celda galvanica

QUÍMICA GENERAL
1. Celda Galvánica
Una celda galvánica o pila galvánica es un sistema que permite obtener energía a partir de una reacción química de óxido-reducción. Dicha reacción es la resultante de 2 reacciones parciales en las cuales un elemento químico es elevado a un estado de oxidación superior (semirreacción de oxidación), a la vez que otro elemento es reducido a un estado deoxidación inferior (semirreacción de reducción). Estos cambios de estado de oxidación implican transferencia de electrones del elemento que se oxida al elemento que se reduce a lo largo de un camino externo, y no directamente entre los reactivos.
Adicionalmente, las celdas galvánicas reciben el nombre de pilas voltaicas o pila electroquímica, la cual fue inventada en el año de 1800 por el físico italianoAlessandro Volta. A partir del descubrimiento de Luigi Galvani en 1780 de que el anca de una rana colgada de un gancho de cobre experimenta una contracción cuando se pone en contacto con la superficie de otro metal, lo cual fue erróneamente interpretado por Galvani como “electricidad animal”; Volta descubrió que cuando se ponen en contacto dos metales de diferente tipo se produce una corrienteeléctrica. Así pues, experimentando con diferentes tipos de metales Volta construyo su primera batería mediante el apilamiento en una columna de vidrio de placas alternadas de cobre, papel secante empapado en salmuera y zinc, sucesivamente hasta completar la columna. Finalmente, al unir los dos extremos mediante un cable conductor circula una corriente eléctrica a través del cable.
Como resultadode esto, el descubrimiento de Volta hizo posible el manejo controlado de la corriente eléctrica, gracias a lo cual fue posible producir la electrólisis, que condujo a importantes descubrimientos como la composición química del agua y de muchas otras sustancias. Estos descubrimientos condujeron el camino para las baterías eléctricas, y en la actualidad existe un sinnúmero de artefactos, desde losautomóviles hasta los satélites, que dependen de ellas para su funcionamiento.
Partes
El diseño constructivo de una pila galvánica consta de dos semipilas, también llamadas semiceldas o electrodos. Cada semipila consta de un metal y una solución de una sal del metal. Dicha solución contiene un catión del metal, y un anión con el propósito de equilibrar las cargas y que las soluciones sigan siendoeléctricamente neutras. Por consiguiente, la reacción química en la semipila es una reacción de óxido-reducción (REDOX), escrita simbólicamente en términos de reducción de la siguiente manera:

M n+ (especie oxidada) + n e-  M (especie reducida)
A los fines de que las soluciones no se mezclen, las dos semipilas deben estar separadas físicamente; para ello se utiliza un puente salino o unaplaca porosa con forma de “U”, y contienen electrolitos que se comportan como un medio conductor eléctrico.

Funcionamiento Electroquímico
Al igual que en la celda electrolítica, la reducción ocurre en el cátodo y la oxidación en el ánodo, pero difiere de ella, en que el cátodo y el ánodo están, cada uno, en soluciones diferentes. Cuando un metal se oxida en una semipila, deben transferirseaniones a la semipila para equilibrar la carga eléctrica del catión producido. Los aniones son liberados de la otra semipila cuando un catión se reduce al estado metálico. Además de esto, el número de electrones transferidos en ambas direcciones debe ser el mismo, así las dos semipilas se combinan para dar la reacción electroquímica global de la celda. Por lo tanto, el puente salino o la membranaporosa sirven tanto para mantener las soluciones separadas como para permitir el flujo de aniones en la dirección opuesta al flujo de electrones en el cable de conexión de los electrodos.
El voltaje de la pila galvánica es la suma de los potenciales de las dos semipilas. Se mide conectando un voltímetro a los dos electrodos, el cual tiene una resistencia muy alta, por lo que el flujo de...