Baterias ou acumuladores

Baterias ou acumuladores são dispositivos que conseguem produzir e armazenar uma certa quantidade de energia por meio dos processos de oxidação e redução. De uma forma geral, trata-se de um conjunto de pilhas associadas em série, em que o polo positivo de uma está ligado ao polo negativo da outra. Todavia, vale ressaltar que nem sempre elas seguem esse padrão.

As baterias funcionam como uma pilha convencional, ou seja, dentro do dispositivo ocorrem uma reação de oxidação e outra de redução, o que gera produção de corrente elétrica. Sendo assim, à medida que o dispositivo vai sendo utilizado, a quantidade do material que sofre oxidação (redutor) vai diminuindo. Quando a quantidade do redutor chega ao fim, o dispositivo para de gerar corrente elétrica (está descarregado).

Ao conectarmos a bateria ou acumulador a um fonte elétrica externa, a corrente elétrica faz com que a reação de oxidação e redução torne-se reversível. Dessa forma, os componentes do redutor voltam a ser originados. Quando a quantidade do redutor retorna totalmente à quantidade anterior, dizemos que a bateria foi recarregada.

Existem três tipos de baterias muito utilizadas nos dias atuais:

• Baterias ou acumuladores de chumbo;

• Bateria de Níquel-Cádmio;

• Bateria de ións Lítio.

a) Baterias ou acumuladores de chumbo

Os acumuladores de chumbo são muito utilizados nos automóveis

São compostas por seis pilhas convencionais dispostas em série. Cada pilha apresenta dois eletrodos que sempre estão imersos em uma solução de H₂SO₄. Um dos eletrodos é chamado de cátodo (PbO₂) e o outro é chamado de ânodo (Pb).

Durante o funcionamento da bateria, o Pb sofre oxidação, transforma-se em um cátion (Pb⁺²) e reage com o SO₄ da solução, formando o PBSO₄, que é um sal insolúvel. Assim, a solução não fica com excesso de cátions.

Abaixo temos as equações que representam o que ocorre no ânodo e no cátodo dessa bateria:

(Ânodo) : Pb + SO₄^-2 → PbSO₄ + 2 e

(Cátodo) : PbO₂ + 4 H + SO₄^-2 + 2 e →PBSO₄ + H₂O

Quando essa bateria é submetida a uma fonte elétrica externa, a substância PBSO₄ formada no ânodo e no cátodo é transformada novamente em PB e PBO₂.

b) Bateria de Níquel-Cádmio

Essa bateria apresenta dois eletrodos imersos em uma solução aquosa de KOH (hidróxido de potássio). Um eletrodo é constituído de um ânodo (oxida) de cádmio (Cd) e o outro é um cátodo (reduz) composto por óxido de Níquel (NIO₂).

(Ânodo) : Cd + OH^- → Cd(OH)₂ + 2 e

(Cátodo) : NiO₂ + 2 H₂O + 2 e → Cd(OH)₂ + Ni(OH)₂

A descarga elétrica do meio externo faz com que as espécies Cd(OH)₂ + Ni(OH)₂ transformem-se novamente em Cd e NiO₂.

c) Bateria de íons Lítio

Os aparelhos de celular possuem as baterias de íons Lítio

Essa bateria não apresenta pilhas. Ela é constituída por um ânodo de grafite que é recoberto por um sal de Lítio (Li_yC₆). O cátodo possui óxido de Lítio de fórmula Li_xCoO₂. Veja as equações que representam o que ocorre no ânodo e no cátodo dessa bateria:

(Ânodo) : Li_yC₆ → C₆ + y Li⁺ + y e

(Cátodo) : Li_xCoO₂+ y Li⁺ + y e → Li_xCoO₂

A descarga elétrica do meio externo faz com que a substância Li_xCoO₂ converta-se novamente em Li_yC₆ e Li_xCoO₂.