Anteriormente, discutimos a célula eletroquímica, que é um dispositivo usado para converter a energia química produzida em uma reação redox em energia elétrica. Essas células são de dois tipos, ou seja, células voltaicas e células de eletrólise.
As células voltaicas são células eletroquímicas que podem gerar energia elétrica espontaneamente a partir de reações químicas que ocorrem em solução. Já as células de eletrólise são células que sofrem uma reação química quando uma corrente elétrica é aplicada à célula.
Nesta discussão, iremos nos familiarizar mais com as células voltaicas, também conhecidas como células galvânicas. Por quê?
Sim, as próprias células Galvani foram basicamente descobertas por um cientista da Itália, Luigi Galvani. Tudo começou quando o físico e médico que mora na cidade de Bolonha operava uma perna de sapo. Ele viu que seu bisturi de metal era de um tipo diferente quando segurado no nervo da perna de um sapo morto, assustado e comovido. Galvani posteriormente argumentou que esse efeito estava relacionado às propriedades neuroprotetoras. Esta opinião de Galvani foi posteriormente declarada errada por Alessandro Volta.
Volta continuou o trabalho de Luigi Galvani e provou que a teoria de seu colega sobre o efeito de choque nas pernas de sapo estava errada. Na verdade, esse efeito surgiu de 2 metais diferentes do bisturi de Galvani. Com base nesta opinião, Volta conseguiu criar a "Bateria Volta" (Pilha de Voltac). Para seus serviços, a unidade de diferença de potencial elétrico é chamada de volt.
A célula voltaica consiste em várias partes, nomeadamente o voltímetro, a ponte salina, o ânodo e o cátodo.
O voltímetro é um componente que funciona para determinar a magnitude potencial da célula. O voltímetro é colocado em paralelo à localização dos componentes sendo medidos no circuito. Esta ferramenta consiste em três placas de cobre fixadas a uma baquelite dispostas em um tubo de vidro ou plástico.
(Leia também: Características importantes das células eletroquímicas e suas séries)
Salt Bridge é um tubo em forma de U contendo uma solução concentrada de eletrólitos inertes, como cloreto de potássio, nitrato de potássio e outros em ágar ou gelatina. A ponte de sal completa o circuito elétrico, permitindo o movimento de íons de uma solução para outra sem misturar as duas soluções. A ponte de sal também ajuda a manter a neutralidade elétrica da solução nas duas células e meia.
O ânodo ou eletrodo negativo é o local da reação de oxidação. Na foto, o que atua como um ânodo é o eletrodo de Zn / zinco (eletrodo de zinco).
O cátodo ou eletrodo positivo é o local da reação de redução. Na foto, o eletrodo de cobre atua como o cátodo.
Processo em células Volta
No ânodo, o metal Zn libera elétrons e se torna Zn2 + dissolvido.
- Zn (s) → Zn2 + (aq) + 2e–
No cátodo, os íons Cu2 + capturam elétrons e precipitam no metal Cu.
- Cu2 + (aq) + 2e– → Cu (s)
Isso pode ser visto a partir da redução da massa metálica do Zn após a correção, enquanto a massa do metal Cu aumenta. A reação total que ocorre nas células voltaicas é:
- Zn (s) + Cu2 + (aq) → Zn2 + (aq) + Cu (s)
