A célula galvânica é uma célula eletroquímica que obtém uma corrente elétrica de energia química. Este dispositivo consiste em dois metais diferentes conectados por meio de uma ponte de sal ou um disco poroso localizado entre cada meia célula. Recebe seu nome em homenagem a Luigi Galvani.
A célula galvânica ou pilha voltaica (em homenagem a Alessandro Volta) é semelhante à célula galvânica. As descobertas de Luigi Galvani e Alessandro Volta abriram caminho para as baterias elétricas.
A célula voltaica, a primeira célula elétrica que pode fornecer um potencial elétrico em um circuito, obtém energia elétrica de uma reação química.
Como funciona uma célula galvânica?
Uma célula galvânica consiste em dois eletrodos imersos em um tanque contendo um eletrólito. Em geral, o eletrólito consiste em duas soluções eletrolíticas que podem trocar íons através de uma ponte salina ou de um septo poroso.
O metal em uma célula galvânica se dissolve no eletrólito em duas velocidades diferentes. Os metais tornam-se íons positivos na dissolução e os elétrons permanecem na parte não dissolvida.
Como resultado, o metal imerso na solução eletrolítica adquire uma carga negativa líquida à medida que o eletrólito torna-se carregado positivamente. Se houver uma conexão elétrica, os elétrons fluem gerando uma corrente elétrica.
O que é ânodo e cátodo?
O ânodo é o metal mais ativo, por exemplo o zinco metálico. O cátodo é o metal mais inativo, por exemplo o cobre metálico.
Ao mesmo tempo, uma corrente elétrica igual, mas com íons positivos, aparece no eletrólito. Os íons anódicos são transferidos para o eletrólito. Os íons dissolvidos também são transferidos para o cátodo, que é o metal menos ativo.
Desta forma, o ânodo é consumido ou corroído. Quando o material do ânodo é totalmente consumido, a corrente elétrica pára.
O metal pode ser considerado o combustível que fornece energia ao dispositivo.
Um processo semelhante é usar a eletrólise. A corrente elétrica no eletrólito é igual à corrente no circuito externo. Ou seja, o circuito elétrico completo é formado tanto pelo caminho externo dos elétrons quanto pela parte do eletrólito, por onde passam os íons positivos.
Há um fluxo de elétrons do ânodo, os íons oxidados, para o cátodo, os átomos reduzidos (que absorvem os elétrons). Esse fluxo produzido por uma reação de oxidação-redução (redox) é o que constitui a corrente elétrica produzida pela célula galvânica.
Tipos de células galvânicas
Dos tipos de células galvânicas, distinguimos três:
Célula de concentração
Uma célula de concentração é uma célula primária (não recarregável) que usa duas meias células galvânicas com a mesma espécie química, mas com concentrações diferentes.
Por exemplo, uma célula deste tipo pode ser composta por dois eletrodos de cobre imersos em duas soluções contendo sulfato de cobre (CuSO 4 ). As duas soluções têm concentrações diferentes e os eletrodos são separados por um septo poroso ou por uma ponte de sal.
A bateria irá descarregar quando a concentração de eletrólito nas duas meias células for a mesma.
Célula eletrolítica
Uma célula eletrolítica consiste em dois eletrodos imersos em um tanque contendo um eletrólito. Geralmente, o eletrólito consiste em duas soluções eletrolíticas que podem trocar íons através de uma ponte de sal ou um septo poroso.
Uma reação de oxidação ocorre no ânodo. Por outro lado, ocorre uma reação de redução no cátodo. O resultado é que uma reação redox ocorre na célula que aproveita a energia elétrica externa para produzi-la.
Os sinais dos pólos são invertidos em relação a uma célula galvânica. Em uma célula eletrolítica, o ânodo é o pólo positivo, enquanto o cátodo é o pólo negativo.
Célula eletroquímica
As células eletroquímicas são compostas de dois meios-elementos, também chamados de meias células.
Esses semielementos são mantidos separados por uma membrana semipermeável ou contidos em recipientes separados conectados por uma ponte de sal. Ao conectar os meios elementos, um meio elemento libera elétrons por meio da reação de oxidação. Por sua vez, esses elétrons são transferidos para o outro para desencadear a reação de redução.
