Mostrar código-fonte de Pilha

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[[Ficheiro:ElectrochemCell.png|thumb|250px|right|Célula voltaica. Neste exemplo há dois compartimentos conectados por uma ponte salina.]]
'''Pilha elétrica''', '''célula galvânica''', '''pilha galvânica''' ou ainda '''pilha voltaica'''  é um dispositivo que utiliza reações de óxido-redução para converter [[energia química]] em [[energia elétrica]]. A reação química utilizada será sempre espontânea.

Neste dispositivo, têm-se dois [[eletrodo]]s que são constituídos geralmente de metais diferentes, que fornecem a superfície na qual ocorrem as reações de [[oxidação]] e [[redução]]. Estes eletrodos são postos em dois compartimentos separados, imersos por sua vez em um meio contendo [[íons]] em concentrações conhecidas e separados por uma placa ou membrana porosa, podendo ser composta por argila não-vitrificada, [[porcelana]] ou outros materiais. As duas metades desta célula eletroquímica são chamadas de compartimentos e têm por finalidade separar os dois reagentes participantes da reação de óxido-redução, do contrário, os elétrons seriam transferidos diretamente do [[agente redutor]] para o [[agente oxidante]]. Finalmente, os dois eletrodos são conectados por um circuito elétrico, localizado fora da célula, denominado [[Circuito elétrico|circuito externo]], garantindo o fluxo de [[elétrons]] entre os eletrodos.

As pilhas não devem ser confundidas com as [[baterias]]. Enquanto a primeira apenas converte energia química a elétrica, a segunda faz a interconversão entre energia química e elétrica.

É importante saber que na pilha, os elétrons fluem do [[ânodo]] para o [[cátodo]], sendo que o sentido da [[corrente elétrica]], frequentemente utilizado na [[Física]], se dá do cátodo para o ânodo.

== História ==
No século XVII, [[Otto Von Guericke]] inventou a primeira máquina para produzir [[eletricidade]].

Na segunda metade do século XVIII, [[Feeh Garcia]] começou a pesquisar sobre a aplicação terapêutica da electricidade. Após dez anos de pesquisa publicou ''Sobre as forças de eletricidade nos movimentos musculares'', onde concluía que os [[músculo]]s armazenavam electricidade (do mesmo modo que uma [[garrafa de Leiden]]) e os nervos conduziam essa eletricidade.

No século XVIII, [[Alessandro Volta]], pondo em prática uma experiência de Luigi Galvani, descobriu algo curioso. Verificou que, se dois metais diferentes forem postos em contacto um com o outro, um dos metais fica ligeiramente negativo e o outro ligeiramente positivo. Estabelece-se entre eles uma diferença de potencial ou seja, uma tensão elétrica. Usando esta experiência como base, concebeu uma pilha, a que deu o nome de pilha voltaica.

A pilha era composta por discos de [[zinco]] e de cobre empilhados e separados por pedaços de tecido embebidos em solução de ácido sulfúrico. Esta pilha produzia energia elétrica sempre que um fio condutor era ligado aos discos de zinco e de cobre, colocados na extremidade da pilha.

Em [[1812]],[[Humphry Davy|Davy]] produziu um [[arco voltaico]] usando elétrodos de [[carvão]] ligados a uma [[Bateria (química)|bateria]] de muitos elementos.

== Funcionamento de uma pilha ==
[[Ficheiro:Batteries comparison 4,5 D C AA AAA AAAA A23 9V CR2032 LR44 matchstick-vertical.jpeg|right|thumb|130px|Vários tipos de pilhas.]]
[[File:Diferentes Pilhas AA.JPG|thumb|Alguns modelos de pilhas comerciais]]
Suponhamos, por exemplo, que separemos fisicamente a barra de zinco de uma solução de sulfato de cobre. O zinco é imerso numa solução aquosa de [[sulfato de zinco]], assim como uma barra de [[cobre]] é imersa em solução aquosa de sulfato de cobre. As duas barras encontram-se interligadas eletricamente mediante um fio. Este dispositivo forma uma pilha.

As barras de zinco e de cobre são denominadas eletrodos e fornecem a superfície na qual ocorrem as reações de [[oxidação]] e de redução. Se os eletrodos de zinco e o cobre forem ligados entre si, por meio de um circuito externo, haverá um escoamento de elétrons através desse circuito, do eletrodo de zinco para o de cobre, em cuja superfície serão recebidos pelos [[íon]]s Cu<sup>+2</sup>. (lembre-se da fila de reatividade!).

E esses íons serão reduzidos e os átomos de cobre se depositarão na superfície do eletrodo de cobre ([[eletrodeposição]]). Nesta célula o eletrodo de zinco é denominado ânodo. O ânodo é um eletrodo no qual ocorre a oxidação:

Zn<sub>(s)</sub> <math>\longrightarrow</math> Zn<sup>2+</sup> + 2e<sup>–</sup> (reação anódica)

O eletrodo de cobre, nesta composição, será o cátodo, um eletrodo no qual se realiza a redução.

Cu<sup>2+</sup> + 2e<sup>–</sup> <math>\longrightarrow</math> Cu<sub>(s)</sub> (reação catódica)

Logo,

* Ânodo = local onde ocorre oxidação
* Cátodo = local onde ocorre redução

À medida que se vai realizando a reação da [[célula]], os íons de zinco migram afastando-se do ânodo de zinco, em direção do eletrodo de cobre, à semelhança do que ocorre com os íons de cobre. A pilha pode conter uma parede permeável ou uma ponte salina (com cloreto de potássio, os íons Cl<sup>–</sup> migram em direção ao ânodo e os íons K<sup>+</sup> migram em direção ao cátodo) que fazem o contato entre as duas células. As reações de eletrodo e a reação da célula são:

* Ânodo : Zn <sub>(s)</sub> <math>\longrightarrow</math> Zn<sup>2+</sup> + 2 e<sup>–</sup>
* Cátodo : 2 e<sup>–</sup> + Cu<sup>2+</sup> <math>\longrightarrow</math> Cu<sub>(s)</sub>
* Reação Global da Célula: Zn<sub>(s)</sub> + Cu<sup>2+</sup> <math>\longrightarrow</math> Zn<sup>2+</sup> + Cu<sub>(s)</sub>

== Observações ==
O [[metal]] mais nobre sofre sempre redução.
* '''Ânodo''' = Nele ocorre a oxidação = pólo negativo da pilha
* '''Cátodo''' = Nele ocorre a redução = pólo positivo da pilha
* A substância que sofre redução, denomina-se agente oxidante
* A substância que sofre oxidação, denomina-se agente redutor

Lembrando também, que:
* O Ânodo corrói ( sai da lâmina e vai para a solução )
* O Cátodo se deposita ( sai da solução e vai para a lâmina )
* Uma "pilha recarregável" (nome impróprio) é na verdade uma [[Bateria]]

== Mnemônicas ==
AONDE: Ânodo Oxidação Negativo Diminui Espessura. O ânodo sofre oxidação, é o pólo negativo e como resultado diminui a sua [[espessura]] (perde massa).

A ordem dos potenciais segue o esquema:
* Familia 1A
* Família 2A
* Alumínio(Al)

Outro método mnemônico é o CRAO: Cátodo Redução Ânodo Oxidação. Uma possível vantagem deste último método é que não cita as cargas positivas e negativas, que são opostas na pilha e na [[eletrólise]], podendo dessa forma ser usado para ambas (pilha e eletrólise).

== {{Ligações externas}} ==
* {{Link||4=http://www.ime.usp.br/~pf/algoritmos/aulas/pilha.html}}

[[Categoria:Pilhas|*]]
[[Categoria:Eletroquímica]]

[[si:විදුලි කෝෂය (විද්‍යුතය)]]