passo 2
O que é uma pilha elétrica?
Pensa numa pilha como dois pedaços de metal (os eletrodos) mergulhados num líquido (o eletrólito). Um dos metais “gosta” de perder elétrons (ânodo) e o outro “gosta” de ganhar elétrons (cátodo). Esse vai-e-vem de elétrons é o que gera a corrente elétrica.
Pensa numa pilha como dois pedaços de metal (os eletrodos) mergulhados num líquido (o eletrólito). Um dos metais “gosta” de perder elétrons (ânodo) e o outro “gosta” de ganhar elétrons (cátodo). Esse vai-e-vem de elétrons é o que gera a corrente elétrica.
Passo 3
Oxidação e redução (redox)
- No ânodo ocorre oxidação: o metal libera elétrons. Por exemplo, numa pilha de Zn–Cu:
- No cátodo ocorre redução: outra espécie química pega esses elétrons. No exemplo Cu:
Essas duas metades de reação formam o circuito interno da pilha.
Passo 4
Por que sai energia elétrica disso?
Toda reação redox envolve variação de energia livre de Gibbs. A pilha “explora” essa diferença de energia química dos reagentes e converte parte dela em trabalho elétrico (os elétrons que fluem pelo circuito externo).
A diferença de potencial (ddp) entre eletrodos é dada por:
Toda reação redox envolve variação de energia livre de Gibbs. A pilha “explora” essa diferença de energia química dos reagentes e converte parte dela em trabalho elétrico (os elétrons que fluem pelo circuito externo).
A diferença de potencial (ddp) entre eletrodos é dada por:
Quanto maior essa diferença, maior a força “empurrando” os elétrons.
Passo 5
Resumindo o fluxo:
- O metal do ânodo oxida e solta elétrons.
- Esses elétrons viajam pelo fio (circuito externo), gerando corrente.
- No cátodo, outra espécie reduz pegando elétrons.
- A energia que move esses elétrons vem da energia química armazenada nas substâncias.
Resposta
A energia elétrica da pilha vem da energia química das reações de oxidação (ânodo) e redução (cátodo), que é convertida em energia elétrica pela diferença de potencial gerada entre os eletrodos.