Bateria chumbo-ácido

Acumulador de Chumbo, também conhecido como bateria chumbo-ácida, foi inventado pelo francês Gaston Planté em 1859. É uma associação de pilhas (chamadas de elementos, na linguagem da indústria de baterias) ligadas em série.

A tensão elétrica de cada pilha é de aproximadamente 2 volts. Uma bateria de pilhas, que é a mais comum nos carros modernos, fornece uma tensão elétrica de 12V. Associações ainda menores são usadas em tratores, aviões e em instalações fixas, como centrais telefônicas e aparelhos de PABX.

A bateria de chumbo-ácido é constituída de dois eletrodos; um de chumbo esponjoso e o outro de dióxido de chumbo em pó, ambos mergulhados em uma solução de ácido sulfúrico com densidade aproximada de 1,28g/mL dentro de uma malha de liga chumbo-antimônio. Esta liga é mais resistente à corrosão que o chumbo puro.

Quando o circuito externo é fechado, conectando eletricamente os terminais, a bateria entra em funcionamento (descarga), ocorrendo a semi-reação de oxidação no chumbo e a de redução no dióxido de chumbo.

No acumulador, o chumbo é o ânodo enquanto que o dióxido de chumbo é o cátodo. As reações químicas que acontecem durante a descarga são:

Ânodo:

• Pb(s) + H2SO4-(aq) + H2O(l) ⇒ PbSO4(s) + H3O+(aq) + 2e-

Cátodo:

• PbO2(s) + 3H3O+(aq) + HSO4-(aq) + 2e- ⇒ PbSO4(s) + 5H2O(l)

Reação Total:

• Pb(s) + PbO2(s) + 2H3O+(aq) + 2HSO4-(aq) ⇒ 2PbSO4(s) + 4H2O(l)

A reação do cátodo e do ânodo produzem sulfato de chumbo (PbSO4), insolúvel que adere aos eletrodos. Quando um acumulador está se descarregando, ocorre um consumo de ácido sulfúrico, assim diminui a densidade da solução eletrolítica (água e ácido sulfúrico). Deste modo medindo-se a densidade da solução eletrolítica pode-se saber qual a magnitude da carga ou descarga do acumulador (a densidade tem relação com a quantidade de ácido sulfúrico presente na mistura).

Os acumuladores tem a vantagem de poderem ser recarregados. Isso é possível graças aos íons móveis que, ao receberem energia elétrica, invertem a reação química de descarga (reação não espontânea), regenerando os reagentes.

Para o acumulador recarregar faz-se passar corrente contínua do eletrodo de dióxido de chumbo para o de chumbo o que resulta na inversão das reações. Neste processo o ácido sulfúrico é regenerado; por isso a porcentagem de ácido sulfúrico indica o grau de carga ou descarga do acumulador.

Durante o funcionamento normal de um automóvel, a bateria fornece eletricidade para dar partida; para acender os faróis; ligar o rádio, limpador de pára-brisa, luzes de direção, buzina, etc. e recebe energia do gerador para se recarregar. Bem loco