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Pilha Seca de Leclanché

A pilha seca possui um polo positivo, que é a barra de grafita envolvida por dióxido de manganês, carvão e uma pasta úmida, e o polo negativo, que é o envoltório de zinco.

Imagem de pilhas, entre as quais a maioria é pilhas secas de Leclanché
Imagem de pilhas, entre as quais a maioria é pilhas secas de Leclanché
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As pilhas comuns são chamadas de pilhas de Leclanché em homenagem ao seu inventor, o químico francês George Leclanché (1839-1882).

 

 

 

 

 

George Leclanché (1839-1882)
George Leclanché (1839-1882)

Leclanché criou esse tipo de pilha no ano de 1866. Ela é chamada também de pilha seca porque até então só existiam pilhas que usavam soluções aquosas, como a Pilha de Daniell.

 Outras duas denominações que esse tipo de pilha recebe devido a sua constituição é pilha ácida ou pilha de zinco-carbono. Ela é basicamente formada por um envoltório de zinco separado das demais espécies químicas que compõem a pilha por meio de um papel poroso.

Esse zinco corresponde ao polo negativo da pilha ou ânodo, pois ele se oxida, perdendo dois elétrons, segundo a semirreação abaixo:

Polo Negativo – Ânodo: Zn (s) → Zn2+ (aq) + 2 e-

Essa pilha também possui um polo positivo, o cátodo, que é uma barra de grafita instalada no meio da pilha envolvida por dióxido de manganês (MnO2), carvão em pó (C) e por uma pasta úmida contendo cloreto de amônio (NH4Cl), cloreto de zinco (ZnCl2) e água (H2O).

O cloreto de amônio e o cloreto de zinco são sais de caráter ácido, por isso, o nome “pilha ácida”.

A barra de grafita conduz os elétrons perdidos pelo zinco até o manganês, ocorrendo a redução do dióxido de manganês (MnO2) a trióxido de manganês (Mn2O3), segundo a semirreação a seguir:

Polo positivo – Cátodo: 2 MnO2(aq) + 2 NH4 1+ (aq)  + 2e-  → 1 Mn2O3  (s) + 2NH3(g) + 1 H2O(l)

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A pasta úmida faz o papel de ponto salina, permitindo a migração dos ânions hidroxila (OH-) da grafita para o zinco.

A reação global é dada por:

Zn (s) + 2 MnO2(aq) + 2 NH4 1+ (aq) → Zn2+ (aq) + 1 Mn2O3  (s) + 2NH3(g)

Desse modo, essas pilhas não são recarregáveis, uma vez que todo o dióxido de manganês é convertido em trióxido de manganês.  Quando a pilha para de funcionar, ela deve ser descartada.

Esquema de composição da pilha seca de Leclanché

A ddp dessas pilhas é de 1,5V. No entanto, a amônia (NH3(g)) formada no cátodo pode se depositar sobre a barra de grafita, dificultando a passagem dos elétrons e diminuindo a voltagem da pilha. Para voltar ao funcionamento normal, basta deixar a pilha em repouso fora do aparelho, pois o cátion zinco (Zn2+ (aq)) formado no ânodo reage com a amônia, deixando a barra de grafita livre.

Além disso, colocar a pilha na geladeira também pode ajudar, pois a diminuição da temperatura favorece a solubilidade da amônia na pasta úmida da pilha.

Outro fator importante a respeito das pilhas secas de Leclanché que devemos considerar é que o envoltório de zinco pode ser corroído e, com isso, pode vazar o material corrosivo e danificar o aparelho. Assim, o melhor a fazer é não deixar as pilhas dentro de aparelhos que não são continuamente usados.

As pilhas secas são indicadas paraequipamentos que requerem descargas leves e contínuas, como controle remoto, relógio de parede, rádio portátil e brinquedos.


Por Jennifer Fogaça
Graduada em Química

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. "Pilha Seca de Leclanché"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/pilha-seca-leclanche.htm. Acesso em 08 de abril de 2025.

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Lista de exercícios


Exercício 1

As pilhas comuns de lanternas, brinquedos, entre outros, são chamadas de Leclanché ou pilhas secas. Em relação a essas pilhas, identifique a alternativa incorreta:

  1. A substância despolarizante, isto é, que evita a polarização, é o dióxido de manganês.
  2. O polo negativo (ânodo) dessa pilha é um envoltório de zinco.
  3. O bastão de grafite instalado no centro dessa pilha funciona como polo positivo (cátodo).
  4. Ela é uma pilha recarregável.
  1. Essas pilhas são chamadas também de pilhas ácidas porque contêm cloreto de amônio e cloreto de zinco, que são sais de caráter ácido.

Exercício 2

Quando uma pilha seca comum para de funcionar, algumas pessoas colocam-na na geladeira e observam que após certo tempo ela volta a funcionar. Isso acontece porque:

  1. A baixa temperatura ajuda a recarregar essas pilhas.
  2. A baixa temperatura faz com que o gás amônia descubra o eletrodo de grafite.
  3. A baixa temperatura favorece a produção de MnO2, que atua como despolarizante.
  4. A baixa temperatura favorece a perda de elétrons do ânodo.
  1. A baixa temperatura favorece as reações reversíveis que ocorrem no cátodo e no ânodo.

Exercício 3

(PUCCamp - SP) Nas pilhas secas, geralmente utilizadas em lanternas, há um envoltório de zinco metálico e um bastão central de grafite rodeado de dióxido de manganês e pasta úmida de cloreto de amônio e de zinco, conforme a figura a seguir.

As reações são complexas, porém, quando o fluxo de corrente é pequeno, as reações podem ser apresentadas por:

Ânodo: 1 Zn → 2 e- + 1 Zn2+

Cátodo: 2 MnO2+ 2 NH41+ + 2e-  → Mn2O3(s) + 2 NH3 + H2O

À medida que a pilha seca vai sendo gasta, há aumento nas massas de:

a) zinco metálico e água.

b) dióxido de manganês.

c) sais de amônio e de zinco.

d) zinco metálico e dióxido de manganês.

e) amônia, água, sais de zinco e óxido de manganês III.

 

Exercício 4

(UnB-DF) As pilhas vendidas no comércio para uso em lanternas, rádios e outros aparelhos elétricos constituem-se fundamentalmente de uma cápsula de zinco, uma solução aquosa de eletrólitos (ZnCl2 + NH4Cl), dióxido de manganês  e um bastão de grafita.

A figura a seguir representa um corte longitudinal de uma pilha de manganês.

Durante o funcionamento da pilha, ocorrem as seguintes reações:

No ânodo: Zn(s) → Zn2+(aq) + 2 e-

No cátodo: 2 MnO2(s) + 2 NH41+(aq) + 2e-  → Mn2O3(s) + 2 NH3(aq)  + H2O(ℓ)

Julgue os itens a seguir:

  1. Mn4+ é o agente redutor.
  2. Durante o funcionamento dessa pilha, o fluxo de elétrons ocorre no sentido grafita → zinco.
  3. A reação global da pilha é:

Zn(s) + Mn2O3(s) + 2 NH3(aq)  + H2O(ℓ) → Zn2+(aq) + 2 MnO2(s) + 2 NH41+(aq) + 4e- 

  1. A quantidade de Zn2+ diminui durante o funcionamento da pilha.
  1. A pilha cessará seu funcionamento quando o MnO2 for totalmente consumido.