Como ocorre a transformação de energia química em energia elétrica?

As transformações químicas são chamadas reações químicas, estas são constituídas por reagentes se transformando em produtos. Existem algumas leis de transformação.
A primeira destas leis é a Lei da Conservação das Massas, (enunciada por A. L. Lavoisier em 1774) e a segunda é a Lei das Proporções Definidas. (também chamada Lei da Composição Definida).

Pode-se concluir que o sólido preto (sulfeto ferroso) produzido tem propriedades que o diferenciam do Ferro e Enxofre, surgiu uma nova espécie de matéria. Tal processo recebe o nome de transformação química.

Um fato de grande importância na observação das transformações químicas e físicas é que matéria e energia estão intimamente relacionadas. Essas transformações acontecem com liberação ou absorção de energia, por exemplo, a Energia Luminosa é absorvida na fotossíntese dos vegetais e liberada na queima de uma vela; a Energia Elétrica é liberada em uma pilha e absorvida na recarga de uma bateria de automóvel.

No que a energia pode ser transformada?

Como mencionado, a energia pode ser transformada em outra, da mesma forma que uma substância química também pode ser transformada em interconversão de energia. Veja os exemplos:

• Numa lâmpada, a Energia Elétrica é transformada em Energia Luminosa e Térmica.
• Numa usina termelétrica, a Energia Térmica é transformada em Energia Elétrica.
• Num aquecedor solar, a Energia Solar é transformada em Energia Térmica.
• Num um ferro de passar roupa, a Energia Elétrica é transformada em Energia Térmica.
• Num motor à explosão, a Energia Térmica é convertida em Energia Mecânica.

Tipos de transformações Químicas

Em uma reação química, pode haver liberação de Energia Luminosa, Elétrica, Térmica, entre outras.

A combustão é uma reação química que libera calor, Energia Térmica. As mudanças em um material podem acontecer das seguintes formas: por junção de substâncias, por ação da luz, por ação do calor, por ação mecânica e por ação da corrente elétrica.

As transformações químicas ocorrem quando há alteração na constituição do material, formando assim novas substâncias. 

Uma maneira de comprovar a existência de uma transformação química é através da comparação do estado inicial e final do sistema. Algumas evidências podem ser observadas, permitindo verificar a ocorrência dessas transformações, como modificação na cor, cheiro, estado físico e temperatura. Veja algumas curiosidades:

• Na combustão completa da gasolina, álcool e óleo diesel são liberados gás carbônico, vapor de água e Energia Térmica. A Energia Térmica é utilizada para mover motores de carros, caminhões, tratores.
• A energia liberada na combustão do Hidrogênio com o Oxigênio, produzindo água, é utilizada para mover os ônibus espaciais.
• A Energia Térmica liberada na combustão do gás de cozinha é utilizada no cozimento de alimentos, no aquecimento da água dos aquecedores domésticos.
• A energia liberada na combustão em forma de calor pode ser medida em calorias ou em Joule.

Gostou do conteúdo e ficou interessado em saber mais? Siga acompanhando nosso portal e fique por dentro de todas nossas publicações. Aproveite também para conhecer nossos cursos e ampliar seus conhecimentos.

A Eletroquímica é um ramo da Química que estuda o fenômeno da transferência de elétrons para a transformação de energia química em energia elétrica e vice-versa.

As reações que envolvem transferência de elétrons são chamadas de reações de oxirredução, pois nelas ocorrem simultaneamente a redução e a oxidação. A espécie química que perde elétrons passa por uma oxidação e fica com o Nox (número de oxidação) maior. Já a espécie química que recebe esses elétrons passa por uma redução e o seu Nox fica menor.

Por exemplo, a seguir há uma reação desse tipo, na qual uma placa de zinco metálico (Zn0) é colocada em uma solução de sulfato de cobre (que possui cátions cobre II (Cu2+) dissolvidos). O zinco sofre oxidação, perdendo dois elétrons e transformando-se no cátion zinco (Zn2+), enquanto os íons cobre recebem esses elétrons e transformam-se em cobre metálico (Cu0). Veja a equação iônica desse processo:

Zn(s) + Cu2+(aq) → Zn2+(aq) + Cu(s)

Assim, nos fenômenos eletroquímicos, sempre ocorrem reações semelhantes a essa. Porém, isso pode ocorrer de duas formas. Os dois campos de estudo principais da Eletroquímica são:

* Pilhas e baterias: Nesse caso existe a conversão de energia química em energia elétrica, ou seja, usam-se as reações químicas de oxirredução espontâneas para a geração de eletricidade.

Dentro das pilhas são colocadas certas substâncias químicas que reagem espontaneamente transferindo elétrons, isto é, por meio de reações de oxirredução. As pilhas possuem dois eletrodos, que são:

- ânodo: polo negativo onde ocorre a oxidação;

- cátodo: polo positivo onde ocorre a redução.

As pilhas e baterias também possuem um eletrólito, que é uma solução condutora de íons. Assim, forma-se um fluxo de elétrons entre esses polos que resulta na formação de uma corrente elétrica que pode ser utilizada para que diversos aparelhos elétricos funcionem.

A diferença entre as pilhas e as baterias é que enquanto as pilhas possuem somente dois eletrodos, as baterias são formadas por várias pilhas conectadas em série ou em paralelo, ou seja, possuem vários eletrodos, o que aumenta a sua voltagem.

O que seria de nossa sociedade sem as pilhas e as baterias que fazem funcionar os celulares, os carros, os relógios e muitos outros aparelhos?

Não pare agora... Tem mais depois da publicidade ;)

* Eletrólise: É o processo inverso que ocorre nas pilhas e baterias, ou seja, ocorre a transformação de energia elétrica em energia química. Utiliza-se energia elétrica para forçar a ocorrência de uma reação química não espontânea pela neutralização das cargas dos íons e formação de substâncias simples.

Isso ocorre quando se passa uma corrente elétrica proveniente de algum gerador (como uma pilha ou uma bateria) por um líquido iônico (substância fundida - eletrólise ígnea) ou por uma solução aquosa que contém íons (eletrólise em meio aquoso). Desse modo, o cátion presente no líquido ou na solução recebe elétrons, e o ânion doa elétrons, para que ambos fiquem com carga elétrica igual a zero e com energia química acumulada.

A eletrólise é usada para a produção de substâncias simples de uso importante que não são encontradas na natureza, como o gás cloro e o sódio metálico produzidos na eletrólise ígnea do cloreto de sódio. Na eletrólise aquosa do cloreto de sódio, além de o cloro ser produzido, também se obtém o gás hidrogênio que é usado como combustível. Mais detalhes sobre como ocorrem esses processos podem ser vistos no texto Eletrólise do cloreto de sódio.

A eletrólise também é usada para a produção de metais, como mostra o artigo Produção de alumínio por eletrólise, e para o desenvolvimento de processos de proteção de metais contra a corrosão.

A Eletroquímica é, portanto, um ramo muito importante não só porque está relacionada com o desenvolvimento tecnológico e de métodos de produção de eletricidade, mas também porque permite inclusive a monitoração das atividades do cérebro e do coração, do pH do sangue, da presença de contaminantes na água, além de possibilitar a criação de equipamentos que salvam vidas, como o marcapasso, e assim por diante.

Como ocorre a transformação de energia química para energia elétrica?

Como ocorre a transformação de energia química?