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Química · Glossário

O que é Baterias?

Também chamado de: pilha primaria · acumulador · energia especifica

Definição 11.3 Química universitária — 2.º ano · Capítulo 11 — Baterias, células a combustível e eletrólise

Uma pilha primária é uma pilha eletroquímica usada uma única vez, até que seus reagentes se esgotem. Um acumulador é uma pilha que pode ser recarregada forçando-se uma corrente através dela no sentido inverso, o que inverte sua reação. A energia específica de uma pilha é a energia elétrica que ela fornece por unidade de massa, em geral em W h/kg\mathrm{W}\,\mathrm{h}/\mathrm{kg}.

O ponto de funcionamento de uma pilha (curvas modelo). A uma corrente I, o eletrodo negativo fica em sua curva anódica e o positivo em sua curva catódica; a diferença entre os dois potenciais, menos a queda ôhmica rI, é a tensão fornecida. Ela cai à medida que I aumenta.
O ponto de funcionamento de uma pilha (curvas modelo). A uma corrente II, o eletrodo negativo fica em sua curva anódica e o positivo em sua curva catódica; a diferença entre os dois potenciais, menos a queda ôhmica rIrI, é a tensão fornecida. Ela cai à medida que II aumenta.
O acumulador de chumbo-ácido, esquemático. Na descarga, o chumbo é oxidado e o dióxido de chumbo reduzido, ambos a sulfato de chumbo, e o ácido é consumido: a massa específica da solução indica o estado de carga.
O acumulador de chumbo-ácido, esquemático. Na descarga, o chumbo é oxidado e o dióxido de chumbo reduzido, ambos a sulfato de chumbo, e o ácido é consumido: a massa específica da solução indica o estado de carga.

Exemplos

Exemplo 11.6 (O acumulador de chumbo-ácido)

No eletrodo negativo, Pb+SOX4X2−→PbSOX4+2 eX−\ce{Pb + SO4^2- -> PbSO4 + 2e-}; no positivo, PbOX2+4 HX++SOX4X2−+2 eX−→PbSOX4+2 HX2O\ce{PbO2 + 4H+ + SO4^2- + 2e- -> PbSO4 + 2H2O}. No total,

Pb+PbOX2+4 HX++2 SOX4X2−→2 PbSOX4+2 HX2O,\ce{Pb + PbO2 + 4H+ + 2SO4^2- -> 2PbSO4 + 2H2O},

ΔrG∘=2(−813.14)+2(−237.13)−(−217.33)−2(−744.53)=−394.1 kJ/mol\Delta_r G^\circ = 2(-813.14) + 2(-237.13) - (-217.33) - 2(-744.53) = -394.1\,\mathrm{kJ}/\mathrm{mol}, E∘=394 100/(2×96 485)=2.04 VE^\circ = 394\,100/(2 \times 96\,485) = 2.04\,\mathrm{V}. Os dois eletrodos se recobrem de sulfato de chumbo durante a descarga; a carga inverte a reação. A redução de HX+\ce{H+} sobre o chumbo e a oxidação da água sobre o dióxido de chumbo são lentas: é por isso que uma pilha de 2 V2\,\mathrm{V} pode ser carregada na água, cuja janela termodinâmica tem apenas 1.23 V1.23\,\mathrm{V} de largura.

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