A pilha seca de Leclanché é conhecida como pilha ácida, pois ela possui um envoltório de zinco (que é o ânodo da pilha) e uma barra de grafita (cátodo) envolvida por uma pasta que contém várias espécies químicas, que funciona como a ponte salina. Entre as espécies químicas que envolvem a barra de grafita está o cloreto de amônio (NH4Cl), que é um sal de caráter ácido e, portanto, quando ele se hidrolisa, torna o meio ácido.
A pilha alcalina, por sua vez, possui uma única diferença em relação à pilha ácida, no lugar do cloreto de amônio, usa-se uma base forte, que geralmente é o hidróxido de potássio (KOH) ou o hidróxido de sódio (NaOH).
O zinco usado nesse tipo de pilha é metálico em pó e o recipiente é de ácido lacrado para evitar o vazamento da pasta cáustica.
Temos que as semirreações que ocorrem nos eletrodos e a reação global são dadas por:
Ânodo: Zn + 2 OH → ZnO + H2O + 2e-
Cátodo: 2 MnO2 + H2O + 2e-→ Mn2O3 + 2 OH
Reação global: Zn +2 MnO2→ ZnO + Mn2O3
A pilha que citamos é de zinco-manganês, porém existem também outros tipos de pilhas alcalinas, isto é, que possuem uma base como eletrólito no lugar de um ácido, como pilhas do tipo ferro-níquel, prata-zinco, mercúrio-zinco eníquel-cádmio.
O fato de não ser usado o cloreto de amônio faz com que a durabilidade da pilha aumente cerca de 5 a 8 vezes mais. Isso acontece porque na pilha ácida o cloreto de amônio dá origem no cátodo à amônia (NH3), que, com o tempo, vai se depositando sobre a barra de grafita, impedindo, assim, o fluxo dos elétrons vindos do polo ânodo (zinco). Já com o uso de uma base, não há a formação da amônia e esse problema não ocorre.
Outro fator é que o hidróxido de potássio possui maior condutividade elétrica do que o cloreto de amônio. Além disso, outros dois fatores são que o zinco é altamente poroso, garantindo uma oxidação mais rápida em relação ao zinco da pilha ácida, e ele sofre um desgaste mais lento em meio básico do que no meio ácido.
Assim, as pilhas alcalinas têm maior durabilidade e uma corrente maior, porém, elas também não são recarregáveis e sua ddp permanece a mesma que a das pilhas ácidas, que é de 1,5 V.
Essas pilhas são indicadas para equipamentos que exigem descargas rápidas e mais intensas. Alguns exemplos de equipamento assim são: rádios, tocadores de CD/DVD e MP3 portáteis, lanternas, câmeras fotográficas digitais etc.
Aproveite para conferir nossa videoaula relacionada ao assunto: