FORMAÇÃO
revista técnico-profissional
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o electricista Jorge Castilho Cabrita Engenheiro Electrotécnico (IST)/Professor do Ensino Secundário
lições
LIÇÕES DE ELECTRICIDADE 30º. PARTE
Capítulo II - Corrente Contínua Electroquímica (5ª parte) – Pilhas primárias (2ª parte)
Neste segundo artigo dedicado às pilhas primárias (não recarregáveis) são analisadas a constituição e funcionamento de diversas pilhas, desde as primeiras até algumas mais recentes, mostrando um pouco da evolução verificada.
58.3.2› Pilha elementar É possível realizar uma pilha elementar de diversas formas. Uma delas consiste em obter um limão, um objecto de cobre (um fio eléctrico ou uma moeda) e um objecto de zinco (de uma pilha usada, por exemplo). Estes dois últimos devem ser raspados para tornar as superfícies condutoras da electricidade e inseridos profundamente no limão. Com um voltímetro pode medir-se entre os dois uma tensão de cerca de meio volt. O ácido do limão funciona como electrólito e os dois metais como eléctrodos. Pode realizar-se uma experiência idêntica com outros electrólitos e outros metais, obtendo valores diferentes de tensão para metais diferentes.
58.3.3› Pilha de Volta 58.3.3.1› Constituição Como se indicou, cada elemento da pilha
Pólo negativo
Pólo positivo
(H2 SO4) aq ZINCO
COBRE
Figura 264 . Elemento da pilha de Volta.
de Volta é constituído por dois eléctrodos, um de zinco e outro de cobre, mergulhados numa solução aquosa de ácido sulfúrico (electrólito) (Figura 264).
excesso de cargas negativas e na solução há excesso de cargas positivas.
Ligando exteriormente o cobre e o zinco por um condutor eléctrico, verifica-se que há passagem de corrente do eléctrodo de cobre (pólo positivo) para o de zinco (pólo negativo).
58.3.3.2› Funcionamento a) Diferença de potencial inicial Muitos metais mergulhados em água dissolvem-se, pelo menos parcialmente. Ao mergulhar o zinco na solução de ácido sulfúrico, os átomos neutros de zinco perdem electrões 2 por cada átomo), originando iões positivos que passam para a solução, enquanto os electrões permanecem no metal do eléctrodo (Figura 265). Isto conduz a um excesso de electrões no interior do eléctrodo de zinco. À medida que a dissolução continua, os iões de zinco junto do eléctrodo repelem novos iões de zinco que se pretendam criar, dificultando a continuação da dissolução e o aumento do excesso de electrões no eléctrodo. Cada novo ião de zinco, ao ser repelido pelos restantes e ao entrar em contacto com dois electrões do eléctrodo regenera um átomo neutro de zinco. Nestas condições, o eléctrodo de zinco fica com um potencial negativo em relação à solução, pois no eléctrodo há
(H2 SO4) aq
Figura 265 . Dissolução do zinco.
De forma similar, também o cobre se dissolve na solução (Figura 266), produzindo iões positivos de cobre e electrões (2 por cada átomo) que ficam no interior do eléctrodo. A capacidade de ionização depende de cada metal, sendo a do zinco mais fácil do que a do cobre. Por isso, o eléctrodo de zinco fica com maior excesso de electrões do que o de cobre. Assim, os potenciais dos eléctrodos de cobre e de zinco são inferiores ao da solução, mas o do eléctrodo de cobre é superior ao do eléctrodo de zinco, pelo que o eléctrodo de cobre está a um potencial mais positivo que o de zinco. Desta forma se gerou uma f.e.m. entre os eléctrodos.