Acumuladores de plomo

Temas selectos de química.

Acumuladores de plomo.

Introducción:
Se llama acumulador a todo tipo de dispositivo capaz de transformar la energía eléctrica en energía química, pudiendo igualmente transformarla de nuevo en energía eléctrica cuando sea necesario. Consiste en un recipiente lleno de una solución de ácido sulfúrico (SO₄H), donde se sumergen dos placas hechas de una malla muy finade pomo, rellenas; una con oxido de plomo (PbO2) y otra de plomo (Pb) finamente dividido en forma esponjosa. La placa que actúa como cátodo está recubierta de óxido de plomo y la que funciona como ánodo es de plomo.

Acumulador de plomo
Acumulador de plomo se le llama a todo tipo de dispositivo capaz de transformar la energía eléctrica en energía química, conservándola almacenada en estaforma, pudiendo igualmente transformarla de nuevo en energía eléctrica cuando sea necesario.
Un acumulador no produce energía eléctrica, solo devuelve la que le hayamos proporcionado anteriormente.
El acumulador de plomo consiste en un recipiente lleno de solución de ácido sulfúrico (SO₄H₂) como electrólito, donde se sumergen dos placas hechas de una malla muy fina de plomo, rellenas una con óxido deplomo (PbO₂) y otra de plomo (Pb) finamente dividido en forma esponjosa. La placa de óxido de plomo funciona como polo positivo del acumulador y la placa de plomo esponjoso como polo negativo, entre ellas hay una tensión nominal de 2 voltios.
Reacciones que se llevan a cabo durante la descarga:
En el ánodo se lleva a cabo la oxidación:

En el cátodo se lleva a cabo la reducción:

Lareacción completa del proceso es:

Durante el proceso de descarga se forman sulfato de plomo
Durante el proceso de descarga las dos placas van convirtiéndose en sulfato de plomo (SO₄ Pb) a cuenta del ácido sulfúrico del electrólito por lo que la concentración de este va disminuyendo, de esta forma una medición de la concentración de ácido en el electrólito da una indicación adecuada delestado de carga del acumulador. Como la densidad de las disoluciones de ácido sulfúrico en agua guarda una estrecha relación con el contenido de ácido, midiendo esta densidad se puede saber en que estado de carga está el acumulador, los aparatos que realizan esta medición se llaman densímetros y es común encontrar en el mercado estos densímetros ya calibrados especialmente para ese fin.
En el casocontrario, es decir la carga, se produce el proceso inverso se va formando óxido de plomo en la placa positiva y plomo esponjoso en la negativa. Químicamente estos procesos de carga y descarga podrían ser eternos si no se produjeran algunos efectos co-laterales que van reduciendo la capacidad de réplica de la carga y por tal motivo un acumulador de plomo tiene una vida limitada aunque larga (unos1600 ciclos de carga en buenas condiciones de explotación).
Entre esos efectos colaterales está el desprendimiento y sedimentación de los materiales activos de las placas, que van a parar al fondo del recipiente y dejan de participar en la reacción química, otro efecto es el llamado sulfatación de las placas, lo que consiste en la formación de sulfato de plomo compacto (no esponjoso) sobre estas,este tipo de sulfato se convierte en material estable y no participa en el proceso químico del acumulador. También la fina malla de plomo soporte del material activo, con el uso prolongado va participando lentamente en los procesos químicos del acumulador y termina finalmente sin la resistencia mecánica suficiente para soportarse a si misma, por lo que se va cayendo por partes o se desprende degolpe arruinando de este modo al acumulador.
Cuando se piensa en un acumulador práctico hay muchos factores a tener en cuenta para su construcción, veamos algunos:
1.-Tamaño de las placas
Mientras mas grande es la placa mejor, ya que esta tendría mayor cantidad de material activo (mas capacidad) y además podía soportar mayor corriente sin calentarse, no obstante hay un límite práctico de...