PROFESSORA: CLAUDIA BRAGA. SEMINÁRIO DE FÍSICO QUÍMICA II Célula de Níquel e Cádmio. João Pessoa, 31 de julho de 2009

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1 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

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3 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 ( ). 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.

4 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) NiO 2(s) + 2H 2 O + 2e - Ni(OH) 2(S) + 2OH - (aq ) (catodo) Cd (s) + NiO 2(S) + 2H 2 O Cd(OH) 2(S) + Ni(OH) 2(S) (reação celular resultante)

5 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.

6 Reação global (descarga) NiO 2(s) + 2H 2 O + Cd Ni(OH) 2 + Cd(OH) 2 (1,30 V) Reação do anodo (negativo, descarga) Cd + 2OH - Cd(OH) 2 + 2e - Reação do catodo (positivo, descarga) NiO 2(s) + H 2 O + 2e - Ni(OH) 2 + 2OH - No processo de carga, as reações se invertem

7 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.

8 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.

9 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.

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11 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.

12 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.

13 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.

14 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.

15 Brady, Russell, Holum, A matéria e suas transformações. Ed. 3ª. Vol.2, Ed. LTC. Química Nova, Print version ISSN , Quím. Nova vol.30 no. 3 São Paulo May/June