Análisis termodinámico de una pila comercial de ag2o

INSTITUTO TECNOLOGICO DE SALTILLO |
ING. EN MATERIALES. |
|
CORROSIÓN Y DEGRADACIÓN DE LOS MATERIALES |
10/11/2010 |
|

ANÁLISIS TERMODINÁMICO DE UNA PILA COMERCIAL DE Ag2O

OBJETIVO GENERAL.
Medir parámetros termodinámicos de pilas mediante medidas electroquímicas.
INTRODUCCIÓN.
El Zn / sistema de óxido de plata tiene una alta energía y un potencial de plano. Además, sedesempeña bien a bajas temperaturas y tiene una vida útil buena. Estas características hacen de este sistema sea ideal para los dispositivos electrónicos que requieren un pequeño, de alta capacidad y de larga duración y la célula de tensión constante. Como la batería principal, que se produce principalmente en los tamaños de botón, mientras que su uso en baterías más grandes está limitado por el altocosto de la plata.
Zn/Ag2O células se introdujeron en la década de 1960 como fuente de energía para relojes electrónicos, con las corrientes que van desde unos cuantos microamperes (LCD) a cientos de microamperios (LED pantallas). Estas células también se utilizan en calculadoras de bolsillo, audífonos, cámaras, glucómetros, etc.
El ánodo es de zinc en polvo, el cátodo es óxido de platamonovalente, Ag2O, y el electrolito es una solución de KOH o NaOH acuoso (20-45%). El polvo de zinc tiene que ser muy puro, como ya se ha señalado para pilas alcalinas. De hecho, las impurezas (como Cu, Fe y Sn) favorecen la corrosión y Zn formación de H2, que se traduce en un exceso de presión. En las células comerciales, el polvo de Zn se amalgama con mercurio para evitar que la corrosión bajo control.Un bajo porcentaje de Hg se permite en estas pilas de botón, en vista de la pequeña cantidad de Zn: en efecto, la capacidad máxima es de 165 mAh. Gelificantes, como el ácido poliacrílico y similares, se añaden al ánodo para facilitar el acceso de electrolitos.
Ag2O Actualmente se prefiere como cátodo en células comerciales. A diferencia de hace, utilizado hasta principios de 1990, tiene unpotencial estable y no necesitan ser estabilizadas por metales pesados, como su reactividad con álcalis es baja. Como Ag2O es un semiconductor pobres, algunos de grafito (<5%), se añade. Además, la reducción de Ag2O produce Ag, lo que ayuda a disminuir la resistencia de cátodo.
El electrolito alcalino contiene algunas zincato para controlar la emanación de gases. KOH es preferible a NaOH en laspilas de botón presentó a los drenajes de alta, ya que su conductividad es más alta. En cambio, se prefiere KOH si las células se van a utilizar a baja temperatura: con este electrolito, una temperatura de trabajo de tan 28C se puede alcanzar.
Pilas de botón tienen el cátodo que figuran en la lata y el ánodo conectado a la tapa. Una barrera de celofán o injertar membrana de plástico se encuentra enla parte superior de la pastilla de cátodo para prevenir la migración Ag al ánodo (Ag2O es ligeramente soluble en álcalis). Un separador, alcohol polivinílico generalmente fibrosas, se añade en la parte superior de la barrera para actuar como una protección adicional. Zn/Ag2O pilas de botón están disponibles en una variedad de tamaños con capacidades desde 8 hasta 165 mAh. Pilas grandes (hastacientos de Ah) se puede utilizar en aplicaciones espaciales (especialmente para las lanzaderas).

DESARROLLO
Dado un conjunto de pares (T, E) de equilibrio se podrán medir parámetros termodinámicos de la pila.
Pero para realizar la medición de manera tal que la reacción ocurra de manera cuasiestática es necesario utilizar un circuito potenciométrico o, más simple, un voltímetro de granresistencia de entrada, para que circule poca corriente (haciendo así que la reacción avance muy poco durante la medición).
Al medir E0, se puede obtenerΔG0, ya que ΔG0 = -Welec = -nFE0
Como
Entonces, al graficar varios puntos (T, E) se puede obtener una gráfica, realizar la regresión, obtener la derivada, y así obtener S0.
Como ΔG0= ΔH0 – TΔS0, entonces ΔH0= ΔG0+ TΔS0. Obtenemos:

Trabajamos con...