Células Secas e Baterias
Células Voltaicas
Uma célula voltaica é formada por duas placas de metais diferentes, chamadas de eletrodos, imersas em uma solução eletrolítica. Esse arranjo cria uma diferença de potencial elétrico, resultando no fluxo de elétrons de um eletrodo ao outro. A solução eletrolítica, composta geralmente de água e um composto químico, gera íons positivos e negativos que facilitam a condução de corrente elétrica. Nos acumuladores de energia usados em aeronaves, por exemplo, o eletrólito pode ser ácido sulfúrico misturado com água.
Para exemplificar, quando uma barra de carbono e uma placa de zinco são inseridas em uma solução de cloreto de amônio, cria-se uma célula voltaica elementar. O zinco, que tende a liberar íons positivos, acumula uma carga negativa e age como o cátodo, enquanto o carbono funciona como o ânodo, carregado positivamente. Esta combinação de materiais gera uma corrente elétrica quando os eletrodos são conectados externamente.
Processos Eletroquímicos
Na célula voltaica, a imersão do zinco no eletrólito faz com que seus átomos se dissociem, transformando-se em íons e liberando elétrons para a placa, resultando em uma carga negativa. Enquanto isso, os íons de hidrogênio presentes no eletrólito se movem em direção ao eletrodo de carbono, onde recebem elétrons, formando moléculas de hidrogênio que eventualmente se desprendem como gás. Este processo químico é responsável pelo fluxo contínuo de elétrons e cria uma corrente elétrica entre os dois eletrodos.
Células Secas de Zinco-Carbono
Diferente das células voltaicas líquidas, as células secas contêm o eletrólito na forma de pasta, o que permite o manuseio sem risco de vazamento. O dióxido de manganês, misturado com grafite, é utilizado para reduzir a resistência interna e prevenir o acúmulo de gás hidrogênio, que poderia interromper a corrente. As células secas são amplamente utilizadas em dispositivos portáteis como lanternas, fornecendo uma tensão padrão de aproximadamente 1,5V. A construção compacta e isolada evita curtos-circuitos, mantendo o eletrodo de zinco como polo negativo e o carbono como polo positivo.
Tipos de Células: Primárias e Secundárias
Células primárias, como as de zinco-carbono, são descartáveis, pois seus materiais se deterioram durante o uso. Já as células secundárias, como as baterias de chumbo-ácido, podem ser recarregadas repetidamente, pois a reação química que gera a corrente elétrica é reversível. Para recarregar, aplica-se uma tensão externa maior que a da célula, forçando os elétrons a retornar ao eletrodo negativo e restaurando a composição química original.
Considerações de Polaridade e Símbolos
O símbolo de uma célula ou bateria indica a polaridade: a barra maior representa o terminal positivo, e a menor, o negativo. A correta conexão da polaridade é essencial para o funcionamento de dispositivos eletrônicos e aviônicos, onde uma instalação incorreta pode causar falhas no sistema.
