informe de pilas galvanicas

BATERIA DE PILAS CON AGUA Y SAL (PILAS GALVÁNICAS)

1. Objetivos

Determinar el voltaje que genera la batería, de acuerdo a la cantidad agregada de agua y sal
Generar el voltaje necesario con el fin de que un dispositivo de luz o movimiento funcione.
Construir un circuito en serie con cada pila para obtener un máximo voltaje.

2. Modelo teórico
2.1 Historia y definición:
LuigiGalvani, en 1780, observó que cuando dos metales distintos, como por ejemplo zinc y cobre, tenían contacto entre si y ambos tocaban diferentes partes de un nervio de un anca de rana, esto hacia que se contrajesen los músculos de esa extremidad del animal. Galvani, le denomino a dicho comportamiento “electricidad animal”, el cual se utilizó como modelo para el diseño y construcción de la primera pila.Estos descubrimientos sirvieron para llegar al camino de las baterías eléctricas.
La primera pila eléctrica fue propuesta por Volta en 1800. Se trataba de una serie de pares de discos apilados (de ahí el nombre de pila) de zinc y de cobre (o también de plata), separados unos de otros por trozos de cartón o de filtro impregnados en agua con mucha sal, que medían unos 3 cm de diámetro.

Figura 1.Esquema de pila galvánica
Según, la cuarta (4) definición del Diccionario de la Real Academia Española, una pila es “un dispositivo, generalmente pequeño, en el que la energía química se transforma en eléctrica. Tiene múltiples aplicaciones como fuente de energía en pequeños aparatos.”
La pila galvánica, o celda galvánica, es un término que comúnmente se conoce como baterías. Tiene comocaracterística principal que utiliza una reacción química para producir corriente eléctrica. La estructura básica es que posea un ánodo (carga negativa) conectado a cualquier tipo de metal y un cátodo (carga positiva) conectado a otro. Se dice que, los metales con ánodos o cátodos, como el zinc y el cobre, están inmersos en una solución electrolítica (sales o ácidos).
2.2 Descripción y funcionamientoSegún estudios de la Universidad de Waterloo de Canadá, una pila galvánica funciona a través de una reacción de oxidación-reducción, llamada redox, donde el anión del metal pierde electrones (oxidación) y el catión del metal gana electrones (reducción). Además, se aseguró que este movimiento de electrones a través de un circuito desde el ánodo hasta el cátodo es la corriente eléctrica.
La cantidad deelectrones transferidos en ambas direcciones debe ser el mismo, de ese modo, las pilas se combinan para dar la reacción electroquímica total de la celda o pila.
Los metales como el zinc y el cobre tienden a perder o ganar electrones, por ser materiales conductores. Ahora, cuando un cuerpo que tiene exceso de electrones entra en contacto con otro que tenga un déficit de estos, el primero letransmite electrones al segundo, creando una corriente eléctrica.
El electrodo de zinc se disuelve y el ion de cobre se deposita en el electrodo de cobre. El cátodo, es el electrodo donde tiene lugar la reducción (ganancia de electrones). El ánodo atrae cationes, que tienen una carga positiva, por lo que el ánodo es el electrodo negativo. En este caso, el cobre es el cátodo y el zinc es el ánodo.2.3 Notación de Pilas:
Las convenciones que se utilizan para describir las pilas galvánicas se determinan por la siguiente sucesión:
Ánodo – Puente Salino – Cátodo
Forma Reducida | Forma Oxidada || Forma Oxidada | Forma Reducida
Para el caso del zinc (ánodo) y el cobre (cátodo), se da la siguiente descripción de la pila:
Zn(s) | Zn+2(aq) || Cu+2(aq) | Cu(s)
Donde;
(s): denota sólido
(aq):denota el medio acuoso
La barra vertical, |, denota una interfase.
La doble barra vertical, ||, denota una unión líquida
2.4 Voltaje de la pila
El potencial eléctrico de una pila puede determinarse utilizando una tabla de potenciales estándar para las dos semipilas involucradas (cuando se involucren dos metales). Inicialmente, hay que identificar los dos metales que reaccionan en la pila....