Questões de Química - Físico-química - Eletroquímica - Pilhas e Baterias Comerciais
Considere o diagrama de uma pilha alcalina
Fonte: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/pilhas-mercurio.htm
Semirreações:
Zn(OH)2(s) + 2e- → Zn(s) + 2OH-(aq) Eº = – 1,25 V
HgO(s) + H2O(l) + 2e- → Hg(l) + 2OH-(aq) Eº = +0,10V
Durante a descarga dessa pilha, a espécie química que oxida é:
Os componentes eletrônicos, celulares, notebooks, entre outros, a cada dia, fazem mais parte de nosso cotidiano. E para esses equipamentos funcionarem, é preciso o uso de pilhas e baterias bem leves e pequenas. As pilhas podem ser definidas como “dispositivos capazes de transformar energia química em energia elétrica por meio de reações espontâneas de oxirredução (em que há transferência de elétrons).”
Identifique o sentido do fluxo eletrônico nas pilhas e baterias e marque a alternativa correta.
As pilhas comuns, também conhecidas como pilhas ácidas ou pilhas de Leclanché, são muito utilizadas em aparelhos que consomem pouca energia. Já as pilhas alcalinas são semelhantes às pilhas comuns, porém armazenam uma quantidade de energia mais duradoura, sendo indicadas para equipamentos que exigem mais tempo de uso. A principal diferença entre elas é a composição da mistura eletrolítica de cada uma. Enquanto a pilha ácida utiliza uma pasta úmida de cloreto de amônio (NH4Cl), a pilha alcalina utiliza 4 uma pasta de hidróxido de potássio (KOH). O uso desta última é mais seguro, pois o eletrólito alcalino impede reações que provocam corrosão do material, visto que as pilhas possuem metais pesados e tóxicos
SOUZA, L. A. de. Pilhas alcalinas. Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/ pilhas-alcalinas.htm. Acesso em: 26 maio 2023. (Adaptado).
Uma das pilhas alcalinas mais usadas é a de níquel/cádmio, constituída pelo metal cádmio, pelo hidróxido de níquel III e por uma pasta úmida de hidróxido de potássio. As equações e os respectivos potenciais-padrões de redução são representadas no quadro a seguir.
Com base nas informações do quadro, assinale V (verdadeiro ) ou F ( falso ) em cada afirmativa.
( ) O hidróxido de niquel III é o agente oxidante, formando o cátodo da pilha.
( ) O sentido do fluxo de elétrons é do hidróxido de níquel III para o cádmio.
( ) A diferença de potencial da pilha de níquel/cádmio é de + 0,6V, sendo o níquel o agente redutor da pilha.
( ) O polo negativo está no cádmio, que sofre a oxidação.
A sequência correta é
As pilhas recarregáveis de níquel-cádmio (NiCd) foram inventadas no século 19. Entre as tecnologias de baterias recarregáveis, a de NiCd rapidamente perdeu participação no mercado para as baterias NiMH e Liion, devido à sua capacidade inferior e ao impacto ambiental causado pelo descarte deste material no meio ambiente. De acordo com os potenciais, padrões de redução descritos abaixo para as reações que ocorrem na pilha NiCd:
NiO(OH) + H2O + e− → Ni(OH)2 + OH− E° = +0,49 V
Cd(OH)2 + 2e− → Cd + 2OH − E° = -0,81 V
Qual é a variação de potencial ( ΔE°) desenvolvido por esta pilha?
À exceção do pen drive, os equipamentos mencionados podem ser usados mesmo quando estão desconectados da tomada, graças à evolução tecnológica de suas baterias. De fato, na maior parte do tempo, o uso desses dispositivos se dá sem que estejam conectados à tomada.
PERIOTTI. Disponível em: www.germinaliteratura.com.br. Acesso em: 4 mar. 2020 (adaptado).
Nesse contexto, as baterias funcionam transformando energia
Leia o texto para responder a questão.
John Goodenough, Stanley Whittingham e Akira Yoshino são os vencedores do Prêmio Nobel 2019 de Química pelo desenvolvimento de baterias de íons de lítio. Atualmente, celulares, notebooks e carros elétricos saem de fábrica com esse tipo de bateria.
Com essa descoberta, é possível armazenar uma grande quantidade de energia em baterias pequenas e leves. Se fôssemos utilizar outros tipos de bateria, como por exemplo, bateria de hidreto de níquel ou bateria de níquel cádmio, para armazenarmos a mesma quantidade de energia, teríamos baterias com o tamanho e massa duas ou até mesmo três vezes maiores que as baterias de íons de lítio. Outra vantagem desse tipo de bateria é o fato de não possuírem o efeito memória, conhecido popularmente como o vício da bateria. Devido a essa característica que facilita a vida do usuário, ela não requer tanta atenção nos processos de carga e descarga.
Contudo, com todos os avanços, as baterias continuam extremamente sensíveis à temperatura. Quando expostas ao calor, podem perder parte de sua capacidade total e se decompor mais rápido que o normal.
De acordo com o texto, é correto afirmar que
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