ELECTROQUIMICA

Pilas y Baterías Reacciones Químicas

Generación de corriente eléctrica
Todo dispositivo que mediante una reacción química genera una diferencia de potencial es una pila electroquímica. El proceso que realiza una pila es el inverso de la electrólisis. Si se dispone de una célula electroquímica en que tiene lugar la electrólisis del ácido clorhídrico en electrodos de platino, en contacto congas cloro el ánodo, se obtendrá gas hidrógeno el cátodo, y con gas cloro el ánodo, se obtendrá gas hidrógeno y gas cloro como productos de este proceso.

Pila seca
La pila seca consta de un envase de zinc y una varilla de carbón suspendida dentro de una pasta de cloruro de amonio y se utiliza óxido de manganeso como dispolarizante. El cloruro de amonio reacciona con el zinc y forma cloruro dezinc, lo que provoca una acumulación de electrones en el zinc y la liberación de iones hidrógeno, que se mueven hacia el carbono y toman de éste los electrones que necesitan para convertirse en hidrógeno molecular, dejando al carbono cargado positivamente. Al colocar un puente metálico entre el zinc y el carbono fluyen los electrones del primero al segundo.

Cuando el envase de zinc se haagotado o la pasta está seca, la pila se “muere". Este tipo de pila ofrece la ventaja de que ocupa poco espacio y evita derrames.

Se han elaborado otros tipos de pilas como las de cadmio, mercurio y manganeso, que se utilizan en aparatos portátiles.

La celda electroquímica, conocida también como pila voltaica o galvánica, sirve para generar una corriente eléctrica mediante una reacciónquímica. Ésta consta de dos vasos conectados por un puente salino, cada vaso contiene un electrólito y tiene sumergida una barra conductora o electrodo, uno de ellos debe ser de un metal cuyos átomos se desprendan al ponerse en contacto con el electrólito. Además, los electrodos están conectados por medio de un conductor, de manera que los electrones fluyan de un lado para otro.

Procesos redoxespontáneos
Un proceso espontáneo puede ser aprovechado para generar trabajo eléctrico. En este caso, el recipiente se llama célula galvánica o pila. Una célula galvánica se diferencia de una célula electrolítica en que los procesos de reducción y de oxidación deben separarse para evitar la reacción directa.

Pilas comerciales.
Las pilas comerciales primarias producen electricidad a partir delos reactivos introducidos en la célula cuando ésta se fabrica. Los tipos más comunes de pilas primarias son la pila seca o Leclanché, la pila alcalina, y la pila de mercurio.





Pila LeclachéPila de mercurio












Las pilas secundarias deben cargarse antes de su uso y, normalmente, son recargables. Los tipos más comunes de pilas secundarias son las de ácido-plomo (usadas en las baterías de los automóviles) y las de níquel-cadmio.

Acumulador de plomo
Se utiliza para proveer de energíaeléctrica a los automóviles, consta de dos placas o rejas de plomo (Pb) sumergidas en ácido sulfúrico diluido La placa que actúa como cátodo está recubierta de óxido de plomo y la que funciona como ánodo es de plomo.

Las reacciones que se llevan a cabo durante la descarga (reacciones de media pila) son las siguientes:

En el ánodo se lleva a cabo la oxidación:

En el cátodo se lleva a cabo lareducción:

La reacción completa del proceso es:

Durante el proceso de descarga se forman sulfato de plomo y agua, y se consume el ácido sulfúrico . Cuando se conecta un generador de corriente continua (como una dínamo en el caso de los automóviles) entre los polos del acumulador descargado y se pasa corriente eléctrica, la reacción se invierte, por lo que se dice que el acumulador se ha...