Você está aqui
  1. Mundo Educação
  2. Química
  3. Físico-Química
  4. Eletroquímica
  5. Pilhas e baterias primárias e secundárias

Pilhas e baterias primárias e secundárias

As pilhas e baterias primárias são aquelas que não são recarregáveis (seca, alcalina e de lítio), e as secundárias são recarregáveis (de chumbo, íon lítio, NiCad e NiMH).

As pilhas e baterias podem ser classificadas em primárias ou secundárias, sendo que as primárias não são recarregáveis e as secundárias são recarregáveis.

Veja os principais exemplos em cada caso:

  • Pilhas e baterias primárias: Quando o reagente é todo consumido e a reação de oxirredução que ocorre dentro delas cessa, essas pilhas devem ser descartadas.
  1. Pilha seca de Leclanché ou pilha ácida:

Essa pilha também é chamada de pilha de zinco/dióxido de manganês, pois o seu ânodo (polo negativo, que sofre oxidação) é um invólucro de zinco; enquanto o cátodo (polo positivo, que sofre redução) é formado por um bastão de grafite que fica no centro e está envolvido por uma camada de dióxido de manganês, carvão em pó e uma pasta úmida de cloreto de amônio e cloreto de zinco.

O cilindro de zinco fica separado das outras substâncias químicas por um papel poroso e, conforme mostram as semirreações nos eletrodos abaixo, o zinco transfere elétrons para o manganês por meio da barra de grafite:

Ânodo: Zn (s) → Zn2+(aq) + 2 e-
Cátodo: 2 MnO2(aq) + 2 NH4 1+(aq)  + 2e-  → 1 Mn2O3  (s) + 2NH3(g) + 1 H2O(l)
Reação Global: Zn (s) + 2 MnO2(aq) + 2 NH41+(aq) → Zn2+(aq) + 1 Mn2O3(s) + 2NH3(g)

Esquema de pilha de zinco/dióxido de manganês

  1. Pilha alcalina:

Essa pilha tem o mesmo esquema da pilha anterior (zinco/dióxido de manganês), porém, com a diferença de que o eletrólito é uma base, e não um ácido. No lugar do cloreto de amônio (que é um sal de caráter ácido) é utilizado o hidróxido de sódio ou de potássio.

As reações que ocorrem nessa pilha são:

Ânodo: Zn + 2 OH →  ZnO  + H2O + 2e-
Cátodo: 2 MnO2 + H2O + 2e-→ Mn2O3 + 2 OH
Reação global: Zn +2 MnO2→  ZnO  + Mn 2O3

As pilhas alcalinas possuem como eletrólito uma base

  1. Baterias de lítio:

O ânodo é o lítio, o cátodo é o dióxido de manganês, e o eletrólito é uma solução salina:

Semirreação do Ânodo: Li → Li+ + e−
Semirreação do Cátodo: MnO2 + Li+ + e− → MnO2(Li)
Reação global: Li + MnO2 → MnO2(Li)

A pilha de lítio tem o formato de uma moeda

  • Pilhas e baterias secundárias: Essas pilhas ou baterias podem ser recarregadas por meio da aplicação de uma diferença de potencial (por meio de um gerador, como carregador específico para o aparelho, um alternador ou um dínamo). Com isso, as reações envolvidas no funcionamento desses dispositivos ocorrem no sentido contrário, regenerando os reagentes e permitindo que a bateria seja utilizada novamente.
  1. Baterias de chumbo usadas em automóveis:

O ânodo dessa bateria é formado por placas de chumbo metálico, e o cátodo é formado por placas de chumbo revestidas de PbO2(s). Essas placas são intercaladas e separadas por papelão ou plástico e mergulhadas em uma solução de ácido sulfúrico concentrado, formando uma série de seis pilhas, com 2V cada e fornecendo um total de diferença de potencial de 12 V.

Não pare agora... Tem mais depois da publicidade ;)

Imagem de bateria de chumbo por dentro e das partes que a compõem

O chumbo oxida-se, perdendo elétrons, enquanto o dióxido de chumbo reduz-se, ganhando elétrons:

Ânodo: Pb +HSO41-+ H2O ↔  PbSO4 + H3O1+ + 2e-
Cátodo: PbO2 + HSO41-+ 3H3O1+ + 2e-↔ PbSO4 + 5 H2O
Reação global: Pb + PbO2 + 2 HSO41-+ 2 H3O1+↔ 2 PbSO4 +
4 H2O

  1. Bateria de celular (bateria de íon lítio):

O cátodo dessa bateria é um composto de óxido de lítio e cobalto, e o ânodo é o carbono, sendo que esses dois eletrodos estão separados por um eletrólito não condutor.

O seu funcionamento ocorre pelo movimento dos íons de lítio do ânodo em direção ao cátodo através do eletrólito:

Ânodo: LiyC6 (s) + y Li+(solv) + y e-→Lix+yCoO2(s)
Cátodo: LixCoO2 (s) + y Li+(s) + y e-→Lix+yCoO2(s)
Reação Global:  LiyC6(s) → 6 C (s) + y Li+ (solv) + y  e-

Recarregando bateria de íon lítio

  1. Pilha ou bateria de níquel/cádmio:

O ânodo dessa bateria é uma liga de ferro e cádmio, e o cátodo é revestido por uma camada de hidróxido (ou óxido) de níquel III:

Ânodo: 1 Cd(s) + 2 OH-(aq) → 1 Cd(OH)2(s) + 2e-
Cátodo: 2 NiOOH + 4 H2O(?) + 2e- → 2 Ni(OH)2 . H2O(s) +2 OH-(aq)
Reação global: 1 Cd(s) + 2 NiO(OH) + 2 H2O(?) → 1 Cd(OH)2(s) + 2 Ni(OH)2(s)

  1. Bateria de hidreto metálico/óxido de níquel (NiMH):

Suas atribuições principais são semelhantes à bateria de níquel-cádmio, mas com a modificação de que o ânodo é constituído por uma liga metálica que contém hidrogênio absorvido, formando um hidreto metálico:

Ânodo: MH(s) + OH-(aq) → M(s) + H2O(?) + e-
Cátodo:  NiOOH(s) + 2 H2O(?) + e- →  Ni(OH)2 . H2O(s) + OH-(aq)
Reação global: 1 Cd(s) + 2 NiO(OH) + 2 H2O(?) → 1 Cd(OH)2(s) + 2 Ni(OH)2(s)

Baterias de níquel em carregador

Para mais detalhes a respeito de cada uma dessas pilhas, leia os artigos relacionados mais abaixo.

Atualmente existe uma grande diversidade de pilhas e baterias destinadas a cada tipo de aparelho
Atualmente existe uma grande diversidade de pilhas e baterias destinadas a cada tipo de aparelho
Publicado por: Jennifer Rocha Vargas Fogaça
Assuntos relacionados
As pilhas e baterias, sem as quais não conseguimos viver, são resultantes dos estudos da Eletroquímica
Eletroquímica
Introdução ao estudo da Eletroquímica — um ramo da Química que estuda os processos que ocorrem nas pilhas e na eletrólise.
Veículo cromado
Aplicação da Eletrólise
O uso da corrente elétrica para cromar objetos.
Equipamento de eletrólise em meio aquoso
Eletrólise em meio aquoso
Entenda como ocorre a eletrólise em meio aquoso e como você pode saber quais íons se descarregam nos eletrodos, já que a água também está presente.
A bateria de carro é recarregável
Bateria de automóvel
Conheça a composição da bateria de automóvel, como ela é por dentro e as reações envolvidas no seu funcionamento.
Ilustração da pilha de Daniell
Pilha de Daniell
Conheça a pilha de Daniell ou pilha de zinco-cobre, como ela é montada e seu funcionamento.
A equação de Nernst é utilizada no potenciômetro (representado na imagem), equipamento que mede o pH ou o Kps de uma solução
Equação de Nernst
Clique e aprenda a determinar a voltagem de uma pilha em um determinado momento do seu funcionamento por meio da Equação de Nernst!
Como obter Cloro líquido?
Eletrólise na obtenção de elementos químicos
Como isolar elementos através da eletrólise ígnea.
A eletrólise se inicia por meio da passagem de corrente elétrica por um sistema líquido
Eletrólise ígnea
Conheça mais sobre a eletrólise ígnea, um processo que permitiu a obtenção de elementos e substâncias simples que não estão presentes na natureza.