Celdas galvanicas y bateria de niquel cadmio

CELDA GALVANICA Y BATERIA NIQUEL CADMIO

Las reacciones químicas que tienen lugar en los procesos electroquímicos son de tipo redox (oxidación-reducción), en las que se produce una transferencia de electrones entre las especies químicas. Siempre que exista una oxidación habrá una reducción y viceversa. La electroquímica forma parte de la vida ordinaria; es decir, por ejemplo al utilizar todotipos de pilas, su empleo en el arranque de los motores de los automóviles e incluso su utilización en la resolución de problemas medioambientales.
Las reacciones electroquímicas tienen lugar en las llamadas celdas o pilas electroquímicas que pueden ser de dos tipos:
* Pilas galvánicas o voltaicas: proporcionan energía eléctrica a partir de energía química.
* Pilas electrolíticas:proporcionan energía química a partir de energía eléctrica.
En 1780, Luigi Galvani descubrió que cuando dos metales diferentes se conectaban entre sí y, ambos tocaban diferentes partes de un nervio de un anca de rana, al mismo tiempo, hacían que se contrajese de la pierna. Llamó a esta "electricidad animal". Estos descubrimientos dieron paso a las para las baterías eléctricas.
Para comprender mejor laidea de lo que son las celdas galvánicas; se dará una pequeña definición de la química Electroanalítica en forma general para llegar a nuestro objetivo principal que es conocer las celdas galvánicas. Las reacciones electroquímicas son de óxido-reducción, pero difieren de este tipo de reacciones ordinarias en que los electrones que se ganan y se pierden por la sustancia reaccionante, se mueven através de material conductor. La electroquímica puede dividirse en dos partes. Una es la que estudia las reacciones químicas que se producen a partir de una corriente eléctrica, conocida como electrólisis y la otra es la que estudia las reacciones químicas que produce una corriente eléctrica, proceso que se verifica en una celda o pila galvánica.
Una celda galvánica es un sistema que permite obtenerenergía a partir de una reacción química de óxido-reducción. Dicha reacción es la resultante de 2 reacciones parciales (hemirreacciones) en las cuales un elemento químico es elevado a un estado de oxidación superior (hemirreacción de oxidación), a la vez que otro elemento es reducido a un estado de oxidación inferior (hemirreacción de reducción). Estos cambios de estado de oxidación implicantransferencia de electrones del elemento que se oxida al elemento que se reduce.
El diseño constructivo en una pila determina que cada una de estas 2 hemirreacciones ocurra en “compartimentos” independientes llamados hemiceldas. El medio que posibilita el transporte interno de carga eléctrica entre ambos compartimentos es una sustancia conductora llamada electrolito. A su vez, cada hemicelda estáconstituida por un electrodo metálico y una solución de una de las sales del metal.
Una pila galvánica consta de dos semipilas (denominadas también semiceldas o electrodos). En su forma más simple, cada semipila consta de un metal y una solución de una sal del metal. La solución de la sal contiene un catión del metal y un anión para equilibrar la carga del catión. En esencia, la semipila contiene elmetal en dos estados de oxidación, y la reacción química en la semipila es una reacción redox, escrito simbólicamente en el sentido de la reducción como:
M n+ (especie oxidada) + n e- M (especie reducida)
En una pila galvánica de un metal es capaz de reducir el catión del otro y por el contrario, el otro catión puede oxidar al primer metal. Las dos semipilas deben estar separadas físicamente demanera que las soluciones no se mezclen. Se utiliza un puente salino o una placa porosa para separar las dos soluciones. 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. Para dos metales A y B:
A n+ + n e- A
B m+ + m e- B
m A + n B m+ n B + m A n+
Cuando un metal se oxida...