Teoria eletrolítica da pilha de Volta
No funcionamento da pilha de Volta podemos distinguir duas fases:
1. Aparecimento da diferença de potencial inicial
Muitos metais, quando colocados dentro d’água, soltam íons seus na água. Assim, o zinco liberta, na solução de ácido sulfúrico, íons positivos bivalentes de zinco,
A libertação de íons de zinco não continua indefinidamente, porque a carga positiva dos íons que contornam esse eletrodo atingem valor tal que impede a libertação de novos íons; isto é, qualquer novo íon solto na solução é repelido pela carga positiva e volta ao zinco, aí se unindo a dois elétrons e formando novamente um átomo de zinco (neutro). O zinco fica então com carga negativa, devida aos elétrons, e a solução com carga positiva, devida aos íons. A consequêncta é que o zinco fica com um potencial mais baixo que a solução. Com a lâmina de cobre acontece o mesmo. Ela também solta na solução íons positivos bivalentes de cobre, e retém elétrons (fig. 211). Então, o cobre também fica com potencial mais baixo que a solução. Mas, os metais não tem todos a mesma facilidade para soltar íons. O cobre solta menos íons que o zinco e, portanto, retém menos elétrons que o zinco. A consequência é que o cobre fica com potencial mais alto que o zinco, embora ambos tenham potencial mais baixo que a solução. Esses potenciais estão esquematizados na figura abaixo.
A diferença de potencial entre o cobre e o zinco aparece então porque esses dois metais não tem a mesma facilidade para libertar íons na solução. Sentido da corrente elétrica Como o zinco possui mais elétrons que o cobre, quando eles são reunidos pelo condutor c há passagem de elétrons do zinco para o cobre, isto é, carga negativa, do zinco para o cobre. Mas, convencionamos que a corrente nos metais seja constituída por movimento de partículas positivas imaginárias que se desloquem do cobre para o zinco.
2. A manutenção da diferença de potencial
Poderíamos levantar a seguinte dúvida: se o zinco vai cedendo elétrons ao cobre, através do condutor c, depois de algum tempo o zinco e o cobre ficarão com igual número de elétrons, e portanto, ao mesmo potencial, e a pilha deixará de funcionar. Veremos que o ácido sulfúrico impede que isso aconteça.
As moléculas de ácido sulfúrico se dissociam em íons hidrogênio e
O íon
libertando-se nessa reação dois elétrons que o zinco manda depois para o condutor c. Essa reação química é a fonte de elétrons para o zinco, isto é, é a origem dos elétrons que a pilha fornece para constituírem a corrente elétrica no circuito externo.
O íon de hidrogênio,
Os átomos de hidrogênio se unem dois a dois formando moléculas de hidrogênio, que se desprendem junto ao cobre. Em resumo: a reação química Energia transformada na pilha
Agora podemos compreender claramente o que significa a expressão: “a pilha transforma energia química em energia elétrica”. Significa que a reação química
Com o funcionamento da pilha, a reação
Resumo
Observações
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