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Bateria de chumbo dos automóveis

As baterias de chumbo utilizadas em automóveis são muito duráveis, com uma voltagem de 12 V, compostas de 6 pilhas ou células. Seu ânodo (polo negativo) corresponde às placas de chumbo; e o seu cátodo (polo positivo), às placas de chumbo com óxido e chumbo IV (PbO2).

As baterias dos automóveis são baterias de chumbo, que geram normalmente 12 volts
As baterias dos automóveis são baterias de chumbo, que geram normalmente 12 volts
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As baterias são um conjunto de pilhas ligadas umas às outras, em série, isto é, o polo positivo de uma pilha está ligado ao polo negativo de outra e assim sucessivamente.

Assim, se ligarmos 6 pilhas de 2,0 V cada, obteremos uma bateria com capacidade de 12 V.

As baterias dos automóveis possuem normalmente essa força eletromotriz de 12 V, pois são compostas de 6 pilhas ou células de chumbo-ácido. E elas são também denominadas como baterias de chumbo, porque o seu ânodo (polo negativo) são as placas de chumbo e o seu cátodo (polo positivo) são as placas de chumbo com óxido e chumbo IV (PbO2).

Essas baterias possuem altas correntes, que permitem dar partida em motores graças aos elevados valores de densidade de potência que apresentam.

Como se observa na figura abaixo, as placas de chumbo revestidas de PbO2 (placas negativas) são ligadas ao conector positivo. Enquanto que as placas de chumbo (placas positivas) são ligadas ao conector negativo. Elas são separadas por algum papelão, plástico ou algum papel separador microporoso.

Esse conjunto é colocado no compartimento da bateria e mergulhadas em uma solução aquosa de ácido sulfúrico (H2SO4) com uma densidade de aproximadamente 1,28 g/cm3.

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Esquema de baterias de chumbo

As semirreações e a reação global que ocorrem nessa bateria são:

Ânodo:            Pb +HSO41-+ H2O      ↔  PbSO4 + H3O1+ + 2e-
Cátodo:           PbO2 + HSO41-+ 3H3O1+ + 2e-↔ PbSO4 + 5 H2O________
Reação global: Pb + PbO2 + 2 HSO41-+ 2 H3O1+↔ 2 PbSO4 + 4 H2O

Como pode ser observado pela seta dupla acima, essas reações são reversíveis, o que significa que é possível recarregar novamente as baterias de chumbo por se fornecer energia ao sistema, ou seja, é possível passar uma corrente elétrica fornecida por um gerador de corrente contínua. Desse modo, o sentido dessas reações é invertido, ocorrendo a regeneração de grande parte do ácido sulfúrico e carregando, assim, a bateria. No automóvel, essa diferença de potencial que fornece energia e recarrega a bateria é feita pelo dínamo ou pelo alternador.

A densidade do ácido sulfúrico ajuda a identificar se a bateria está decarregada. Visto que sua densidade é 1,28g/cm3 ; se este valor estiver abaixo de 1,20 g/cm3, significa que o ácido sulfúrico foi consumido e a bateria está descarregada. Por isso, essas baterias são muito duráveis.


Por Jennifer Fogaça
Graduada em Química
Equipe Brasil Escola

Escritor do artigo
Escrito por: Jennifer Rocha Vargas Fogaça Escritor oficial Brasil Escola

Gostaria de fazer a referência deste texto em um trabalho escolar ou acadêmico? Veja:

FOGAçA, Jennifer Rocha Vargas. "Bateria de chumbo dos automóveis"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/bateria-chumbo-dos-automoveis.htm. Acesso em 06 de novembro de 2024.

De estudante para estudante


Lista de exercícios


Exercício 1

Na bateria de um automóvel, ocorre a seguinte reação de descarga:

Pb(s) + PbO2(s) + 4 H+ (aq) + 2 SO42-(aq) ↔ 2 PbSO4(s) + 2 H2O(ℓ)

Dê a razão pela qual a densidade da solução diminui:

  1. A densidade diminui porque não há íons dissolvidos depois da descarga.

  2. A densidade diminui porque o chumbo é bastante denso e ele é consumido.

  3. A densidade diminui porque há a diminuição de ácido sulfúrico e aumento de água.

  4. A densidade diminui porque há a diminuição de óxido de chumbo IV e aumento de sulfato de chumbo.

  5. A densidade diminui porque há aumento da solução de ácido sulfúrico.

Exercício 2

Sabendo que uma bateria de automóvel é constituída de seis pilhas ligadas em série, qual é a voltagem que essa bateria produz?

São dadas as semirreações no ânodo e no cátodo:

 Ânodo: Pb(s) + SO42-(aq) →  PbSO4(s) + 2e- E0 = + 0,35 V
Cátodo: PbO2(s) + 4 H+(aq) + + SO42-(aq)  + 2e- → PbSO4(s) + 2 H2O(ℓ) E0 = + 1,68 V
 

  1. 2,03 V

  2. 12 V

  3. 1,33 V

  4. 6 V

  1. 0,58 V