M4_pilhas_de_Ni_e_Cd_-_LÍBIA NAYANE FERNANDES DE

UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA NATUREZA
DEPARTAMENTO DE QUIMICA
DISCIPLINA: FÍSICO-QUÍMICA II
ALUNA: LÍBIA NAYANE FERNANDES DE QUEIROGA
PROFESSORA: CLAUDIA BRAGA
SEMINÁRIO DE FÍSICO QUÍMICA II
Célula de Níquel e Cádmio
João Pessoa, 31 de julho de 2009
A bateria níquel-cádmio (Ni-Cd) é um
exemplo clássico das chamadas baterias
recarregáveis e também uma das
aplicações das células galvânicas.
Proposta em 1899 pelo sueco W. Jungner
(1869-1924).
Dois tipos distintos: a portátil (selada) e a
para aplicações industriais e propulsão
(não selada).
Substituído por outros tipos de bateria
como as de NiMH e bateria de íon de
lítio ou Li-ion.
As células de níquel e cádmio são
formadas por um anodo de
cádmio, catodo de hidróxido de
níquel (Ni(OH)2) e eletrólito de
hidróxido de potássio (KOH).
As reações nos eletrodos da célula são:
Cd(s) + 2OH-(aq)
Cd(OH)2(s) + 2e- (anodo)
NiO2(s) + 2H2O + 2eNi(OH)2(S) + 2OH-(aq )
(catodo)
Cd(s) + NiO2(S) + 2H2O
Cd(OH)2(S) +
Ni(OH)2(S)
(reação celular resultante)
A ddp entre seus terminais é, em circuito aberto,
cerca de 1,4 V.
Como os hidróxidos de Ni e Cd são insolúveis,
eles acabam se depositando nos eletrodos.
Reação global (descarga)
NiO2(s) + 2H2O + Cd → Ni(OH)2 + Cd(OH)2
(1,30 V)
Reação do anodo (negativo, descarga)
Cd + 2OH- → Cd(OH)2 + 2eReação do catodo (positivo, descarga)
NiO2(s) + H2O + 2e- → Ni(OH)2 + 2OH
No processo de carga, as reações se invertem
Podem
ser
recarregadas
por
aproximadamente 1000 vezes e pode ser
selado para evitar vazamentos, devemos
tomar alguns cuidados, referentes à carga,
descarga, armazenamento.
Se a célula é submetida a ciclos repetidos
de carga e descarga de capacidade inferior
à capacidade total da célula, por exemplo,
70%, ela memoriza o valor e não aceita
uma carga maior que 70% por mais tempo
que se deixe na operação de carga.
As células de níquel e cádmio possuem várias
vantagens e desvantagens, tais como:
Vantagens: Não sofre queda de voltagem durante a
utilização.
Desvantagens: custo mais alto do que o da de
chumbo-ácido, é muito tóxica para o meio
ambiente (devido ao cádmio). Além disto, este
tipo de bateria sofre mais com extremos de
temperatura.
As pilhas e baterias de níquel e
cádmio são usadas em aparelhos
eletrônicos portáteis, telefones,
telefone sem fio, computadores,
eletroportáteis
sem
fio,
brinquedos, celulares, barbeador e
outros aparelhos que usam pilhas e
baterias
recarregáveis.Também
em alguns veículos elétricos e
artefatos espaciais.
A bateria níquel-cádmio constitui importante
foco de preocupação para os ambientalistas.
Isso decorre de dois fatores fundamentais:
O
crescente volume de dispositivos
eletroeletrônicos portáteis comercializados
anualmente; dos quais grande porcentagem
vai para o lixo domiciliar após o final da vida
útil.
Os impactos gerados pelos materiais usados na
manufatura dessa bateria, principalmente por
causa da persistência ambiental, deposição e
concentração em sedimentos, lixos e a
bioacumulação do cádmio e do níquel em animais e
vegetais.
Recentemente, outros modelos recarregáveis
portáteis foram desenvolvidos em substituição às
baterias níquel-cádmio, em especial as de (Ni-MH) e
de íon-lítio.
No Brasil, por meio da resolução nº 257 do
Conselho Nacional de Meio Ambiente (CONAMA),
as baterias níquel-cádmio devem ser coletadas aos
fabricantes para uma destinação final segura.
Uma grande parcela da população não tem
consciência de que pilhas e baterias são lixo
químico, que podem causar danos à saúde.
São
consideradas resíduo perigoso, em
virtude da toxicidade dos metais e da
corrosividade do eletrólito empregado e que
devem ter uma destinação final diferenciada
do lixo comum.
O governo brasileiro foi pioneiro na América
Latina a regulamentar o descarte de pilhas e
baterias, por meio do Conselho Nacional do
Meio Ambiente – Conama.
O Conselho considera a necessidade de se
disciplinar o descarte e o gerenciamento
ambientalmente adequado de pilhas e
baterias usadas, no que tange à coleta,
reutilização, reciclagem, tratamento ou
disposição final
A responsabilidade e as estratégias das
empresas frente à questão ambiental têm se
modificado
de
maneira
significativa,
observando-se um aumento da consciência
ambiental por parte da sociedade.
Brady, Russell, Holum, A matéria e suas
transformações. Ed. 3ª. Vol.2, Ed. LTC.
Química Nova, Print version ISSN 0100-4042,
Quím.
Nova
vol.30
no.
3
São
Paulo May/June 2007.
www.mspc.eng.br/tecdiv/bat130.shtml.