Alexandre Volta
O precursor da bateria elétrica
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Linha do Tempo Alessandro Volta – O precursor da bateria elétrica Alessandro Volta – O precursor da bateria elétrica
A origem e os primeiros anos
Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Volta nasceu em 1745 em Como, próximo de Milão, na Itália.
Em 1774, ele iniciou sua primeira posição acadêmica como dirigente de uma escola de segundo grau o
State Gymnasium em Como. Em 1777, tornou-se professor de física na Universidade de Pavia.
Figura 1: Mapa da Itália mostrando Como e Pavia.
Atuação na Universidade
Na Universidade, ele se interessou pelas famosas experiências de Luigi Galvani com rãs.
Ele observou que a participação de eletrodos metálicos nas experiências de Galvani com as rãs tinham
importâncias fundamentais. De acordo com a interpretação de Volta, os movimentos dos músculos da
perna na rã morta eram induzidos por fluxos de corrente entre os metais conectados na rã. Isto permitiu
a Volta a primeira demonstração de produção de corrente elétrica devido a reações químicas em
presença de eletrólitos.
Então em 1799, Volta desenvolveu uma pilha vertical de discos de metais (zinco com cobre ou prata)
separados por discos de papel molhados por soluções salinas. Este arranjo é conhecido como pilha de
Volta e é a base de todas as baterias modernas. A corrente elétrica gerada por esta bateria primitiva
proporcionou a Volta o desenvolvimento de outros projetos.
. 1 . Linha do Tempo Alessandro Volta – O precursor da bateria elétrica Luigi Galvani
Luigi Galvani nasceu em 1737 e faleceu em 1798 em Bolonha, na Itália. Ele estudou letras, filosofia e
medicina. Foi membro da Academia de Ciências do Instituto de Bolonha e professor de anatomia.
Galvani acreditava que músculos e células nervosas em coxas de rãs eram capazes de produzir
eletricidade (eletricidade animal).
“Tendo dissecado e preparado uma rã, coloquei-a sobre uma mesa onde se achava, a alguma distância,
uma máquina eletrostática. Aconteceu por acaso, que um dos meus assistentes tocou a ponta de seu
escalpelo no nervo interno da coxa da rã; imediatamente os músculos dos membros foram agitados por
violentas convulsões”, afirmou ele.
Assim Galvani investigava a relação da eletricidade com a vida e que depois se conscientizou que esta
eletricidade era originária de reações químicas “na vida e fora da vida”. Estas importantes investigações
de Galvani proporcionaram a Alessandro Volta a construção da primeira bateria elétrica.
Acredita-se que o personagem Frankenstein tenha surgido por inspiração dos experimentos de Galvani.
Figura 2: Mapa da Itália mostrando Bolonha.
. 2 . Linha do Tempo Alessandro Volta – O precursor da bateria elétrica Invenções
Alessandro Volta teve várias invenções na área da eletrostática. Para conhecer algumas delas veja
abaixo:
Eletróforo
O eletróforo (elletroforo perpetuo) foi inventado por Volta em 1775. Ele é um gerador eletrostático
muito simples. Ele consiste de duas placas - uma isolante, que é eletrizada por atrito, e em uma placa
metálica, com bordas arredondadas, e de um cabo isolante. Se a placa metálica é encostada na placa
isolante eletrizada e tocada, esta se carrega com carga oposta à da placa eletrizada, e a carga assim
gerada pode ser retirada afastando-se a placa metálica, segurando-a pelo cabo. O afastamento provoca
aumento de tensão, e uma faísca pode ser obtida da placa metálica. Antes de Volta existiram máquinas
eletrostáticas mais primitivas.
Figura 3: Eletrohorus, Ganot, Adolphe, 1804-1887, Traité élèmentaire de physique expérimentale et appliqué et de
météorologie: suivi d`un recueil de 100 problèmes avec solutions: a l`usage de tablissements d`instruction, des
aspirants aux grades des facultés et de candidats aux diverses écoles du gouvernement / par A. Ganot. Paris: chez
l`auter-editeur, 1876. - p. 643.
Fonte: Cortesia do Departamento Fotográfico do Istituto de Storia della Scienza, Florença, Itália - Foto Eurofoto.
Eletrômetro de palha
O eletrômetro de palha é um instrumento envolvido por um recipiente de vidro para evitar correntes de
ar. Ele consiste de duas palhas que ficam em contacto com um condutor preso na extremidade superior.
Quando o condutor não está carregado a palha fica alinhada na vertical por causa da gravidade, mas
quando a bola da extremidade do condutor é tocada por um corpo eletricamente carregado, parte da
carga é difundida através do condutor. As palhas, carregadas identicamente, se repelem, formando um
ângulo proporcional à carga. O eletrômetro se baseia nas propriedades fundamentais da eletrostática,
. 3 . Linha do Tempo Alessandro Volta – O precursor da bateria elétrica onde corpos com cargas elétricas de mesmo sinal se repelem, enquanto aqueles com cargas elétricas
opostas se atraem.
Figura 4: Eletrômetro de palha, invenção de Alessandro Volta, construção de desconhecido, datada do final do
século, construído de vidro, latão e folha de estanho. Dimensões: altura - 175 mm, base 130x115 mm. Número de
inventário 1167.
Fonte: Cortesia do Istituto de Storia della Scienza, Florença, Itália - Foto de Franca Principe, IMSS, Florença.
Lâmpada de hidrogênio
A lâmpada de hidrogênio foi inventada por Volta em 1777 e ficou muito popular porque ela mostrava a
formação de uma chama quando a lâmpada sofria ignição. O hidrogênio gasoso era formado pela
reação do zinco metálico com o ácido sulfúrico. A lâmpada de hidrogênio funciona quando o
hidrogênio, formado pela reação de zinco metálico com ácido sulfúrico, sofre ignição gerando uma
chama.
. 4 . Linha do Tempo Alessandro Volta – O precursor da bateria elétrica Figura 5: Lâmpada de hidrogênio, invenção de Alessandro Volta, construção de desconhecido, datada c. 1790,
construída de vidro e latão. Dimensões: altura - 733 mm, diâmetro do globo - 190 mm. Número de inventário 1243.
Fonte: Cortesia do Istituto de Storia della Scienza, Florença, Itália - Foto de Franca Principe, IMSS, Florença.
Pilha de Volta
A pilha de Volta consiste de discos feitos dos metais zinco e cobre, dispostos empilhados, de alternada e
separados por pedaços de tecido que tinham sido mergulhados anteriormente em uma solução de
ácido sulfúrico. No momento que um fio condutor é conectado aos discos de zinco e cobre, das
extremidades da pilha, há a geração de corrente elétrica. Foi inventada por Volta em 1800.
. 5 . Linha do Tempo Alessandro Volta – O precursor da bateria elétrica Figura 6: Foto digital de um protótipo da pilha de Volta, capturada em 01 de maio de 2005. O autor é GuidoB
(http://commons.wikimedia.org/w/index.php?title=User:GuidoB&action=edit&redlink=1). A imagem digital está
disponível para uso público segundo as licenças Creative Commons 3.0 e 2.5, e GNU Free Documentation License
1.2; é encontrada em (http://commons.wikimedia.org/wiki/File:VoltaBattery.JPG#filehistory).
Pistola elétrica
A pistola elétrica é um dispositivo baseado na propriedade de o metano ser inflamável. Este gás é
conhecido como o ar inflamável dos pântanos. A pistola é um tubo cheio do gás que explode quando
submetido a uma faísca elétrica oriunda de um dispositivo do tipo de um capacitor. Volta inventou a
pistola em 1778 e a usou para estudar as relações estequiométricas entre os componentes das reações
de combustão.
. 6 . Linha do Tempo Alessandro Volta – O precursor da bateria elétrica Figura 7: Pistola elétrica, invenção de Alessandro Volta, construção de desconhecido, datada c. 1780, construída de
vidro e latão. Dimensões: comprimento total - 145 mm, diâmetro máximo - 45 mm, diâmetro da boca do tubo - 25
mm. Número de inventário 898.
Fonte: Cortesia do Istituto de Storia della Scienza, Florença, Itália - Foto de Franca Principe, IMSS, Florença.
Reconhecimento
Em 1801, Volta foi para Paris para demonstrar ao Imperador Napoleão a geração de corrente elétrica com
sua bateria. Sua apresentação, segundo o Imperador, foi um triunfo e, posteriormente, Volta recebeu o
título de Conde.
Ele ganhou vários prêmios e em 1815 o Imperador da Áustria o nomeou professor de Filosofia na
Universidade de Pádua.
Na linha do tempo da eletroquímica, em 1807-08, Sir Humphry Davy utilizou a eletrólise para isolar vários
elementos químicos, incluindo potássio, sódio, cálcio, estrôncio, bário e cloro, além da primeira
descoberta de alumínio.
Eletrólise e Células Eletrolíticas
As pilhas voltaicas (em homenagem a Volta), que também são chamadas como células galvânicas (em
homenagem a Galvani) são células eletroquímicas em que uma reação redox espontânea produz
corrente elétrica.
Uma segunda espécie importante de células eletroquímicas são as células eletrolíticas, em que a corrente
elétrica é usada para direcionar uma reação não espontânea (eletrólise). Lembre-se que o inverso de uma
reação espontânea não é espontânea.
. 7 . Linha do Tempo Alessandro Volta – O precursor da bateria elétrica A célula galvânica converte energia química para energia elétrica quando uma reação possui um valor
positivo de E (variação de potencial) e um valor negativo de ΔG (variação da energia livre), e procede
para atingir o equilíbrio.
A célula eletrolítica converte energia elétrica para energia química quando uma corrente elétrica
direciona uma reação como valor negativo de E (e valor positivo de ΔG) em uma direção para longe do
equilíbrio. O processo de usar uma corrente elétrica para proporcionar uma transformação química
(reação) é chamado de eletrólise. A quantidade de produto em uma reação eletrolítica é calculada pelos
dados fornecidos pela semi-reação (usando os coeficientes da reação corretamente), pela corrente e
pelo tempo que ela flui. A eletrólise é usada industrialmente para produzir alumínio e magnésio; para
extrair metais de seus sais; para preparar cloro, flúor e hidróxido de sódio; para refinar cobre; e em
eletrodeposição.
Baterias
A mais importante aplicação prática das células galvânicas é seu uso como baterias.
Em baterias multicelulares, como as de automóveis, as células galvânicas individuais são ligadas em
série, com o anodo da célula conectada ao catodo da célula adjacente. O catodo é o eletrodo onde
ocorre a reação de redução e o anodo é o eletrodo onde ocorre a reação de oxidação. A voltagem
(homenagem a Volta) proporcionada pela bateria é a soma das voltagens das células individuais. Cada
célula proporciona aproximadamente dois volts, e uma bateria é constituída por seis células em série,
proporcionando cerca de doze volts (homenagem a Volta).
O projeto de cada bateria é dependente de sua aplicação. Em geral, o sucesso comercial de cada bateria
é baseado na sua compactação, no seu peso leve; devem ser baratas e proporcionar uma fonte estável
por longo período de tempo.
O projeto das baterias é uma área ativa de pesquisa que requer considerável engenhosidade assim
como o entendimento da eletroquímica. Os mais comuns tipos de baterias são as de chumbo-ácido, as
secas (Leclanché), as de níquel-cádmio e as de lítio.
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