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Pilhas: elétrons do ânodo para o cátodo

Oxirredução espontânea com os elétrons obrigados a passar pelo fio.

caiu 6× no ENEM · 2021 (2) · 2024 · 2018aula de 2 minutos
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Em 60 segundos

Pilha é uma oxirredução espontânea em que os elétrons passam por um fio: energia química vira elétrica. O eletrodo de menor Ered∘E^\circ_{red} se oxida: é o ânodo, polo negativo, de onde saem os elétrons. O de maior Ered∘E^\circ_{red} os recebe e se reduz: é o cátodo, polo positivo. A ddp é Ecaˊt∘−Ea^n∘E^\circ_{cát} - E^\circ_{ân}, sem multiplicar pelos coeficientes. Em série (− de uma no + da outra) as ddp se somam. A reação global é a soma das semirreações com os elétrons igualados; a célula a combustível é uma pilha alimentada sem parar.

ΔE∘=Ered, caˊtodo∘−Ered, aˆnodo∘\Delta E^\circ = E^\circ_{\text{red, cátodo}} - E^\circ_{\text{red, ânodo}}

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    Ânodo: oxidação, polo −, menor E° de redução

  • ✓

    Cátodo: redução, polo +, maior E° de redução

  • ✓

    ddp = E°(cátodo) − E°(ânodo); não multiplique por coeficientes

  • ✓

    Em série, − ligado ao +: as ddp se somam

  • ✓

    Célula a combustível: H₂ + O₂ → H₂O, sem queima

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Veja funcionando

e⁻e⁻ chegam ao polo +íons fecham o circuitoaparelho ligado
Ânodo (menor E°): oxidação
Polo negativo: libera e⁻
Fio externo: corrente elétrica
Cátodo (maior E°): redução
Ponte salina / eletrólito: íons
Energia química → elétrica
Elétrons pelo fio, do ânodo (−) ao cátodo (+); íons pela ponte salina. É esse circuito que acende o aparelho.

🎛️ Afaste os dois potenciais para ganhar ddp por pilha; aumente o número de pilhas para multiplicar a tensão.

🧪 Simulação

Monte sua bateria

Escolha os potenciais de redução do cátodo e do ânodo e quantas pilhas ligar em série; veja a ddp de cada pilha e da bateria.

ddp de uma pilha
1,1 V
ddp da bateria
1,1 V
012345601234567pilhas em sérieddp (V)sua bateria
Em série, cada pilha acrescenta a mesma ddp: a tensão cresce em degraus iguais.

Cada pilha dá 0,34 − (-0,76) = 1,1 V; com 1 em série, a bateria fornece 1,1 V.