Ley de educacion

Aunque toda reacción redox espontánea puede servir como base de una celda voltaica, la fabricación de una batería comercial con características de rendimiento específicas puede requerir de mucho ingenio, es decir, las sustancias que se oxidan en el ánodo y las que son reducidas por el cátodo determinan la FEM de la batería, y la vida útil de la misma depende de las cantidades de estas sustanciaspresentes en ella.
Las distintas aplicaciones demandan baterías con diferentes propiedades. Ciertas baterías son celdas primarias, lo cual significa que no es posible recargarlas. Las celdas primarias se deben desechar o reciclar cuando su FEM ha bajado a cero. Una celda secundaria se puede recargar mediante una fuente de energía externa cuando su FEM ha disminuido.
A continuación los diferentestipos de estas importantes fuentes de energía eléctrica portátil.

Batería de plomo y ácido
Una batería o acumulador de plomo y ácido de 12V para automóvil se compone de seis celdas voltaicas en serie, cada una de las cuales produce 2V. El cátodo de cada celda es de dióxido de plomo (PbO2) dentro de una rejilla metálica. El ánodo de cada celda es de plomo. Ambos electrodos están inmersos enácido sulfúrico.

Cátodo: PbO2(S) + HSO4-(ac) + 3H+(ac) + 2e- → PbSO4(S) + 2H2O(L)

Ánodo: Pb(S) + HSO4-(ac) → PbSO4(S) + H+(ac) + 2e-

PbO2(S) + Pb(S) + 2HSO4-(ac) + 2H+(ac) → 2PbSO4(S) + 2H2O(L)

Reacciones de electrodo que se llevan a cavo durante la descarga

La FEM oscila en cierta medida con el uso porque la concentración 2HSO4 durante la descarga.Ventaja de está batería es que se puede recargar. Durante la recarga se utiliza una fuente externa de energía para invertir el sentido de la ecuación y regenerar Pb y PbO2 ambos sólidos.
El potencial estándar de celda se obtiene: Eocelda = Eored(cátodo) – Eored(ánodo)

Batería alcalina
La batería primaria (no recargable) más común es la batería alcalina. Cada año producen más de 1010 bateríasalcalinas. El ánodo de esta betería consiste en zinc metálico en polvo inmovilizado en un gel y en contacto con una disolución concentrada de KOH (de ahí proviene el nombre de la batería). El cátodo es una mezcla de MnO2(S) y grafito, separada del ánodo por una tela porosa. La batería está herméticamente encerrada en una lata de acero a fin de reducir el riesgo de fuga del KOH concentrado.Cátodo: 2MnO2(S) + 2H2O(L) + 2e- → 2MnO(OH)(S) + 2OH-(ac)
Ánodo: Zn(S) + 2OH-(ac) → Zn(OH)2(S) + 2e-

La FEM de una batería alcalina es de 1.55V a temperatura ambiente. La batería alcalina ofrece un rendimiento muy superior al de las antiguas pilas secas también basadas en MnO2 y Zn como sustancias electroquímicamente activas.

Batería de níquel y cadmio, níquel e hidrurometálico e ion litio
El enorme crecimiento de los dispositivos electrónicos portátiles de gran demanda de energía, como los teléfonos celulares, las computadoras de bolsillo y las videograbadoras, ha incrementado la demanda de baterías ligeras y fáciles de recargar. Una de las baterías recargables más comunes es la batería de níquel y cadmio (nicad). Despues de la recarga se oxida cadmio metálico en elánodo de la batería, al mismo tiempo que se reduce oxihidróxido de níquel [NiO(OH)(S)] en el cátodo.

Cátodo: 2NiO(OH)(S) + 2H2O(L) + 2e- → 2Ni(OH)2(S) + 2OH-(ac)
Ánodo Cd(S) + 2OH-(ac) → Cd(OH)2(S) + 2e-

Al igual que en el acumulador de plomo y ácido, los productos de reacción sólidos se adhieren a los electrodos y esto permite invertir las reacciones de electrododurante la carga. Una celda individual de nicad tiene una FEM de 1.30V. Los paquetes de baterías de nicad contienen generalmente tres o más celdas en serie para producir las FEM mayores que necesitan casi todos los dispositivos electrónicos.
Las baterías de níquel y cadmio tienen inconvenientes. El cadmio es un metal pesado tóxico. Su uso incrementa el peso de las baterías y constituye un...