Tipos de pilha
A combinação de diferentes elementos dentro de uma pilha pode alterar a voltagem da corrente elétrica e também a durabilidade da reação. Assim, temos diferentes pilhas e baterias (combinação de várias pilhas). Conheça os tipos mais comuns:
Pilhas comuns e alcalinasSão as que usamos em brinquedos, controles e outros objetos. As chamadas alcalinas são feitas de elementos mais puros, que demoram mais para se decompor, por isso duram mais tempo.
Pilha de óxido de prataO reagente usado é o óxido de prata, mas o zinco também se faz presente como ânodo. Essa pilha é fonte de energia para máquinas fotográficas automáticas e calculadoras eletrônicas.
Baterias de níquel-cádmioCompostas de níquel (Ni) e cádmio (Cd), são utilizadas em notebooks e celulares e podem ser carregadas por um gerador externo.
Baterias de chumbo-ácidoSão as dos automóveis, em que os eletrodos são feitos de chumbo e óxido de chumbo com um eletrólito de ácido forte. Também são recarregáveis.
Não só os brinquedos funcionam à pilha. Além do controle remoto e das câmeras fotográficas, as baterias de relógios, celulares e notebooks também produzem energia elétrica pelo mesmo princípio das pilhas comuns: reações químicas de óxido-redução entre dois metais.
Segundo o professor de química do curso ExpoenteSidnei Christoff os processos de redução e oxidação dos metais são os pontos mais explorados nas provas. "O aluno precisa saber identificar quem é o agente redutor e o agente oxidante das reações, dominando o princípio de transferências de elétrons." O modelo da Pilha de Daniell (veja mais no infográfico abaixo) também aparece bastante nos vestibulares e no Enem: "Diferenciar o ânodo do cátodo, sabendo quem é o polo negativo e o polo positivo também é básico para ir bem nas provas".
Outra aposta é o conceito de metal de sacrifício. "Ele tem maior potencial de oxidação ou menor potencial de redução e é utilizado para preservar ou proteger outro metal". Um exemplo citado por Sidnei é a indústria petrolífera, que utiliza dutos de aço para o transporte de petróleo. Para que os canos não sejam corroídos, outro metal é colocado na estrutura e este metal, geralmente o zinco (Zn), sofre o processo de oxidação, preservando o duto. "O metal de sacrifício também pode ser aplicado a navios e pontes de aço, que são facilmente oxidados."
Além de dominar as equações químicas destes processos de óxido-redução, o aluno precisa estabelecer as semelhanças e diferenças destes processos quando adaptados às pilhas comuns utilizadas em objetos elétricos e eletrônicos. No interior dos tubos, vários metais são colocados em reação e também geram energia elétrica.
Na prática
Veja como a prova do vestibular de 2008 da Universidade Federal do Paraná trouxe o tema:
Para a proteção contra corrosão de tubos metálicos, é comum o uso de eletrodos de sacrifício (blocos metálicos conectados à tubulação). Esses blocos metálicos formam com a tubulação uma célula eletroquímica que atua como ânodo de sacrifício, fornecendo elétrons aos tubos metálicos para impedir sua corrosão, conforme representado na figura abaixo.
Usando a tabela de potenciais-padrão de redução, considere as seguintes afirmativas:
1. A reação química que ocorre no ânodo de sacrifício é a reação de oxidação.
2. Se a tubulação (metal 1) for de ferro, o ânodo de sacrifício (metal 2) pode ser feito de zinco.
3. Se a tubulação (metal 1) for de cobre, o ânodo de sacrifício (metal 2) pode ser feito de prata.
4. O metal usado no eletrodo de sacrifício será o agente redutor na reação eletroquímica.
Assinale a alternativa correta.
a) Somente a afirmativa 1 é verdadeira.b) Somente a afirmativa 3 é verdadeira.c) Somente as afirmativas 1 e 2 são verdadeiras.d) Somente as afirmativas 2, 3 e 4 são verdadeiras.e) Somente as afirmativas 1, 2 e 4 são verdadeiras.
Resposta: e.