A FORÇA ELETROMOTRIZ (FEM) DAS PILHAS

Olá novamente, você aprenderá aqui sobre a força eletromotriz das pilhas, não se desesperem !

                                                  

Quando a água cai espontaneamente, em uma cachoeira, a Física explica o fato dizendo que a água caiu de um nível de maior energia para outro, de menor energia (no caso, energia potencial). Quanto maior for a quantidade de água e maior a altura da queda, maior será a energia liberada pela água (que pode ser transformada, por exemplo, em energia elétrica, em uma usina hidroelétrica). Fato idêntico ocorre com as pilhas. Dependendo dos materiais (metais e eletrólitos) que formam a pilha, ela irá “despejar” uma quantidade maior ou menor de elétrons, com mais ou menos energia, através do circuito externo:

• a quantidade de eletricidade (isto é, a quantidade de elétrons) que passa por um ponto do fio, na unidade de tempo (por exemplo, 1 segundo) é o que se denomina intensidade da corrente elétrica; ela é medida em ampères, com o auxílio de um aparelho chamado
amperímetro (Foto A).
• a altura da queda de água corresponde, na eletricidade, ao que se chama de diferença de potencial
(ddp) — ou, mais especificamente, de força eletromotriz (fem) da pilha —, que representa a “pressão” que move os elétrons através do condutor externo; ela é medida em volts, com o uso de voltímetros. Lembre-se de que a “fem é a ddp medida entre os pólos da pilha, quando não há passagem de corrente elétrica pelo circuito” (Foto B).

Entre três pilhas comuns de lanterna, a maior fornecerá maior quantidade total de eletricidade; a fem,
porém, é igual para as três (1,5 V).

O conhecimento da fem é importante no uso diário das pilhas. Uma pilha comum fornece 1,5 V; uma lanterna com duas pilhas ligadas em série, opera com 2 " 1,5 V % 3,0 V.No estudo que se segue, é bom não esquecer que a reação química que ocorre em uma pilha é uma reação de oxi-redução como outra qualquer. Desse modo, ficará mais fácil entender por que a fem de uma pilha depende:
• da natureza dos metais formadores da pilha;
• das concentrações das soluções empregadas;
• da temperatura em que a pilha estiver funcionando.

A natureza dos metais formadores da pilha
Esse é, sem dúvida, o fator mais importante. Em linguagem simples, podemos dizer que o anodo (pólo negativo) “empurra” elétrons para o circuito externo, enquanto o catodo (pólo positivo) “puxa” elétrons do circuito externo. Assim, quanto maior for a tendência do anodo em “soltar” elétrons e quanto maior for a tendência do catodo em “capturar” elétrons, tanto maior será a diferença de potencial exibida pela pilha. Por esse motivo, a fem da pilha Zn/Cu é maior que a fem da pilha Cu/Ag, por exemplo.

 As concentrações das soluções empregadas
Voltemos, apenas como exemplo, à equação da pilha de Daniell:

Admitindo um comportamento ideal das soluções, é fácil perceber que, em decorrência do princípio de Le Chatelier, um aumento da concentração do CuSO4 deslocará o equilíbrio para a direita, favorecendo a reação normal da pilha e aumentando, em conseqüência, a fem apresentada. Pelo contrário, um aumento da concentração do ZnSO4 deslocará o equilíbrio para a esquerda, contrariando o funcionamento da pilha e diminuindo, portanto, sua fem. Por esse motivo, foi escolhida arbitrariamente a concentração 1 mol/L, para ser a concentração normal ou padrão de qualquer meia-célula.

A temperatura da pilha
Já sabemos que a temperatura influi no andamento de todas as reações químicas; portanto ela irá influir também na reação da pilha, podendo aumentar ou diminuir sua fem. Sendo assim, foi escolhida arbitrariamente a temperatura de 25 °C como a temperatura normal ou padrão de qualquer meia-célula.

  

ESPERO QUE TENHA AJUDADO VOCÊ!

FONTE: Feltre, Ricardo, 1928- .

        Química / Ricardo Feltre. — 6. ed. —
São Paulo : Moderna, 2004.