Pilhas e acumuladores

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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO – CAMPUS CARAÚBAS
DISCIPLINA: QUÍMICA APLICADA A ENGENHARIA
DOCENTE: ANTONIO VITOR MACHADO
PILHAS E ACUMULADORES
DISCENTE: VITÓRIA CIBELY SILVEIRA PENHA
MAIO/2015
CARAÚBAS-RN
As pilhas e os acumuladores são materiais utilizados em várias áreas e diversos equipamentos do dia a dia do ser humano moderno. Praticamente tudo eletrônico que é utilizado na atualidade tem a aplicação das pilhas e dos acumuladores, como por exemplo, relógios, calculadoras, celulares, carros, brinquedos, eletrodomésticos, rádios, dentre várias outras coisas presentes no cotidiano de todos. 
	O que muitas pessoas não sabem, ou não se importam é que estes produtos tem em sua composição muitos metais pesados, como mercúrio (Hg), níquel (Ni), cádmio (Cd) e até mesmo chumbo (Pb). Mesmo que algumas pilhas se digam verdes, ou seja, não contem em sua composição determinado metal pesado, elas podem conter outros tipos de metais pesados que agridem da mesma forma o meio ambiente.
	Uma pilha é mais que suficiente para contaminar uma área considerável de solos durante um período de 50 anos, uma pilha alcalina pode chagar a contaminar até 175.000 litros de água que é uma quantidade bem superior aos que um indivíduo consome durante toda a sua vida.
	O ideal seria que não se utilizasse mais estes materiais, porém como isso não é possível, mesmo já existindo fontes renováveis de energia, a melhor saída atualmente em termos ambientais é o uso das “pilhas recarregáveis”. O uso dessas “pilhas” reduz a quantidade de lixo tóxico produzida, além de a longo prazo ser mais rentável para o consumidor.
	Pilhas e acumuladores não devem ser descartados no lixo normal, por serem tóxicas, seu destino adequado são os pilhões encontrados junto a Ecopontos. Dessa maneira esses materiais são encaminhados para a reciclagem onde os materiais tóxicos são tratados e encaminhados para outras áreas da indústria ou, se não existir outra maneira, descartado de forma correta.
Apenas ao olhar para uma pilha e um acumulador não se pode determinar a sua diferença, porém quando se estuda mais a fundo individualmente é possível perceber quais são essas diferenças. A função de uma pilha e de um acumulador é a mesma, fornecer energia elétrica a um aparelho, mas a sua função é uma das poucas coisas que eles têm em comum.
A pilha fornece energia a partir da transformação de energia química em energia elétrica, mas quando toda a energia química é transformada em elétrica a pilha fica sem carga e deixa de fornecer eletricidade. Este processo é irreversível, ou seja, não é possível recarregar a pilha de energia química para que esta por sua vez volte a ser transformada em energia elétrica, por isso uma pilha é um elemento de energia limitada.
O acumulador é semelhante a pilha, mas a grande diferença é que o acumulador consegue reverter o processo, ou seja, com a aplicação de energia elétrica em um acumulador esta se transforma em energia química novamente, a energia química volta a ser convertida em elétrica e assim sempre que o acumulador for recarregado o ciclo se renova. 
Tipos de pilhas:
Pilha de Volta:
A pilha foi inventada pelo físico italiano Alessandro Volta, por isso o nome Pilha de Volta, sua pilha original não era como a mostrada na figura 2. A pilha era arranjada da seguinte maneira, um disco de cobre, sobre ele um disco de feltro embebido em ácido sulfúrico diluído em água, logo após um disco de zinco e sobre este, outro disco de feltro embebido em ácido sulfúrico diluído, depois outro disco de cobre, e assim sucessivamente, um acima do outro até completar a pilha.
Figura 1: Esquema Pilha de Volta. Fonte: <http://efisica.if.usp.br/eletricidade/basico/pilha/pilha_volta/>
Esse tipo de pilha é constituída por uma solução de ácido sulfúrico (H2SO4) em água, onde é mergulhado um eletrodo de cobre e um de zinco. Liga-se o cobre (Cu) ao zinco (Zn) por um condutor onde passará corrente elétrica no mesmo do cobre para o zinco mostrando a diferença de potencial entre esses dois materiais. 
Figura 2: Esquema Pilha de Volta. Fonte: <http://efisica.if.usp.br/eletricidade/basico/pilha/>
	Esse esquema constitui um gerador, onde os dois eletrodos são os polos ou terminais do gerador. O polo positivo é àquele no qual a corrente sai e o negativo é àquele no qual a corrente entra. No caso da pilha de volta o cobre é o polo positivo e o zinco é o polo negativo.
Pilha de Daniell:
A pilha de Daniell consiste em uma barra de cobre mergulhada numa solução de sulfato de cobre e uma barra de zinco mergulhada numa solução de sulfato de zinco, a solução contendo cobre está dentro de um vaso de parede porosa, em geral porcelana, por fora está a solução contendo zinco dentro de um vaso de vidro. O vaso poroso faz com que as duas soluções não se misturem, porém deixa os íons passarem livremente de uma solução para outra. 
Figura 3: Esquema Pilha de Daniell. Fonte: <http://efisica.if.usp.br/eletricidade/basico/pilha/pilha_daniell/>
Liga-se a barra de cobre à barra de zinco por um condutor, a corrente gerada parra pelo condutor do cobre para o zinco, ou seja, o eletrodo de cobre é o polo positivo e o eletrodo de zinco é o polo negativo. 
Pilha de Bunsen:
Na pilha de Bunsen o eletrodo positivo é uma barra de carvão de retorta mergulhado numa solução de ácido nítrico contida em um vaso poroso dentro de um vaso de vidro contendo um cilindro de zinco mergulhado em uma solução de ácido sulfúrico diluído, onde o eletrodo negativo é o cilindro de zinco e o eletrodo positivo é a barra de carvão de retorta.
Figura 4: Esquema Pilha de Bunsen. Fonte: <http://efisica.if.usp.br/eletricidade/basico/pilha/pilhas_bunsen_leclanche/>
Pilha de Leclanché:
A Pilha de Laclanché consiste em uma barra de carvão mergulhada em uma solução de dióxido de manganês contido em um vaso de paredes porosas dentro de um vaso de vidro contendo um cilindro de zinco mergulhado em uma solução de cloreto de amônia, onde o eletrodo negativo é o cilindro de zinco e o eletrodo positivo é a barra de carvão.
Figura 5: Esquema Pilha de Laclanché. Fonte: <http://efisica.if.usp.br/eletricidade/basico/pilha/pilhas_bunsen_leclanche/>
Pilha Seca:
A pilha seca tem esse nome por não ser composta por eletrólitos líquidos e sim composta por uma haste de carvão e uma pasta de cloreto de zinco e cloreto de amônia, adiciona-se a esta pasta dióxido de manganês que é um despolarizante. 
	Por ser seca essa pilha pode ser facilmente transportada, além de poder ser usada na posição vertical, na horizontal ou até mesmo na diagonal, outra vantagem é que o despolarizante faz com que a pilha possa ser usada, em média, durante 1000 horas. Nesta pilha, o polo positivo é a haste de carvão, e o negativo é o zinco.
Figura 6: Esquema Pilha Seca. Fonte: <http://efisica.if.usp.br/eletricidade/basico/pilha/seca/>
Tipos de Acumuladores:
Acumulador de Chumbo:
É o acumulador mais comum, pois é o utilizado em automóveis. O mesmo possui um eletrodo negativo de chumbo e um positivo de peróxido de chumbo, imersos em uma solução diluída em água de ácido sulfúrico. O eletrodo de peróxido de chumbo é formado de uma pasta desse mesmo óxido moldada em uma grade de chumbo e é preparada de tal forma a ficar muito esponjosa no intuito de aumentar a superfície de contato com a solução e o eletrodo de chumbo também é esponjoso pelo mesmo motivo.
Figura 7: Esquema Acumulador de Chumbo. Fonte: <http://efisica.if.usp.br/eletricidade/basico/pilha/acumuladores/>
Acumulador de Edson ou de níquel-ferro:
No acumulador de Edson o polo positivo é de peróxido de níquel e o polo negativo é de ferro, o eletrólito pode ser uma solução ou de hidróxido de potássio, ou de hidróxido de sódio. Este acumulador não é muito utilizado no dia a dia e sim em laboratórios, pois é de difícil transporte, além do que o de chumbo possui uma maior força eletromotriz em relação ao de níquel ferro. (Não foi encontrada nenhuma imagem do esquema desse acumulador).
REFERÊNCIASBIBLIOGRÁFICAS:
ELETRODINÂMICA - PILHAS E ACUMULADORES. Disponível em: <http://efisica.if.usp.br/eletricidade/basico/pilha/>. Acesso: 10 de Maio de 2015.
PILHAS E ACUMULADORES. Disponível em: <http://www.quercus.pt/fileiras-residuos/3614-pilhas-e-acumuladores>. Acesso em: 10 de Maio de 2015.
QUAL A DIFERENÇA ENTRE UMA PILHA, UM ACUMULADOR E UMA BATERIA. Disponível em: <http://www.tecnologiadoglobo.com/2011/09/qual-diferenca-entre-pilha-acumulador-bateria/>. Acesso em: 10 de Maio de 2015.