Química em 1 Mol

Pilha Seca de Leclanché

São pilhas comuns que usamos em rádios, lanternas, relógios, brinquedos, gravadores etc., que tem como sua principal aplicação a alimentação de equipamentos portáteis e aparelhos elétricos. Consideradas as mais baratas que usamos em nosso cotidiano. [1]

As primeiras pilhas inventadas usavam recipientes contendo soluções aquosas como eletrodos. Um exemplo disso é a Pilha de Daniel que era formada por uma lâmina de zinco, mergulhada numa solução de sulfato de zinco e em outro recipiente separado, uma lâmina de cobre numa solução de sulfato de cobre. [2]

A Pilha de Leclanché foi inventada em 1866 pelo químico francês George Leclanché(1839-1882), na qual se denominou como pilha seca, pois até então só existiam pilhas que usavam soluções aquosas. [1]

Na verdade, esse tipo de pilha não é seca, o que nos leva a discordar de seu nome. Pois dentro dela há uma pasta aquosa, úmida; ou seja recebeu essa denominação para diferenciá-la,  porque era revolucionária, na época em que foi criada.

Tal pilha produz uma voltagem de apenas 1,5 V; mas pode ser melhorada com seu uso descontínuo, ou seja, alternar períodos de uso com repouso fora do produto. [3]

Constituintes:

·        Zinco (Zn) eletrodo do ânodo;

·        Grafite (carbono) eletrodo inerte de polo positivo, cátodo;

·        Mistura de dióxido de Manganês (MnO₂) e Cloreto de Amônio (NH₄Cl) que forma uma pasta úmida, que funciona como eletrólito;

·        MnO₂ aglomerado a amônio (NH₄⁺) reduz-se;

·        Invólucros externos. [4]

Funcionamento:

 O zinco corresponde ao polo negativo da pilha (Ânodo), pois ele se oxida, perdendo dois elétrons. O cátodo é representado por uma barra de grafite instalada no meio da pilha, envolvida por dióxido de manganês (MnO₂), carvão em pó (C) e por uma pasta úmida contendo cloreto de amônio (NH₄Cl), cloreto de zinco (ZnCl₂) e água (H₂O).

A barra de grafite conduz os elétrons perdidos pelo zinco até o manganês, ocorrendo a redução do dióxido de manganês (MnO₂) a trióxido de manganês (Mn₂O₃).

A pasta úmida funciona como ponto salina, permitindo a migração dos ânions hidroxila (OH^-) do grafite para o zinco.[5] 

Reações:

Ânodo:

Oxidação do invólucro interno de Zinco Metálico:

Zn_(s)  ->2e- + Zn_{2 (aq)}
 

Cátodo:
Redução do manganês, com ganho de 1 elétron.
Liberação de um cátion  H+ do íon amônio, sendo este último transformado em amoníaco:

2 MnO_2(s) + 2 NH₄⁺ _(aq) + 2e  -> 2 Mn(HO) _(s) +2 NH_{3 (aq)}

Equação Global:
Zn_(s) + 2 MnO_{2 (s)} + 2 NH₄⁺ _(aq) -> 2 Mn(OH) _(s) + 2 NH_{3 (aq)} + Zn₂⁺_(aq)

A formação de amoníaco dificulta a passagem dos elétrons do elétrodo de carbono para o eletrólito, pois, uma vez formados, aglutinam-se à grafite- barreira. [6]

Referências 

http://www.brasilescola.com/quimica/pilha-seca-leclanche.htm [1]

http://www.alunosonline.com.br/quimica/pilha-seca-leclanche.html [2]

http://www.mundoeducacao.com/quimica/pilha-seca-leclanche.htm [3]

http://prezi.com/hbd2mepmirrv/pilha-de-leclanche-e-pilha-alcalina [4]

http://pt.slideshare.net/Smookew/deu-22464714 [5]

http://prezi.com/hbd2mepmirrv/pilha-de-leclanche-e-pilha-alcalina/ [6]