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Tipos de Pilhas Eletroquimicas

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Ana Esteves

on 14 December 2014

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Transcript of Tipos de Pilhas Eletroquimicas

Evolução das Pilhas
Pilhas secundarias
Pilhas Eletroquimicas
Pilha constituida por duas semi-células de um mesmo elemento (ex:cobre ou zinco), mas com concentrações diferentes dos iões em solução.
Pilhas de Concentração
Engloba reações redox reversíveis;
Utilizam a corrente elétrica externa para reverter a pilha ao seu estado inicial
Este tipo de pilha envolve reações Redox não reversíveis, não podem voltar à sua forma original pois convertem energia Química em Elétrica.
São de uso descartável.
Pilhas Primárias
A pilha eletroquimica é um dispositivo que visa a produção de energia elétrica, através da ocorrência de uma reação química de Oxidação Redução.
Tipos de Pilhas Eletroquimicas
Principal Problema:
Não há manutenção de uma diferença de potencial constante.
PILHAS
Primárias
Secundárias
Combustível
Concentração
Pilha de Leclanché
(Pilha seca ou salina)
Pilha Alcalina
Pilha de Mercúrio
Pilha de Lítio e Iodo
Pilha de Leclanché
Vantagens
baixo custo
comum
não toxico
Desvantagens
não reciclável
vida útil curta
não recarregável
Utilizações
Pilha Alcalina
Vantagens
maior durabilidade (50% superior as de Leclanché)
corrente maior
não apresenta risco de derrame do eletrólito
Desvantagens
mais caras
não é recarregável
Utilizações
Pilhas de Mercúrio
Vantagens
tensao constante de f.e.m. de 1.35
tamanho reduzido
maior duração
capacidade mais elevada
Desvantagens
poluentes
mais caras
nao recarregavéis
Utilizações
Pilha de Lítio e Iodo
Zn2+(aq)+4NH3(g)
[Zn(NH3)4]2+
Equações
Equações
Equações
Vantagens
bastante leve
não liberta gases que prejudicam o paciente
elevada resistência
grande durabilidade
corrente de baixa intensidade
Desvantagens
não é recarregável
não é facilmente acessível
Utilizações

Ânodo: 2 Li(s) →2 Li2+(s) + 2e-
Cátodo: 1 I2(s) + 2e-→2 I1- (s)

Global: 2 Li(s) + 1 I2(s) →2 LiI (s)
Equações
Acumulador de Chumbo
Bateria de ião litio
Pilha de níquel-cádmio
Acumulador de Chumbo
Equações
Vantagens
produz corrente elétrica em pouco tempo;
rapidamente recarregável
Desvantagens
elevado peso
produto tóxico
corrosivo em caso de derrame
Utlizações
Bateria do ião lítio
Equação
Vantagens
corrente de baixa itensidade
elevada resistência
leve
elevada duração
não emite gases
Desvantagens
Não é recarregável
Utilizações
Pilha de níquel-cádmio
1 Cd(s) + 2 OH-(aq) → 1 Cd(OH)2(s) + 2e-
2 NiO(OH) + 2 H2O(ℓ) + 2e- → 2 Ni(OH)2(s) +2 OH-(aq)

1 Cd(s) + 2 NiO(OH) + 2 H2O(ℓ) → 1 Cd(OH)2(s) + 2 Ni(OH)2(s)
Equações
Vantagens
Mais leve do que os acumuladores
Mais pequena do que os acumuladores
Voltagem constante
Longa vida
carregam e recarregam rapidamente
Auta corrente de descarga.
Desvantagens
Muito cara
Potencial poluente ambiental (devido aos resíduos de cádmio)
"Efeito de memória"
Utilizações
Cátodo(redução):Cu2+(aq) (1 mol/L )+ 2e
Cu(s)
Ânodo (oxidação): Cu(s)
Cu2+(aq) (0.10mol/L ) +2e
Reacção Global :Cu2+(aq)(1.0mol/L)
Cu2+(aq)(0.10mol/L)
Desvantagens
Cria f.e.m pequena
Vai diminuindo durante o seu funcionamento,pois as concentrações das soluções vão-se aproximando.
As pilhas e a poluição
As pilhas e as baterias quando descartadas no meio ambiente, libertam componentes tóxicos que contaminam o solo e os cursos de água, estes resíduos representam um risco para o meio ambiente e para a saúde pública.
Efeitos dos metais pesados

Cádmio
Chumbo
Mercúrio
Na saúde e no ambiente
Saúde
Alterações no sangue e na urina
Problemas respeiratórios
Afeta o desenvolvimento cerebral das crianças
Provoca epilepsia,tremores
Anemia
Debilidade
Ambiente
Polui o solo, a água e o ar e desta forma contamina os organismos vivos, devido ao seu efeito bioacumulativo, em toda a cadeia alimentar trófica.
Saúde
Afeta o sistema nervoso central
Alterações em orgãos do sistema cardiovascular
Provoca perda da coordenação dos movimentos
Mutações genéticas
Ambiente
É absorvido pelos organismos vivos e vai-se acumulando de forma contínua
Entra com facilidade na cadeia alimentar pela contaminação dos meios , representando um perigo para o homem
Saúde
Provoca alterações no sistema nervoso central, e no sistema respiratório
É cancerígeno
Perda do olfato
Redução na produção de glóbulos vermelhos
Redução da remoção de cálcio nos ossos
Ambiente
Contamina o solo, o ar, a água e o lençol freático
Bioacumulativo
Para resolver o problema
....
Pilha de Combustível
Célula de combustível alcalina(CCA)
Uma célula de combustivel é uma célula eletroquimica que converte energia quimica em energia elétrica, combinando um átomo de oxigênio com dois átomos de hidrogénio ,produzindo água,energia elétrica e energia térmica.
Uma pilha de combustível é uma série de células de combustível associadas .
Tipos de pilhas
Células de combustível com membrana de permuta protónica(CCMPP)
Equações
H2(g)
2H+(aq)+2e
1/2 O2(g)+2H+(aq)+2e
H2O(l)
Equações
H2(g) + 2OH-(aq)
2 H2O(aq) + 2e-
1/2 O2(g) + H2O(l) + 2e-
2OH-(aq)
Com o uso do Hidrogénio...
Evita-se a contaminação dos elétrodos em reações adversas.
Reduz-se o número de componentes do sistema.
Aumenta-se o rendimento do sistema.
Vantagens
Desvantagens
A necessidade da utilização de metais nobres como, por exemplo, a platina.
Elevado custo.
A elevada pureza que a corrente de alimentação hidrogénio deve ter para não contaminar o catalisador .
Os problemas e os custos associados ao transporte e distribuição de hidrogénio.
Interesses económicos.
Mais de 90% da energia contida num combustível é convertida em energia elétrica e calor.
Baixo impacto ambiental.
Facilmente transportáveis e montaveis.
Utilizações
Sistemas de emergência
Aparelhos portáteis
Veículos
Uma Pilha Natural...
Trabalho Realizado por ...
Ana Esteves 12ºCT2
Andreia Silva 12ºCT1
Beatriz Vieira 12ºCT1
Daniel Silva 12ºCT1

Atividade Experimental: Pilha Caseira
Ânodo: Zn(s)
Zn2+(aq)+2e
Cátodo:2MnO2(aq)+2NH4+(aq)+2e
Mn2O3(s)+2NH3(g)+H2O(l)
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