Pilas

PILAS

La electroquímica estudia las relaciones entre las reacciones de oxidación-reduccion y la energía eléctrica

PARTES DE UN SISTEMA ELECTROQUIMICO
CELDA.- Consta de un ánodo y un cátodo sumergidos en un electrolito común y conectados entre si.
CELDAS GALVANICAS O VOLTAICAS.- En estas celdas las reacciones electroquímicas convierten la energía química en eléctrica
CUBA.- Recipienteque contiene a la disolución electrolítica y a los electrodos
DISOLUCION ELECTROLITICA,- Es una mezcla homogénea de un electrolito en agua
ELECTROLITO.- Es una sustancia soluble en agua y formadora de iones que por lo mismo conduce energía eléctrica por ejemplo: sales como CuSO4, NaCl, ácidos como H2SO4. CH3COOH, bases como NaOH, KOH, etc..
ELECTRODO Cuerpo que intercambia iones entre elcircuito eléctrico y la disolución.
CIRCUITO ELECTRICO Un conductor metálico que une a los dos electrodos externamente al sistema electroquímico.
El conjunto de estas partes se llama sistema electroquímico.

Una pila voltaica o galvánica es un mecanismo que usa una reacción de oxido-reducción espontanea para producir una corriente eléctrica.
Para explicar como trabaja una celda voltaicaconsideremos el sistema formado por 2 medias celdas una de Zn y otra de Cu (se llama semicelda normal a un metal que se encuentra en contacto con una solución 1 M de sus iones a temperatura de 25 grados centígrados y presión de 1 atm.

Funcionamiento de la pila de Daniell
Entre las reacciones que se presentan en el cátodo (electrodo con carga positiva), se encuentra la reacción de reducción yaque el cobre gana electrones y la reacción será:

Lo que indica que la barra de cobre gana peso.
En cuanto al la reacción del ánodo (electrodo con carga negativa), se tiene una reacción de oxidación, puesto que el zinc pierde electrones, la reacción que representa este esquema esta descrita por:

Cuál significa que la barra de zinc pierde peso.
Por lo tanto en una pila se estáproduciendo:
- Una reacción química de oxidación y otra de reducción
- Una corriente eléctrica de 1ª especie o electrónica a través del hilo que une los dos electrodos
- Una corriente eléctrica de 2ª especie o iónica a través de la disolución en la que están sumergidos los electrodos.
Si alguno de estos fenómenos deja de producirse, la pila deja de funcionar. Por ejemplo:
- Si se acaba el Zn o el Cu2+,no puede producirse la oxidación o la reducción. Esto es lo que ocurre cuando se "gasta" una pila.
- Si se abre el circuito electrónico, no puede producirse la corriente electrónica. Es lo que ocurre cuando apagamos el aparato eléctrico que "funciona a pilas"
LAS PILAS ALCALINAS DE MANGANESO.
Con un contenido de mercurio que ronda el 0,1% de su peso total. Es una versión mejorada de la pilaanterior en la que se ha sustituido el conductor iónico cloruro de amonio por hidróxido potásico (de ahí su nombre de alcalina). El recipiente de la pila es de acero y la disposición del zinc y del óxido de manganeso (IV) es la contraria, situándose el zinc, ahora en polvo, en el centro. La cantidad de mercurio empleada para regularizar la descarga es mayor. Esto le confiere mayor duración, másconstancia en el tiempo y mejor rendimiento. Por contra su precioes más elevado. También suministra una fuerza electromotriz de 1,5 V. Se utiliza en aparatos de mayor consumo como: grabadoras portátiles, juguetescon motor, flashes electrónicos.
El ánodo es de zinc amalgamado y el cátodo es un material despolarizador que es en base a dióxido de manganeso, óxido mercúrico mezclado íntimamente congrafito, y en casos extraños oxido de plata Ag2O (estos dos últimos son de uso muy costoso, peligrosos y tóxicos) a fin de reducir su resistividad eléctrica. El electrolito es una solución de hidróxido potásico (KOH), el cual presenta una resistencia interna bajísima, lo que permite que no se tengan descargas internas y la energía pueda ser acumulada durante mucho tiempo. Este electrolito en las...