funcionamento de pilhas e baterias - encerramento

2025_EM_V1
Série
3o
bimestre
Aula 5
Química
Funcionamento de pilhas e
baterias – Encerramento
2a
Ensino
Médio

2025_EM_V1
Conteúdos Objetivos
● Semirreações, equação global, fila
de reatividade dos metais, cálculo
de DDP.
● Avaliar o funcionamento de pilhas e
baterias.

2025_EM_V1
• Por que alguns aparelhos eletrônicos
utilizam mais de uma pilha ou pilhas
e baterias maiores?
• O que as letras representam na
escolha de uma pilha/bateria?
• É preciso esperar a bateria
descarregar por completo para
carregar o aparelho novamente, a
fim de que não a “vicie”?
Tipos de pilhas e baterias
Observe as imagens, responda às
questões e compartilhe suas
respostas
Para começar
5 minutos
© Freepik Imagens: © Pixabay

2025_EM_V1
As baterias são formadas por várias pilhas
ligadas entre si. Dependendo da forma como
estão ligadas, as baterias podem fornecer
diferentes voltagens e níveis de corrente.
Uma pilha comum geralmente possui
voltagem igual a 1,5 V, sendo que seis
pilhas ligadas em série originam uma
bateria de
9 V, teremos um polo positivo ligado a um
polo negativo e assim sucessivamente.
Quando as pilhas estão ligadas em
paralelo, os polos positivos ficam conectados
entre si, assim como os polos negativos. A
voltagem fornecida permanece igual à de
uma única pilha, mas a corrente elétrica
total é a soma das correntes geradas pelas
pilhas no conjunto.
Esquema de formação de baterias ligadas em série e em paralelo
Reprodução – MUNDO EDUCAÇÃO, [s.d.]. Disponível em:
https://mundoeducacao.uol.com.br/quimica/diferenca-entre-pilhas-baterias.htm.
Acesso em: 5 jan. 2025.
Diferença entre pilhas e baterias
Foco no conteúdo

2025_EM_V1
Pause e responda
As baterias oferecem a flexibilidade de combinar várias células
para alcançar a tensão e a capacidade desejadas. Diante disso,
para obter uma tensão de 12 V, pode-se:
Utilizar 6 pilhas de 1,5 V cada em
paralelo.
série.
série.
paralelo.

2025_EM_V1
Pause e responda
Utilizar 6 pilhas de 1,5 V cada
em paralelo.
em série.
em série.
em paralelo.
As baterias oferecem a flexibilidade de combinar várias células
para alcançar a tensão e a capacidade desejadas. Diante disso,
para obter uma tensão de 12 V, pode-se:

2025_EM_V1
Observações:
• As letras, originalmente,
representavam o
comprimento, o diâmetro e
o formato das pilhas;
• Essa nomenclatura é
aceita pelo American
National Standards
Institute (ANSI);
• As letras podem, também,
indicar diferentes
voltagens das pilhas.
Classificação das pilhas e baterias
Foco no conteúdo
Identificação Diâmetro
(mm)
Comprimento
(mm)
Uso comum
A 17 50 Brinquedos
AA 14,2 50 Rádios, Walkmans
AAA 10,5 44,5 Controles remotos

2025_EM_V1
Bateria de níquel-cádmio: pode ser
recarregada várias vezes, sendo utilizada
em ferramentas elétricas, sistemas de
iluminação de emergência, na
aeronáutica e em telecomunicações.
As semirreações que ocorrem no interior
da bateria de níquel-cádmio serão
mostradas no slide a seguir.
Bateria de níquel-cádmio
© Getty Images
Diferentes baterias e seu
funcionamento
Foco no conteúdo

2025_EM_V1
Ânodo (polo negativo): Cd + 2 OH-
→ Cd(OH)2 + 2 e-
Cátodo (polo positivo): 2 NiO(OH) + 2 H2O + 2 e-
→ 2 Ni(OH)2 + 2 OH-
Reação global: Cd + 2 NiO(OH) + 2 H2O → Cd(OH)2 + 2 Ni(OH)2
Foco no conteúdo
É comum escrever as reações de oxirredução em duas etapas, denominadas semirreações.
Uma semirreação é a representação individual do processo de oxidação ou de redução.
No processo global, o número de elétrons doados deve
ser igual ao número de elétrons recebidos.

2025_EM_V1
Bateria de íon-lítio
@Getty Images
Foco no conteúdo
Das diversas baterias de íons de lítio, a bateria
com cátodo LiCoO2 têm a maior densidade de
energia, motivo pelo qual ela é atualmente a
bateria encontrada em celulares e laptops.
Possuem um ânodo de carbono (C) e um
cátodo de óxido de cobalto de lítio (LiCoO2).
O cobalto e o oxigênio se unem para formar
camadas de estruturas de óxido de cobalto
octaédricas, separadas por “folhas” de lítio.

2025_EM_V1
Ciclo de funcionamento de uma bateria
de íons-lítio
a) bateria carregada
b) bateria descarregando
c) bateria descarregada
d) bateria carregando
Disponível em:
https://mundoeducacao.uol.com.br/quimica/pilha
s-baterias-litio.htm
. Acesso em: 19 dez. 2024.
É importante que essa estrutura permita que os íons cobalto alterem
seus estados de valência entre Co+3
e Co+4
(perdem e ganham um
elétron) durante os processos de carregar e descarregar,
representados na imagem.
As semirreações e a reação global são representadas da seguinte
forma:
Ânodo (polo negativo): LixC6 → x Li+
+ x e-
+ C6
Cátodo (polo positivo): Li1-xCoO2 + x Li+
+ x Li+
+ x e-
→ LiCoO2
Reação global: C6 + LiCoO2 + LixC6 +Li1-xCoO2
Foco no conteúdo
Fontes: FOGAÇA, [s.d.]a;
FOGAÇA, [s.d.]b; BOCCHI;
BIAGGIO; ROCHA-FILHO,
2019; [AUTOR, ano].
Produzido pela SEDUC-SP.

2025_EM_V1
Baterias ou acumuladores de chumbo
Bateria automotiva
Produzido pela SEDUC-SP.
Foco no conteúdo
Apresentam pilhas convencionais dispostas em série.
Cada pilha apresenta dois eletrodos que se encontram
imersos em uma solução de H2SO4. O cátodo é o PbO2 e
o ânodo é o Pb. Durante o funcionamento da bateria, o Pb
sofre oxidação, transforma-se no cátion (Pb+2
) e reage
com o SO2
–4
da solução, formando o PbSO4 (sal
insolúvel), não havendo excesso de cátions na solução.
Ânodo (-): Pb (s) + SO4
2–
(aq) → PbSO4 (s) + 2 e–
Cátodo (+):
PbO2 (s) + 4 H+
(aq) + SO4
2–
(aq) + 2 e–
→ PbSO4(s) + 2 H2O(l)
Reação global:
Pb (s) + PbO2 (s) + 2 H2SO4 (aq) → 2 PbSO4 (s) + 2 H2O (l)

2025_EM_V1
Fonte: (BOCCHI; FERRACIN; BIAGGIO, 2000); http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc11/v11a01.pdf.
Vantagens e desvantagens de algumas baterias
Foco no conteúdo
Tipo de bateria Vantagens Desvantagens
Pilha alcalina Alta densidade energética; longa vida
útil de prateleira; bom desempenho em
baixas temperaturas.
Não são recarregáveis; o descarte pode ser problemático;
há materiais tóxicos (mercúrio e cádmio) em alguns
modelos.
Bateria de
automóvel
(chumbo-ácido)
Custo relativamente baixo; alta
confiabilidade; pode ser reciclável. Muito pesada; emissão de gases perigosos se danificada.
Pilha de lítio-iodo Não emite gases (pode ser
hermeticamente fechada); longa vida
útil; estável (não requer recarga).
Alto custo por unidade de energia; uso limitado a
aplicações de baixa corrente (como marcapassos).
Células a
combustível
Alta eficiência; baixo impacto ambiental
(emite apenas água); renovável se
utilizado hidrogênio verde.
Custo inicial alto; infraestrutura de reabastecimento
limitada; armazenamento e transporte de hidrogênio são
desafiadores.
Bateria de íon-
lítio
Bom desempenho e segurança aos
usuários. Utilizam materiais de baixa
densidade permitindo que sejam
projetadas para terem menor massa,
tamanho e custo.
Instabilidade térmica. Altas temperaturas podem causar
superaquecimento do ânodo e decomposição do cátodo
de óxido de cobalto, liberando oxigênio. A combinação de
oxigênio e calor aumenta o risco de incêndio.

2025_EM_V1
Fonte: (BOCCHI; FERRACIN; BIAGGIO, 2000); http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc11/v11a01.pdf.
Vantagens e desvantagens de algumas baterias
Foco no conteúdo
Tipo de bateria Vantagens Desvantagens
Íon de lítio Alta densidade energética, longa vida
útil e leveza. Eficiência de carga e
descarga.
Não são recarregáveis; o descarte pode ser problemático;
há materiais tóxicos (mercúrio e cádmio) em alguns
modelos.
Chumbo-ácido
(Pb-ácido)
Custo relativamente baixo; alta
confiabilidade; pode ser reciclável.
Densidade de energia relativamente baixa, o que a torna
inadequada para dispositivos de mão que exigem um
tamanho compacto.
Sensível a ciclos de descarga profunda.
Níquel-Cádmio Boa resistência a ciclos de carga e
descarga profundas. Desempenho
estável em temperaturas extremas.
Efeito memória (diminuição da capacidade quando não é
completamente descarregada).Contaminação ambiental
(o cádmio é tóxico).
Níquel-Hidreto
Metálico (NiMH)
Menor impacto ambiental e melhor
capacidade e eficiência em comparação
à NiCd.
Taxa de autodescarga mais alta do que as baterias de
lítio, o que significa que elas perdem carga mais
rapidamente quando não estão sendo usadas.
Bateria de íon-
lítio
Bom desempenho e segurança aos
usuários. Utilizam materiais de baixa
densidade permitindo que sejam
projetadas para terem menor massa,
tamanho e custo.
Instabilidade térmica. Altas temperaturas podem causar
superaquecimento do ânodo e decomposição do cátodo
de óxido de cobalto, liberando oxigênio. A combinação de
oxigênio e calor aumenta o risco de incêndio.

2025_EM_V1
Atividade 1
A tabela apresenta um
comparativo entre os modelos
de baterias secundárias. A
partir dessas informações e
das anteriores sobre as
vantagens e desvantagens de
algumas baterias.
1. Comente sobre o efeito
memória.
2. Avalie qual seria a melhor
escolha.
Tabela 1 – Comparação entre os modelos de
baterias secundárias
Na prática
Fonte: MILAGRE, 2023.
Especificação Pb-ácido Ni-Cd Ni-MH Li-íon
Ciclos de vida 200~300 1000 300~500 500~2000
Resistência
interna
Muito baixa Muito baixa Baixa
Varia com a
composição
Tensão nominal
(V)
2 1,2 1,2 3,2~3,7
Faixa de
temperatura (°C)
-20~50 -20~65 -20~65 -20~60
Toxicidade Muito alta Muito alta Baixa Baixa
Custo Baixo Moderado Moderado Alto
Efeito memória Não Sim Sim Não
10 minutos
Veja no livro!
Atividade 1

2025_EM_V1
Os primeiros aparelhos celulares apresentavam o chamado “efeito memória” devido às baterias
serem de níquel-cádmio. Esse efeito é causado por modificações químicas sofridas pelos materiais
utilizados na confecção das células (a formação de cristais de Cádmio, por exemplo), o que faz com
que as baterias propensas a esse efeito adquiram uma capacidade de carga cada vez menor.
Assim, diferentemente das baterias de níquel-cádmio, as atuais de íon-lítio são mais duráveis e
não viciam como antigamente.
Espera-se que os estudantes observem na tabela que o Li-íon possui maior quantidade de ciclos de
vida em relação aos demais modelos, além disso, maior tensão nominal (V) e baixa toxicidade. Não
possui efeito memória. Em contrapartida, possui elevado custo. Já a bateria de Pb-ácido, possui
baixo custo, porém alta toxicidade, e quantidade menor de ciclos de vida.
Correção
Na prática

2025_EM_V1
Caso Laura: no dia 25 de janeiro de 2022,
Laura teve um contratempo com seu
automóvel ao voltar do trabalho. Nesse dia
de verão, a temperatura estava alta e havia
acontecido um acidente que parou o
trânsito.
Ela resolveu desligar o motor do carro para
economizar o combustível. Porém, deixou o
celular carregando, o ar e o som ligados.
Depois de alguns minutos, percebeu
alterações na qualidade do som e na
temperatura. Quando foi ligar novamente o
veículo, o motor do carro não funcionou.
Diante desse cenário, explique por que o
motor do carro não funcionou mais.
Congestionamento
© Pixabay
Estudo de caso
Na prática
15 minutos
Veja no livro!
Atividade 2

2025_EM_V1
Espera-se que os estudantes escrevam que a bateria foi descarregada. Essa bateria é formada
por placas de chumbo (Pb), ligadas ao conector negativo e colocadas intercaladas com placas de
chumbo recobertas por dióxido de chumbo (PbO2), que, por sua vez, estão ligadas ao conector
positivo. Ambas estão mergulhadas em uma solução aquosa de ácido sulfúrico (H2SO4), que
funciona como um eletrólito. O chumbo é o eletrodo negativo, ou ânodo, que se oxida, perdendo
elétrons, e o dióxido de chumbo funciona como o eletrodo positivo, cátodo, que se reduz, ganhando
elétrons. Sendo assim, à medida que o ácido sulfúrico vai sendo consumido, a bateria vai
descarregando, logo, a quantidade do material que sofre oxidação (redutor) vai diminuindo. Quando
a quantidade do redutor termina, o dispositivo para de gerar corrente elétrica. Visto que as reações
inversas não são espontâneas, é necessário fornecer uma corrente elétrica contínua por meio de
um gerador, como um alternador ou um dínamo. Com isso, essas reações ocorrem no sentido
contrário, regenerando o ácido sulfúrico, o que possibilita que a bateria seja utilizada novamente. Ao
conectarmos a bateria ou o acumulador a uma fonte elétrica externa, a corrente elétrica faz com que
a reação de oxidação e redução se torne reversível. Dessa forma, os componentes do redutor
voltam a ser originados. Quando a quantidade do redutor retorna totalmente à quantidade anterior,
dizemos que a bateria foi recarregada. Entretanto, se a bateria estiver no fim da vida útil, não poderá
ser recarregada e, dessa forma, deve ser substituída.
Correção
Na prática
Fonte: FOGAÇA, [s.d.].

2025_EM_V1
• Em relação às baterias mais utilizadas
atualmente, qual seria a melhor
escolha?
• Por que alguns aparelhos eletrônicos
utilizam mais de uma pilha ou pilhas e
baterias maiores?
Descarregar a bateria
© Pixabay
Funcionamento de pilhas e
baterias
Encerramento
5 minutos

2025_EM_V1
ATKINS, P.; JONES, L.; LAVERMAN, L. Princípios de Química: questionando a vida moderna e o meio ambiente.
Porto Alegre: Bookman, 2018.
BOCCHI, N.; BIAGGIO, S. R.; ROCHA-FILHO, R. C. Prêmio Nobel de Química de 2019 Láurea pelo Desenvolvimento
das Baterias de Íons Lítio. Química Nova na Escola, v. 41, n. 4, 2019. Disponível em:
https://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc41_4/03-AQ-76-19.pdf. Acesso em: 6 jan. 2025.
BOCCHI, N.; FERRACIN, L. C.; BIAGGIO, S. R. Pilhas e baterias: funcionamento e impacto ambiental. Química Nova
na Escola, n. 11, 2000. Disponível em: http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc11/v11a01.pdf. Acesso em: 6 jan. 2025.
FOGAÇA, J. R. V. Diferença entre pilhas e baterias. Brasil Escola, [s.d.]a. Disponível em:
https://mundoeducacao.uol.com.br/quimica/diferenca-entre-pilhas-baterias.htm. Acesso em: 6 jan. 2025.
FOGAÇA, J. R. V. Pilhas e Baterias de Lítio. Brasil Escola, [s.d.]b. Disponível em: https://mundoeducacao.uol.com.br/
quimica/pilhas-baterias-litio.htm. Acesso em 6 jan. 2025.
FOGAÇA, J. R. V. Pilhas e baterias secundárias. Brasil Escola, [s.d.]. Disponível em:
https://brasilescola.uol.com.br/quimica/pilhas-baterias-secundarias.htm. Acesso em 6 jan. 2025.
INSTITUTO NACIONAL DE ESTUDOS E PESQUISAS EDUCACIONAIS ANÍSIO TEIXEIRA (Inep). Exame Nacional do
Ensino Médio (Enem), 2019. Prova de Ciências da Natureza e suas Tecnologias; Prova de Matemática e suas
Tecnologias, 2º dia, Caderno 7 – Azul. Disponível em: https://download.inep.gov.br/educacao_basica/enem
/provas/2019/caderno_de_questoes_2_dia_caderno_7_azul_aplicacao_regular.pdf. Acesso em: 6 jan. 2025.
Referências

2025_EM_V1
LEMOV, D. Aula nota 10 3.0: 63 técnicas para melhorar a gestão da sala de aula. Porto Alegre: Penso, 2023.
MILAGRE, J. P. S. Revisão histórica e tecnológica das baterias enfatizando os modelos de lítio e
desenvolvimento de um protótipo para o carregamento simultâneo de duas células de Li-íon. Trabalho de
conclusão de curso (bacharel de Engenharia Elétrica) – UFU, Uberlândia, 2023. Disponível em:
https://repositorio.ufu.br/bitstream/123456789/39647/1/Revis%C3%A3oHist%C3%B3ricaTecn%C3%B3logica.pdf.
MUNDO ESTRANHO. Por que se usam letras para classificar pilhas? Superinteressante, 18 abr.
2011. Disponível em:
https://super.abril.com.br/mundo-estranho/por-que-se-usam-letras-para-classificar-pilhas. Acesso
em: 6 jan. 2025.
ROSENSHINE, B. Principles of Instruction: Research-Based Strategies That All Teachers Should Know.
American Educator, v. 36, n. 1., Washington, 2012. pp. 12-19. Disponível em: https://www.aft.org/ae/spring2012.
SÃO PAULO (Estado). Secretaria da Educação. Currículo Paulista: etapa Ensino Médio, 2020. Disponível em:
https://efape.educacao.sp.gov.br/curriculopaulista/wp-content/uploads/2023/02/CURR%C3%8DCULO-PAULISTA-etap
a-Ensino-M%C3%A9dio_ISBN.pdf
. Acesso em: 6 jan. 2025.
SILVEIRA, F. L. da; AXT, R. Associação de pilhas em paralelo: onde e quando a usamos? Caderno Brasileiro de
Ensino de Física, v. 20, n. 3, p. 391-399, 2003. Disponível em:
Referências

2025_EM_V1
A seguir, você encontra uma seleção de exercícios extras,
que ampliam as possibilidades de prática, de retomada e
aprofundamento do conteúdo estudado.
Aprofundando

2025_EM_V1
(ENEM 2020 – Adaptada) As pilhas recarregáveis, bastante utilizadas atualmente, são
formadas por sistemas que atuam como uma célula galvânica enquanto estão sendo
descarregadas e como célula eletrolítica quando estão sendo recarregadas. Uma pilha é
formada pelos elementos níquel e cádmio e seu carregador deve fornecer uma diferença de
potencial mínima para promover a recarga. Quanto maior a diferença de potencial gerada
pelo carregador, maior será o seu custo. Considere os valores de potencial padrão de
redução dessas espécies:
Ni2+
(aq) + 2 e−
→ Ni (s) E° = - 0,230 V
Cd2+
(aq) + 2e−
→ Cd(s) E° = - 0,402 V
Aprofundando Veja no livro!

2025_EM_V1
B
C
D
E
A 0,086 V.
1,264 V.
0,632 V.
0,316 V.
0,172 V.
(ENEM 2020 – Adaptada) Teoricamente, para que um carregador seja ao mesmo tempo
eficiente e tenha o menor preço, a diferença de potencial mínima, em volt, que ele deve
superar é de:
Aprofundando 2 minutos
∆Eº = (Eº redução maior) – (Eº redução menor)

2025_EM_V1
B
C
D
E
A Correção
Potencial padrão de redução:
Ni2+
(aq) + 2 e−
→ Ni (s) E° = - 0,230 V
Cd2+
(aq) + 2 e−
→ Cd (s) E° = - 0,402 V
Pelo valor apresentado, é possível identificar que o cádmio
será o ânodo, por ter um valor menor que o níquel, que será
o cátodo.
∆Eº = (Eº redução maior) – (Eº redução menor)
ΔE°= (-0,230) - (-0,402)
ΔE°= 0,172 V
Dessa forma, a diferença de potencial mínima que o
carregador deve superar é de 0,172 V.
(ENEM 2020 – Adaptada) Teoricamente, para que um carregador seja ao mesmo tempo
eficiente e tenha o menor preço, a diferença de potencial mínima, em volt, que ele deve
superar é de:
Aprofundando
0,086 V.
1,264 V.
0,632 V.
0,316 V.
0,172 V.

2025_EM_V1
(ENEM 2019) Grupos de pesquisa
em todo o mundo vêm buscando
soluções inovadoras, visando à
produção de dispositivos para a
geração de energia elétrica. Dentre
eles, pode-se destacar as baterias
de zinco-ar, que combinam o
oxigênio atmosférico e o metal zinco
em um eletrólito aquoso de caráter
alcalino. O esquema de
funcionamento da bateria zinco-ar
está apresentado na figura.
LI, Y.; DAI, H. Recent Advances in Zinc–Air Batteries. Chemical Society
Reviews, v. 43, n. 15, 2014 (adaptado).
Aprofundando Veja no livro!

2025_EM_V1
B
C
D
E
A H2 (g).
Zn(OH)4
2−
(aq).
OH−
(aq).
H2O (l).
O2 (g).
(ENEM 2019) No funcionamento da bateria, a espécie química formada no ânodo é
Aprofundando 2 minutos

2025_EM_V1
B
C
D
E
A Correção
(ENEM 2019) No funcionamento da bateria, a espécie química formada no ânodo é
Aprofundando
H2 (g).
Zn(OH)4
2−
(aq).
OH−
(aq).
H2O (l).
O2 (g). No funcionamento da bateria, a espécie química formada
no ânodo é Zn(OH)4
2–
(aq).
Ânodo: Zn → Zn2+
+ 2 e–
(oxidação)
Cátodo: ½ O2 + H2O + 2e–
→ 2 OH–
(redução)
Os íons OH–
atravessam a membrana separadora
ocorrendo a seguinte reação:
Zn2+
(aq) + 4 OH–
(aq) → Zn(OH)4
2–
(aq)

2025_EM_V1
Slide 2
Habilidade: (EM13CNT107) Realizar previsões qualitativas e quantitativas sobre o
funcionamento de geradores, motores elétricos e seus componentes, bobinas,
transformadores, pilhas, baterias e dispositivos eletrônicos, com base na análise dos
processos de transformação e condução de energia envolvidos – com ou sem o uso de
dispositivos e aplicativos digitais –, para propor ações que visem a sustentabilidade.
(EM13CNT308) Investigar e analisar o funcionamento de equipamentos elétricos e/ou
eletrônicos e sistemas de automação para compreender as tecnologias contemporâneas e
avaliar seus impactos sociais, culturais e ambientais. (SÃO PAULO, 2020)

2025_EM_V1
Slide 3
Tempo: 5 minutos.
Dinâmica de condução: inicie a aula com a leitura de imagem, seguida de alguns
questionamentos, com o intuito de verificar o que os estudantes conhecem sobre os
diversos tipos e usos de pilhas e baterias. Vale questioná-los sobre o uso de aparelhos com
várias pilhas pequenas e aparelhos que utilizam pilhas médias, o que diferencia? É
importante que os estudantes registrem suas hipóteses para que possam retornar ao final
da atividade para validar ou reelaborar as suas ideias.
Expectativas de respostas: espera-se que os estudantes apresentem os tipos de pilhas
que eles conhecem e mencionem os aparelhos que são utilizados. Também, levantem
algumas hipóteses sobre a representação da letra na embalagem, relacionando com o seu
formato, comprimento e diâmetro.
Além disso, espera-se que os estudantes comentem sobre o “efeito memória” das baterias
de níquel-cádmio (NiCd), que antigamente eram utilizadas nos aparelhos de celulares em
que era preciso carregá-las/descarregá-las completamente para que não prejudicasse o seu
funcionamento. Atualmente, as baterias são de íon-lítio que não apresentam esse problema.

2025_EM_V1
Slide 4
Dinâmica de condução: nesse momento, vale ressaltar para os estudantes que a maioria
dos equipamentos elétricos ou eletrônicos que utilizam como fonte de alimentação diversas
pilhas utilizam a associação em série. Uma das razões pelas quais se evitam as associações
de pilhas em paralelo é que pode ocorrer internamente um indesejável consumo de energia,
mesmo quando a parte do circuito externo estiver desligada.
Aprofundamento: Associação de pilhas em paralelo: onde e quando a usamos?
SILVEIRA, F. L. da; AXT, R. Associação de pilhas em paralelo: onde e quando a
usamos? Caderno Brasileiro de Ensino de Física, v. 20, n. 3, p. 391-399, 2003. Disponível
em: https://periodicos.ufsc.br/index.php/fisica/article/view/6531/6027. Acesso em: 6 jan. 2025.

2025_EM_V1
Slide 5
Expectativas de respostas: espera-se que os estudantes conheçam sobre a associação
em série e em paralelo. Para obter 12 V serão necessárias 8 pilhas de 1,5 V, em série
(ocorre a somatória das ddp de cada pilha).

2025_EM_V1
Slide 15
Tempo: 10 minutos.
Dinâmica de condução: dividir os estudantes em grupos. Cada grupo fará a análise da tabela,
juntamente com a resolução das questões. Ao final, sugere-se a socialização das respostas por
um grupo e os demais complementam.
Expectativas de respostas: os primeiros aparelhos celulares, apresentavam o chamado
“efeito memória” devido às baterias serem de níquel-cádmio. Esse efeito é causado por
modificações químicas sofridas pelos materiais utilizados na confecção das células (a formação
de cristais de Cádmio, por exemplo), o que faz com que as baterias propensas a esse efeito
adquiram uma capacidade de carga cada vez menor. Assim, diferentemente das baterias de
níquel-cádmio, as atuais de íon-lítio são mais duráveis e não viciam como antigamente.
Espera-se que os estudantes observem na tabela que o Li-íon possui maior quantidade de
ciclos de vida em relação aos demais modelos, além disso, maior tensão nominal (V) e baixa
toxicidade. Não possui efeito memória. Em contrapartida, possui elevado custo. Já a bateria de
Pb-ácido, possui baixo custo, porém alta toxicidade e uma quantidade menor de ciclos de vida.
Aprofundamento: Pilhas e baterias: Funcionamento e impacto ambiental
BOCCHI, N.; FERRACIN, L. C.; BIAGGIO, S. R. Pilhas e baterias: funcionamento e impacto
ambiental. Química Nova na Escola, n. 11, 2000. Disponível em:
http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc11/v11a01.pdf. Acesso em: 6 jan. 2025.

2025_EM_V1
Slide 17
Tempo: 15 minutos.
Dinâmica de condução: mesma dinâmica da atividade 1.
Expectativas de respostas: espera-se que os estudantes escrevam que a bateria foi descarregada.
Essa bateria é formada por placas de chumbo (Pb), ligadas ao conector negativo e colocadas
intercaladas com placas de chumbo recobertas por dióxido de chumbo (PbO2), que, por sua vez, estão
ligadas ao conector positivo. Ambas estão mergulhadas em uma solução aquosa de ácido sulfúrico
(H2SO4), que funciona como um eletrólito. O chumbo é o eletrodo negativo, ou ânodo, que se oxida,
perdendo elétrons, e o dióxido de chumbo funciona como o eletrodo positivo, cátodo, que se reduz,
ganhando elétrons. Sendo assim, à medida que o ácido sulfúrico vai sendo consumido, a bateria vai
descarregando, logo, a quantidade do material que sofre oxidação (redutor) vai diminuindo. Quando a
quantidade do redutor termina, o dispositivo para de gerar corrente elétrica. Visto que as reações
inversas não são espontâneas, é necessário fornecer uma corrente elétrica contínua por meio de um
gerador, como um alternador ou um dínamo. Com isso, essas reações ocorrem no sentido contrário,
regenerando o ácido sulfúrico, o que possibilita que a bateria seja utilizada novamente. Ao conectarmos a
bateria ou o acumulador a uma fonte elétrica externa, a corrente elétrica faz com que a reação de
oxidação e redução se torne reversível. Dessa forma, os componentes do redutor voltam a ser
originados. Quando a quantidade do redutor retorna totalmente à quantidade anterior, dizemos que a
bateria foi recarregada. Entretanto, se a bateria estiver no fim da vida útil, não poderá ser recarregada e,
dessa forma, deve ser substituída. Fonte: FOGAÇA, [s.d.].
Aprofundamento:
FOGAÇA, J. R. V. Pilhas e baterias secundárias. Brasil Escola, [s.d.]. Disponível em:
https://brasilescola.uol.com.br/quimica/pilhas-baterias-secundarias.htm. Acesso em 6 jan. 2025.

2025_EM_V1
Slide 19
Tempo: 5 minutos.
Expectativas de respostas: espera-se que os estudantes escrevam que a melhor escolha de
bateria depende da aplicação específica, considerando aspectos como densidade energética,
custo, tempo de vida útil, peso e sustentabilidade. As opções mais comuns incluem baterias de
íon de lítio (Li-íon), ácido-chumbo, níquel-hidreto metálico (NiMH), e níquel-cádmio (NiCd), cada
uma com vantagens e desvantagens.
Além disso, eles podem mencionar que múltiplas pilhas ou baterias maiores são usadas para
aumentar a capacidade energética, alcançar a voltagem necessária, melhorar a autonomia do
dispositivo e evitar problemas de aquecimento, além de facilitar a manutenção e a substituição
das células.

funcionamento de pilhas e baterias - encerramento

Mais conteúdo relacionado

Semelhante a funcionamento de pilhas e baterias - encerramento (20)

Último (20)

funcionamento de pilhas e baterias - encerramento