Universidade do Estado do pará-UEPA

Centro de Ciências Sociais e Educação-CCSE

Licenciatura Plena em Ciencias Naturais- Química. Roger Leomar da Silva Ferreira

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Centro de Ciências Sociais e Educação-CCSE

Licenciatura Plena em Ciencias Naturais-Química. Roger Leomar da Silva Ferreira.

Pilhas: Relógio

Trabalho entregue como requisito parcial referente à 2° avaliação da disciplina:Tecnologia e Sociedade, temas de Química I, Ministrado e Orientado pelo professor Ribamar.

Todos nós a conhecemos e a utilizamos no dia–a-dia, elas estão nas lanternas, rádios, controle remoto da televisão, brinquedos e até mesmo em um “simples” relógio.

Neste trabalho estudaremos, o funcionamento da bateria de relógio, e veremos que também é de modo errôneo considerar o que chamamos de bateria, que no caso é uma PILHA, que geralmente são de zincos ou mercúrios, e seus processos químicos, e também como “gera” energia.

Pilhas e baterias são dispositivos nos quais uma reação espontânea de oxi-redução produz corrente elétrica. Há confusão entre os termos pilhas e baterias, a principal diferença é que:

A pilha é um sistema formado por dois eletrodos, mas constitui apenas uma unidade.

A bateria é formada por um conjunto de pilhas ligadas em série.

Pilha é uma fonte portátil de energia , resultante de reações químicas que ocorrem no seu interior, ou seja, uma mini-usina portátil. Que em nosso estudos é a pilha de relógio, uma mini-pilha.

COMO FUNCIONA A PILHA DE RELOGIO A pilha de relógio(mini-pilha), pode ser de dois tipos: zinco e mercúrio.

ZINCO e MERCÚRIO

-Zinco (do alemão Zink) é um elemento químico de símbolo Zn, número atômico 30 (30 prótons e 30 elétrons) com massa atômica 65,4 uma. À temperatura ambiente, o zinco encontra-se no estado sólido. Está situado no grupo 12 (2 B) da Classificação Periódica dos Elementos.

-Mercúrio é um elemento químico de número atômico 80 (80 prótons e 80 elétrons) e massa atômica 200,5 u. É um dos seis elementos que se apresentam líquidos à temperatura ambiente ou a temperaturas próximas. Os outros elementos são os metais césio, gálio, frâncio e rubídio e o não metal bromo. Dentre os seis apenas o mercúrio e o bromo são líquidos nas Condições Padrão de Temperatura e Pressão.

Apresentado os elementos químicos que compõem a mini-pilha, iremos estudar mais sobre a influencia deles, nesse sistema:

A parte negativa da pilha (ânodo) é uma amálgama de zinco (reagente) e de mercúrio, a parte positiva (cátodo) é o óxido de mercúrio I (HgO) e a solução eletrolítica é uma pasta de papel umedecido contendo o hidróxido de potássio (KOH), que funciona como uma ponte salina, ligando as duas semi-celas. Essa solução eletrolítica tem como função manter a neutralidade elétrica das pilhas. Os ânions da ponte fluem na solução no mesmo sentido que os elétrons fluem no fio. Já os cátions da ponte salina fluem na solução no sentido contrário ao dos elétrons. Logo abaixo da pasta de papel umedecido, é colocado um separador poroso, que funciona como isolante.

As reações que ocorrem nestas pilhas estão dispostas a seguir, as reações que ocorrem no ânodo e no cátodo.

Diferença de potencial de uma pilha

O valor da diferença de potencial de uma pilha pode ser obtido por um voltímetro, que deve ser instalado entre os dois eletrodos da pilha, porque cada eletrodo tem um potencial, os elétrons fluem devido a diferença de potenciais de cada eletrodo.

A maior valor de diferença de potencial que se pode obter de uma pilha galvânica é chamado de força eletromotriz . que corresponde ao início do funcionamento dessa pilha.

Pela fila de reatividade de metais podemos ver a diferença de potencial, quanto mais distante um metal estiver do outro , maior será a facilidade para fornecer ou receber elétrons e, portanto, maior a diferença de potencial.

Convencionou – se escolher o eletrodo de hidrogênio como tendo potencial zero ( a nível do mar), assim os potenciais dos outros eletrodos pode ser determinado ligando –se ele ao eletrodo de hidrogênio

Nesta comparação pode ocorrer duas coisas:

O eletrodo em estudo fornece elétrons ao eletrodo padrão de hidrogênio, seu potencial será indicado com sinal positivo

O eletrodo em estudo recebe elétrons do eletrodo padrão de hidrogênio, seu potencial será indicado com sinal negativo.

Organiza-se uma tabela de potenciais – padrão de redução, sendo que: Os eletrodos que fornecem elétrons ( ânodo) são colocados acima do hidrogênio , ficando com o sinal negativo. Os eletrodos que recebem elétrons ( cátodo ) são colocados abaixo do hidrogênio, ficando com o sinal positivo.

PbSO 4 + 2e- Pb + SO4 2-

PbSO4 + 2H2O

Vantagens e desvantagens

As pilhas de mercúrio são vantajosas pois elas podem ser compactas, tem uma longa vida útil, podem ser guardadas por muito tempo (10 anos) e elas mantêm o nível de tensão de 1,35V até os 5% final de sua vida.

Como desvantagens, podemos citar os problemas ambientais que essas pilhas podem causar, pois o mercúrio que compõe a pilha é altamente tóxico e danoso ao meio ambiente. Além disso, as pilhas de mercúrio causam doenças no sistema nervoso (como a doença do chapeleiro maluco), nos rins, sistema respiratório, visão, e pode causar até mesmo câncer. Por isso, as pilhas de mercúrio não podem ser descartadas em resíduos doméstico. A melhor alternativa seria fazer o re-processamento do mercúrio, regenerando o reagente.

A pilha aparentemente é um objeto de fácil entendimento, porém pode-se trabalhar, estudar muito sobre as mesma, levando em consideração, os fatores, química, físicos e biológicos

Entre as três ciências apresentadas, a biologia e que se destaca com ênfase em cuidados com o descartes dessas pilhas, pois apesar de serem pequenas, podem ser bastante destrutíveis para o meio ambiente, por conterem em sua grande maioria zinco e mercúrio, com é no caso as “baterias” de relógio, as mini-pilhas.

Diferença entre pilhas e baterias, disponível em : http://www.brasilesco la.com/quimica/qual-diferenca-entre-pilhas-baterias.htm, acessado em 26 de novembro de 2006.

Estudando a química das pilhas. Disponível em: http://educar.sc.usp.br/qui mapoio/pilh.html, acessado em 26 de Novembro de 2009.

A pilha e o meio ambiente, disponível em : http://www.ambientebrasil.com.br/composer.php3?base=residuos/index.php3&c onteudo=./residuos/pilhas.html#saude, acessado em 26 de novembro de 2009.

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