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Pilha Seca de Leclanché

Química

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

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 11 de dezembro de 2018.

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Lista de Exercícios
Questão 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.

Questão 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.

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