Celas Galvânicas Quimica

 

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Celas Galvânicas Quimica

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centro educacional sesi 166 celas galvânicas 1

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impacto ambiental de todas as pilhas e baterias as pilhas e baterias apresentam em sua composição metais considerados perigosos à saúde humana e ao meio ambiente como mercúrio chumbo cobre zinco cádmio manganês níquel e lítio dentre esses metais os que apresentam maior risco à saúde são o chumbo o mercúrio e o cádmio uma maneira de reduzir o impacto ambiental do uso de pilhas e baterias é a substituição de produtos antigos por novos que propiciem um maior tempo de uso como por exemplo o uso de pilhas alcalinas ou de baterias recarregáveis no lugar de pilhas comuns também se pode eliminar ou diminuir a quantidade de metais pesados na constituição das pilhas e baterias 2

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pilha seca comum · composição o recipiente é constituído de zinco atuando como ânodo há um papelão poroso que separa o zinco dos demais materiais o eletrodo central é de grafita e atua como cátodo existe uma pasta úmida que fica entre os eletrodos que apresenta zncl2 e nh4cl o cátodo é envolvido por uma camada de mno2 a voltagem fornecida por essa pilha é 1,5v · utilização a pilha seca é usada para produzir correntes pequenas em serviços contínuos sendo por isso indicada para rádios portáteis telefones campainhas lanternas serviços de sinalização etc · funcionamento são líquidas no seu interior por isso imobiliza o eletrólito com uma substância absorvente como a serradura de madeira gelatina gesso etc dando origem às nossas tão conhecidas pilhas secas nestas o elétrodo negativo ­ cátodo ­ é o próprio invólucro da pilha em zinco e o ânodo é de carvão a d.d.p gerada por estas pilhas é 1,5v · reações ocorridas no ânodo e cátodo Ânodo cátodo · vantagens e desvantagens 3

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permitir que fosse transportada com facilidade e que possa funcionar em posição vertical horizontal ou inclinada É possuir despolarizante o que permite que essas pilhas sejam usadas em média até durante 1.000 horas feita de materiais não tóxicos baixo custo desvantagens não pode ser recicladas propensa a derramar curta vida útil energia potencial e corrente instável · impacto ambiental liberam componentes tóxicos que contaminam o solo lençóis freáticos afetando a fauna e flora das regiões vizinhas e o homem pela cadeia alimentar em caso de vazamento ou ruptura da blindagem da pilha pode ocorrer contaminação de metais de alta capacidade de poluição 4

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pilha seca alcalina · composição É uma pilha seca de zn e mno2 a solução eletrolítica é base forte koh sua voltagem também é de 1,5v porém sua duração é cinco vezes maior que a pilha seca de leclanché · utilização a pilha alcalina é apropriada para equipamentos que requerem descargas de energia rápidas e fortes como brinquedos câmeras fotográficas digitais mp3 players etc · funcionamento uma pilha alcalina tem um ânodo de zinco altamente poroso seu eletrólito é constituído de uma solução fortemente alcalina chamada hidróxido de potássio este composto conduz eletricidade melhor que a solução de cloreto de amônio e cloreto de zinco de uma pilha de zincocarvão permitindo que uma pilha alcalina passe a um circuito uma corrente alta de modo mais eficiente que uma pilha de zinco-carvão · reações ocorridas no ânodo e cátodo Ânodo cátodo · vantagens e desvantagens vantagens custo baixo são vulgares pode-se encontrar com facilidade em qualquer lugar durabilidade e potencia elevada para seu tamanho/peso desvantagens a grande maioria dos modelos comercializados não pode ser recarregada e geralmente é necessária a utilização de suportes para utilização nos diversos dispositivos · impacto ambiental podem ser jogadas em lixos domésticos sem risco ao meio ambiento conforme determinações não precisam ser recolhidas e nem depositadas em aterros especiais 5

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pilha seca de mercúrio · composição É um tipo de pilha alcalina que está contida num recipiente feito de aço formada por um ânodo de zinco e um cátodo de óxido de mercúrio ii hgo a solução eletrolítica é uma pasta de koh e znoh 2 · funcionamento as pilhas de mercúrio têm um ânodo de zinco um cátodo de óxido de mercúrio e um eletrólito de hidróxido de potássio durante o descarregamento o zinco transforma-se em óxido de zinco e o óxido de mercúrio em mercúrio o hidróxido de potássio não sofre alterações · reações ocorridas no ânodo e cátodo Ânodo cátodo equação global · vantagens e desvantagens a pilha de mercúrio oferece certas vantagens em relação às de zinco-carvão e alcalina por exemplo a voltagem em uma pilha de mercúrio permanece constante enquanto nos outros tipos de pilha seca decai com o uso esta característica as torna adequadas para dispositivos sensíveis como aparelhos de surdez e instrumentos científicos · impacto ambiental parte do mercúrio contido nas baterias apresenta sua forma mais toxica o metilmercúrio devem ser coletadas tratadas e dispostas adequadamente entretanto nenhum país tem o controle ou alguma ação pratica a esse respeito 6

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bateria de ácido/chumbo · composição essas baterias apresentam característica pouco usual de envolver em ambos os eletrodos o chumbo · utilização os principais tipos de baterias chumbo ácido são as automotivas industriais e seladas com um predomínio marcante das primeiras as automotivas são usadas em veículos em geral para alimentar os sistemas de partida iluminação e ignição e consistem de seis conjuntos de eletrodos na forma de placas as baterias industriais são utilizadas para tracionar motores de veículos elétricos e também em serviços que não podem ser interrompidos em caso de queda de energia elétrica companhias telefônicas hospitais etc já as seladas de menor tamanho são usadas para alimentar computadores luzes de emergência etc em caso de queda de energia · funcionamento À medida que a bateria chumbo/ácido é descarregada o ácido sulfúrico é consumido e a água é produzida a medida da densidade do eletrólito ao longo do processo de descarga da bateria é usada para avaliar seu estado de carga · reações ocorridas no ânodo e cátodo no catodo o dióxido de chumbo reage com ácido sulfúrico durante o processo de descarga produzindo sulfato de chumbo e água pbo2s 4h aq so4 2­aq 2e­ pbso4s 2h2ol 7 no anodo chumbo reage com íons sulfato formando sulfato de chumbo pbs so4 2­aq pbso4s 2e­ 8 a reação global apresenta somente sulfato de chumbo e água como produtos pbs pbo2s 2h2so4aq 2pbso4s 2h2ol 9 · vantagens e desvantagens vantagens custo relativamente baixo resistência a grandes variações de temperatura e grande durabilidade desvantagens pesada demora bastante tempo a ser carregada descarregase rapidamente sofre uma diminuição pequena mas constante de voltagem durante sua utilização e não podem ser recarregados totalmente com tanta frequência a sua melhor utilização é esporádica uma vez que este tipo de bateria é desenhado para ser constantemente carregada e eventualmente descarregada ex é o tipo utilizado em automóveis sendo carregada com o motor em funcionamento e descarrega nos arrancas ou no funcionamento de dispositivos com o veiculo desligado 7

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· impacto ambiental representam certo risco ao meio ambiente o maior problema esta no método de recuperação usado pelas empresas quase sempre inadequado 8

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bateria de níquel/cádmio · composição consiste de um anodo formado por uma liga de cádmio e ferro e um catodo de hidróxido óxido de níquel iii imerso em uma solução aquosa de hidróxido de potássio com concentração entre 20 e 28 em massa essas baterias podem ser produzidas numa grande variedade de tamanhos usandose em geral chapa de aço inoxidável como material do recipiente externo as baterias níquel/cádmio são na maioria dos casos seladas para evitar vazamento de eletrólito cáustico quando não são completamente seladas dispõem de válvulas de segurança para descompressão · utilização as baterias níquel/cádmio caracterizam-se por apresentar correntes elétricas relativamente altas potencial quase constante capacidade de operar a baixas temperaturas e vida útil longa · funcionamento fornece um potencial de circuito aberto de aproximadamente 1,15 v a temperatura ambiente essas baterias podem ser produzidas numa grande variedade de tamanhos usando-se em geral chapa de aço inoxidável como material do recipiente externo · reações ocorridas no ânodo e cátodo durante o processo de descarga o cádmio metálico é oxidado a hidróxido de cádmio no anodo cds 2oh­aq cdoh2s 2e­ 10 e o hidróxidoóxido de níqueliii é reduzido a hidróxido de níquelii hidratado no catodo 2nioohs 4h2ol 2e­ 2nioh2.h2os 2oh­aq 11 resultando na seguinte reação global cds 2nioohs 4h2ol cdoh2s 2nioh2.h2os 12 · vantagens e desvantagens vantagens potencial energético maior do que o da de chumbo-ácido o que faz com que seja de 20 a 50 mais leve proporcionando um tempo de utilização superior para o mesmo peso não sofre queda de voltagem durante a utilização desvantagens custo mais alto do que o da de chumbo-ácido é muito tóxica para o meio ambiente devido ao cádmio além disto este tipo de bateria sofre mais com extremos de temperatura descarregando-se muito rapidamente em temperaturas muito baixas e não se carregando totalmente em temperaturas muito elevadas 9

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· impacto ambiental uma das baterias mais usadas no mundo são jogadas indevidamente pelas pessoas que trocam seu aparelho celular por um modelo mais inovador 1 0

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galvanoplastia · funcionamento o ato de revestir uma superfície de metal com uma camada fina de outro metal é conhecido como galvanização esse processo é geralmente usado para proteger objetos metálicos contra ferrugem e para melhorar sua aparência o objeto que vai receber o banho faz o papel do catodo um pedaço de papel que vai recobri-lo é o anodo e o eletrólito contém um composto desse metal nesse processo uma peça metálica recebe o revestimento de outro metal através da eletrólise aquosa de seu sal os exemplos mais conhecidos de galvanização são revestimento por crômiocromação ou por níquelniquelação · utilização é usada para melhorar a aparência aglutinar partículas não condutoras à camada electrodepositada melhorar resistência ao atrito melhorar a dureza superficial resistência à temperatura entre outras.é um processo muito utilizado para revestir anéis pulseiras relógios e etc · reações envolvidas semirreação do cátodo na cromação cr3 aq 3é cr0s semirreação do cátodo na niquelação ni2 aq 2é ni0s · impacto ambiental:durante esse processo há presença de substâncias altamentes tóxicas e irritantes como o cu e o ni um outro reagente de alto risco usado na galvanoplastia é o cianeto de sódio ou potássio em um mesmo galpão pode conter ácido clorídrico e cianeto o que juntos no ar formam o acido cianídrico que pode levar a morte quando inspirado por muito tempo 1 1

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anodização · funcionamento anodização é uma forma de preservar metais contra a corrosão colocando sobre eles uma camada do óxido desse próprio metal um exemplo de anodização muito conhecido é a do alumínioque o protege contra agressividade do meio ambiente a partir da criação de uma película de óxido de alumínio sobre sua superfície os perfis são imersos em uma solução ácida sob condições controladas por onde passa uma corrente elétrica produzindo a película extremamente dura estável e resistente à corrosão · utilização quendo é feito esse processo em uma peça a mesma fica protegida contra corrosão e pronta para ser comercializada.exemplos dessas peças são grades janelas portões peças de alumínio e etc · reações envolvidas no caso do alumínio 3 o2g 4als 2al2o3s · impacto ambiental a anodização é um dos tratamentos de superfície para metais menos agressivos ao meio ambiente seus efluentes são livres de solventes orgânicos e metais pesados 1 2

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refino eletrolítico do cobre · funcionamento:é empregado para a obtenção de um cobre com pureza superior a 99,5 pois ele precisa dessa pureza para para conduzir eletrecidade no procedimento há uma eletrólise de uma solução aquosa de cuso4 utilizando como anodo o cobre metalúrgico que contém várias impurezas.o cobre de alta pureza se deposita no cátodo que também é e cobre e no ânodo ocorre a oxidação do cobre e das impurezas mais fáceis de serem retiradas as mais difíceis desprende-se ao longo do processo e se depositam no fundo do recipiente · utilização:é utilizado para se obter um cobre mais puro e que conduza melhor a eletricidade · reações envolvidas anódica cu catódica:cu2 2é +cu 2 2é cu2 · impacto ambiental o cobre é facilmente e indefinidamente reciclado sem perda de qualidade ou de desempenho o cobre é obtido por meio do lixo reciclado computadores equipamentos eletrônicos válvulas e eletrodomésticos 1 3

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eletrólise ígnea · funcionamento e utilização é uma reação química provocada pela passagem de corrente elétrica através de um composto iônico fundido como por exemplo nacl.a eletrólise ígnea exige eletrodos inertes que possuam elevado ponto de fusão geralmente são usados a platina ou grafita os íons na1 se dirigem para o cátodo pólo negativo recebem um elétron e são transformados em sódio metálico na0 a equação foi multiplicada por 2 para igualar o número de elétrons na redução e na oxidação.os íons cl 1 se dirigem para o ânodo polo positivo perdem seus elétrons e são transformados em gás cloro cl2 · reações envolvidas semirreação no polo positivo 2clcl2+2é semirreação no polo negativo:2na +2é 2na reação global:2na 2cl2na+cl2 1 4

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ustulação · funcionamento e utilização ustulação consiste em aquecer um sulfeto na presença de gás de oxigênio conhecido também como queima de sulfeto processo geralmente usado para obtenção de metais como chumbo cobre prata zinco e mercúrio É a queima de sulfetos em fornos especiais com passagem de corrente de ar quente a ustulação de sulfetos cujo cátion vem de um metal de baixa eletropositividade metal pouco reativo ou nobre dá origem a esse metal com desprendimento de dióxido de enxofre se o cátion vem de um metal de alta eletropositividade metal muito reativo ou não nobre dá origem ao óxido desse metal com desprendimento de dióxido de enxofre · reações envolvidas · impacto ambental:como a ustulação é um processo que produz muito óxido de enxofre que é um produto altamente tóxico ela provoca um grande impacto ambiental 1 5

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