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QUÍMICA BÁSICA: TIPOS DE PILAS










OSCAR JAIR PORTILLA GOMEZ
JONATHAN MANUEL DUARTE ROJAS











UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER
BUCARAMANGA – NORTE DE SANTANDER
2013

INTRODUCCIÓN

Este trabajo fue realizado con el objetivo de ampliar más a fondo las características y propiedades de las pilas permitiéndonos conocer cada reacción y lo másimportante, ampliar nuestros conocimientos a cerca de lo que comprende una reacción que genera energía o almacena energía.


























Pila seca
La primera pila seca fue patentada por Georges Leclenchè en 1866. El recipiente de esta pila seca, hecho de cinc, actúa también como uno de los electrodos. El otro electrodo es una barra de carbono en el centro de lacélula. El resto de la pila se llena con una mezcla húmeda de cloruro amónico (NH4CL), oxido de magnesio (IV), (MnO2), cloruro de cinc (ZnCL2), y un filtro poro e inerte. Las pilas secas se llenan para evitar que la humedad se evapore. A medida que la célula funciona (los electrodos se deben conectar externamente), el Zn2+, y los electrones liberados fluyen a lo largo del recipiente hasta el circuloexterior. Así, el electrodo de cinc es el ánodo (electrodo negativo)
Zn Zn2+ + 2e- (oxidación, ánodo)
La barra de carbono es el cátodo, en la que se reducen iones amonio.
2NH4+ + 2e- 2NH3 + H2 (reducción, cátodo)
La suma de las simi-reacciones de la reacción global de la célula
Zn + 2NH4+ Zn2+ + 2NH3 + H2 Ecélula= 1.6 V
A medida que se forma H2, seoxida por el MnO2 de la célula. Esto evita recoger gas en el cátodo, que pararía la reacción.
H2 + MnO2 2MnO(OH)
El amoniaco en el cátodo se combina con los iones cinc y forma un compuesto soluble que contiene el ion complejo zn(NH3)4 2+
Zn2+ + 4NH3 Zn(NH3)4 2+

Las pilas alcalinas secas son parecidas de las pilas secas de Leclanché excepto que elelectrólito es básico alcalino porque contiene KOH y la superficie interior del recipiente de Zn es rugoza; esto proporciona una mayor área superficial. Las pilas alcalinas tienes una vida mas larga que las pilas secas ordinarias, y soporta mejor el uso continuado. El voltaje de una pila alcalina es de unos 1.5 V. durante la descarga, las reacciones de las pilas alcalinas son

Zn +2OH-Zn(OH)2 + 2e- (ánodo)
2MnO2 + 2H2O +2e- 2MnO(OH)2 + 2MnO(OH) (cátodo)
Zn +2MnO2 + 2H2O Zn(OH)2 + 2MnO(OH) (global)
Pilas primarias:
Este es el tipo más usado de pilas en el mundo. Su usos típicos son, linternas, juguetes, walkmans, etc... Hay tres variantes para este tipo de pila: la pila Leclanché, la pila de cloruro de zinc, y la pila alcalina. Todas entregan un voltajeinicial de 1.58 a 1.7 volts, el cual declina con el uso hasta un punto de 0.8 volts aprox. La pila Leclanché es la más económica de estas, fue inventada en 1866 por un ingeniero francés (la pila lleva su nombre Charles Leclanché). Se convirtió en un éxito instantáneo debido a su constituyentes de bajo presupuesto. El ánodo de este tipo de pila es una hoja de aleación de zinc, esta aleacióncontiene pequeñas cantidades de; plomo, cadmio y mercurio. El electrolito consiste en una solución acuosa y saturada de cloruro de amonio conteniendo 20% de cloruro de zinc. El cátodo esta compuesto de dióxido de manganeso impuro, mezclado con carbón granulado, para creas un cátodo húmedo con un electrodo de carbón.
Pilas de dióxido de manganeso-magneseo:
Este sistema funciona bien para aplicacionesespecializadas. Se parece mucho a la pila de cloruro de zinc pero tiene 0.3 volts mas por pila. Las pilas de dióxido de manganeso-magneseo tienen una larga vida, alta densidad energética, son livianas las cuales las hacen ideales para el uso de pilas para el poder de los radiotransmisores de las radios militares. Una desventaja de este tipo de pila es su funcionamiento en bajas temperaturas....