Eletrólitos

Eletrólito

• É toda substância que ao ser dissociada ou ionizada, forma íons positivos e íons negativos - cátions e ânions - respectivamente, e ao se adicionar um solvente ou calor, passa a conduzir eletricidade.
• Em termos químicos/matemáticos :

AB ↔ A⁺ + B^-

• Existem 4 tipos de eletrólitos :
  • Eletrólitos fortes : Que praticamente não impedem a passagem dos íons;
  • Eletrólitos médios : Que apresentam alguma resistência à corrente;
  • Eletrólitos fracos : Que fazem uma força contrária mas permitem ainda assim, a passagem da corrente;
  • Não-eletrólitos : Soluções que não permitem que a corrente elétrica os atravesse.

Eletrólitos em Baterias

Baterias

• Antes de entender uma bateria, primeiro é necessário conhecimentos básicos sobre pilhas. Estas, de maneira sucinta, são dispositivos que produzem corrente contínua por meio de reações químicas, isso ocorre devido às tendências para doar e receber elétrons que cada material possui. Essa reação de troca de elétrons é chamada de Reação de Oxirredução, neste caso, uma reação espontânea em que um material reduz (recebe elétrons) e outro oxida (doa elétrons), respectivamente, o cátodo e o ânodo. Os elétrons provenientes da reação entre esses materiais saem do ânodo (pólo negativo) para o cátodo (pólo positivo) da pilha, gerando assim corrente elétrica.
• Com tais conhecimentos, pode-se dizer que uma bateria nada mais é do que um conjunto de pilhas ligadas em série. Por exemplo, uma das bateria mais comuns são as baterias de chumbo, encontradas em automóveis em geral, que são formadas de um conjunto de seis pilhas, cada uma gerando aproximadamente 2V, dando um total de 12V.

Funcionamento

• Continuando com o exemplo da bateria de chumbo, esta é formada por seis placas de chumbo, ânodo da pilha, e óxido de chumbo (PbO₂), cátodo da pilha, dispostas alternadamente e separadas por um material poroso e não condutor. Todo os componentes juntos são mergulhados em um eletrólito, ácido sulfúrico, para que ocorram as trocas de elétrons.
• Dentro do recipiente reações de oxirredução são formadas:

Ânodo: Pb + HSO₄^- + H₂O ↔ PbSO₄ + H₃O⁺ + 2e^- Cátodo: PbO₂ + HSO₄^-+ 3H₃O⁺ + 2e^- ↔ PbSO₄ + 5H₂O

• Gerando a equação global da bateria:

Reação global: Pb + PbO₂ + 2HSO₄^- + 2H₃O⁺ ↔ 2PbSO₄ + 4H₂O

• É perceptível que durante a descarga tanto o ânodo quanto o cátodo são convertidos à sulfato de chumbo. No entanto, as reações são reversíveis, o que significa que é possível recarregar as baterias de chumbo, bastando aplicar energia ao sistema. Desse modo, a reações ocorrem em seu sentido invertido, regenerando boa parte do ácido sulfúrico e carregando a bateria.

Observação

• A título de curiosidade, a constante de ionização é dada por :

Para o ácido genérico :

Para a base genérica :

Experiência prática

https://www.youtube.com/watch?v=y6_CgKUX8XQ

[1] - Pilha Caseira

Questões

• 1. Se uma solução permite a passagem de corrente elétrica, nos deixa a concluir que o soluto presente nela :

a) é iônico;

b) pode ser iônico ou molecular;

c) também conduz a corrente elétrica quando puro;

d) é molecular;

e) tem todas as suas moléculas ionizadas.

• 2. Quando um ácido foi ionizado em água, notou-se que o número de moléculas ionizadas eram quatro vezes o número de moléculas não-ionizadas. Tendo como base essa informação a porcentagem de ionização do referido ácido era:

a) 25%.

b) 40%.

c) 70%.

d) 75%.

e) 80%.