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A ponte salina foi proposta pelo Frederic Daniell, em 1836 quando ele montou a pilha que recebeu o seu nome (Pilha de Daniell). Essa ponte é um tubo em forma de U que apresenta duas extremidades e contém uma solução aquosa concentrada de um sal bastante solúvel. Ela conecta de forma indireta as soluções das duas semicelas da pilha (o ânodo e o cátodo). A ponte salina é capaz de estabilizar as soluções de uma pilha.

Para que serve a ponte salina?

A ponte salina permite a migração dos íons entre as soluções dos eletrodos. Os ânions (íons negativos) migram para o ânodo e os cátions (íons positivos) migram para o cátodo, assim, a quantidade de cátions e de ânions na solução de cada eletrodo permanece em equilíbrio, prolongando o funcionamento da pilha.

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Pilhas são sistemas eletroquímicos que transformam energia química em energia elétrica por meio de reações de oxirredução espontâneas. Podem ser conhecidas como células galvânicas, ou voltaicas, são capazes de produzir corrente elétrica. Atualmente estão presentes em diversos equipados.

Quais são os componentes de uma pilha?

A base de tudo é um molde de aço revestido com níquel em pedaços ovais. Eles são transformados em tubos chamados de consoles, que dão origem ao formato da pilha. É dentro disso que estarão misturadas diversas substâncias químicas, a exemplos de prata, dióxido de manganês, sulfeto de bário e grafite.

Para que são usadas?

Pilhas e baterias ao serem ligadas a um circuito liberam um tipo de corrente elétrica, ou seja, elas são geradores e armazenam energia .

Os modelos mais utilizados atualmente são a chamada pilha de Leclanché e a pilha alcalina, as quais apresentam as seguintes diferenças:

a) Pilha de Leclanché: Possui um ânodo formado por zinco metálico, um cátodo formado por uma pasta com cloreto de amônio, água, amido e dióxido de manganês; Possui uma barra de grafita que serve como condutora para os elétrons que partem do cátodo em direção ao ânodo.

b) Pilha alcalina: possui um ânodo formado por zinco metálico ou cádmio, o cátodo é formado por óxido de mercúrio, óxido de níquel e iodo, que deve apresentar no material que compõe o cátodo uma base misturada.

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Béquer

Prego

Papel alumínio

Cobre (moeda de 5 centavos)

Zinco

Sulfato de cobre

Fios ( vermelho e preto)

Papel

Multímetro digital

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Em 1700, o físico italiano, Conde Alessandro Volta, construiu a primeira 'pilha voltaica'. A pilha original consistia em uma pilha de discos de cobre e zinco, alternadamente separados por discos de papelão umedecidos em uma solução ácida, assim sucessivamente, empilhando essas séries até formar uma grande coluna. Como na imagem acima.

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A pilha de Daniell é uma evolução da pilha de Volta, foi desenvolvida em 1836, tem maior eficiência e segurança no armazenamento, é composta por um eletrodo negativo (ânodo) que cede elétrons para o eletrodo positivo chamado de cátodo. É construída apenas por duas placas metálicas (eletrodos) de cobre (cátodo) e zinco (ânodo), imersas em soluções aquosas dos respectivos íons.

Através da Pilha de Daniell é possível compreender o mecanismo que gera a corrente elétrica, entendendo o fenômeno eletroquímico como tendência das substâncias em doar ou receber elétrons, formando íons e culminando na produção de corrente e outros fenômenos elétricos.

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Nesse experimento, pilha de Daniell, foi utilizado o multímetro digital que tem como objetivo oferecer ao operador uma leitura que indique se a tensão verificada está nos padrões desejados no projeto elétrico, indicando as possíveis diferenças tanto para mais quanto para menos, para que os devidos ajustes possam ser feitos posteriormente.

Foi possível notar que ao realizar o experimento, tivemos dificuldade em manusear o multímetro digital.

Após algumas tentativas conseguimos ver uma mudança na voltagem de 100 para 200.

Foi notado que o voltímetro não estava ficando estável, e o que poderia está dificultando era o sulfato de cobre.

Após os polos serem invertidos e os pregos passarem da solução de sulfato de cobre para o cloreto férrico, foi observado uma mudança pois passou a ficar negativo e aumentar a voltagem.

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Para realizar um experimento da pilha de Daniell, você precisará seguir estes passos:
Preparamos um béquer com uma solução de FeCl3. Isso servirá como o ânodo da pilha, onde ocorrerá a oxidação.
Colomos um prego de ferro dentro do béquer com a solução de FeCl3. O prego será o eletrodo de ferro (ânodo).
Preparamos outro eletrodo com um fio de cobre. Este será o cátodo da pilha.
Conectamos o fio de cobre ao multímetro. O multímetro será usado para medir a diferença de potencial (voltagem) gerada pela pilha.
Colocamos o fio de cobre dentro do béquer, garantindo que ele não entre em contato direto com o prego de ferro.
Aguardamos um tempo para que a reação ocorra e a pilha de Daniell seja formada. Durante esse tempo, o ferro do prego será oxidado a íons ferro II, e o cobre do fio reduzirá os íons de cobre II presentes na solução de FeCl3.

Observamos a leitura no multímetro para medir a voltagem gerada pela pilha.

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Houve uma ocorrência natural e espontânea de uma reação de oxirredução, similar às pilhas convencionais. Durante o uso da pilha, e no processo de recarregar, ocorre eletrólise apenas se for viável para essa pilha em particular. A presença do composto iônico facilitou a transferência de elétrons entre os eletrodos, possibilitando assim a geração de potência elétrica através da propagação dos elétrons excedentes.

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Nesse experimento foram sequencialmente adicionados, seguindo a ordem adequada, moedas de cobre, papel alumínio e papel impregnado com o composto iônico correspondente, para montar uma pilha caseira.
Onde a reação de oxirredução pudesse ocorrer como em pilhas comuns, de forma natural espontânea no caso de uso de pilhas e nos seu carregamento ocorre e eletrólise mas apenas se for viável aquela pilha. Foram utilizadas moedas de cobre, papel alumínio e papel imbuído no devido composto iônico, sendo postos na ordem moeda, papel, papel alumínio, causando uma reação onde a propagação dos elétrons excedentes gerando assim uma potência elétrica. Todo processo possibilitado pelo composto iônico que viabiliza a transferência de elétrons entre os eletrodos.

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A partir dos experimentos feitos em laboratório, podemos concluir que as pilhas, são basicamente um sistema capaz de produzir diversas correntes elétricas através de reações espontâneas de oxirredução.

A eletroquímica das pilhas envolve também a alteração de energia química em energia elétrica mediante as reações redox, que é a redução-oxidação.

Pilhas são dispositivos que consiste em dois eletrodos, um ânodo e um catodo, imersos em soluções eletrolíticas separadas, conectadas por um circuito elétrico externo. Em dado momento quando os eletrodos são conectados, realizam-se reações químicas nas superfícies dos eletrodos, assim resultando na transferência de elétrons através do circuito externo.

No ânodo, acontece uma reação de oxidação, na qual átomos ou íons perdem elétrons, liberando-os para o circuito externo. No cátodo, acontece uma reação de redução, na qual íons ou átomos ganham elétrons do circuito externo. Os elétrons fluem do ânodo para o cátodo através do circuito externo, produzindo uma corrente elétrica que pode ser utilizada para alimentar dispositivos elétricos. O movimento de íons na solução eletrolítica ajuda a manter a neutralidade de carga. As pilhas são classificadas em vários tipos com base nos materiais e processos envolvidos em suas reações químicas, cada uma com características de desempenho específicas e aplicativos adequados.

Além disso, a eletroquímica das pilhas desempenha um papel importante em aplicações como armazenamento de energia renovável, onde as pilhas podem armazenar eletricidade gerada por fontes intermitentes, como solar e eólica, para uso posterior.

Portanto, a eletroquímica das pilhas não é apenas um campo de estudo fundamental, mas também tem aplicações práticas significativas que impactam diretamente nossa sociedade e nosso meio ambiente.