Pilas Usos y Propiedades

Tania Belén Del Rivero López AI N.L. 3
Pilas
Se denomina pila o elemento galvánico a un sistema en el que la energía química de una reacción es transformada en energía eléctrica. (¿Qué es una pila?¿y una batería?)
Clasificación de las pilas
Las pilas se utilizan para predecir reacciones de redox y para calcular potenciales de electrodo. Su mayor utilidad es para producir corrientes eléctricasde pequeña intensidad.
Se clasifican en dos formas:
Primarias
En ellas a medida que se va produciendo energía se agota el combustible, por lo que en un momento determinado la pila se agota y no se puede regenerar. Las pilas primarias pueden ser húmedas o secas, según el electrolito esté libre, en forma líquida o absorbido en un medio poroso.
Secundarias
En ellas, el proceso de conversión deenergía eléctrica es reversible. También se les llaman acumuladores, y la pila se puede recargar haciendo pasar corriente eléctrica a través de ella.
Primarias
Pila de Volta
La más antigua, ideada por el físico italiano Alejandro Volta (1800). El ánodo es una lámina Zn y el cátodo es una lámina Cu.
Los electrones pasan a través del circuito externo desde el ánodo al cátodo, donde descargan losiones H+ del ácido, desprendiendo H2. El hidrógeno no se desprende sino que es absorbido por la superficie de cobre haciendo que la intensidad de la corriente disminuya. Este fenómeno recibe el nombre de polarización del electrodo y para evitarlo se introducen unas sustancias despolarizantes que reaccionan con el hidrógeno formando agua. La presencia del cobre en esta pila no es otra que conducir lacorriente eléctrica, por lo que puede ser sustituido por otro metal.
La notación de la pila Volta es: Zn/H2SO4/Cu. Es por tanto una pila húmeda.
En este caso es únicamente mencionada debido a su importancia histórica.

Pila Leclanché
Es una pila seca, común en las linternas y radios portátiles (pilas cilíndricas). Está formada por un cilindro de Zn, que además de ser el recipiente actúa deanodo. En el interior lleva una pasta seca (grafito + MnO2 + ClNH4) embebidos en un material poroso (serrín). La pila se tapa con resina.
En el ánodo (-) Zn  Zn+2 + 2 e -

En el cátodo (+) 2 NH4 + + 2 e -  2NH3 + H2.
El despolarizante es en este caso el bióxido de manganeso:
2 MnO2 + H2  Mn2 O3 + H2O.
También actúa en esta pila, como despolarizante, los ionesZn+2.
Zn+2 + 4 NH3   Zn ( NH3 )4 +2
La f e m de la pila Leclanché es de 1,5 voltios, pero debido a sus resistencia interna disminuye. Cuando se necesitan f. e. m. mayores se conectan en serie. Así, las llamadas pilas de petaca son en realidad tres pilas de Leclanché en serie produciendo una f. e. m. aproximada de 4,5 voltios.
Utilizadas en aparatos sencillos y de bajo consumo.

PilaAlcalina de Manganeso
Son las llamadas vulgarmente pilas alcalinas. Están formadas por un cátodo de MnO2 y un ánodo de Zn colocados en una pequeña caja de acero. Las reacciones ocurren en medio básico, suministran un voltaje de 1,54 voltios y su periodo de duración es mayor que el de una pila Leclanché.
En el ánodo (-) 2 Zn + 4 OH -  2 Zn (OH)2 + 4 e -
En el cátodo (+) 3 MnO2+ 2 H2 O + 4 e -  Mn 3 O4 + 4 OH -
La reacción global que transcurre en el interior de la pila es:
2 Zn + 3 MnO2 + 2 H2 O  2 Zn (OH)2 + Mn 3 O4 + 4 OH –
Son las de larga duración y son utilizadas frecuentemente en controles remoto, relojes, juguetes, linternas, etc.

Pilas de botón
Se conocen con este nombre una serie de pilas que por sus dimensiones seasemejan a un botón. Utilizan generalmente como oxidantes el HgO y Ag2O que son más caros que el bióxido de manganeso, de ahí que su comercialización es más difícil. La disolución electrolítica es hidróxido de potasio al 50%.
En el ánodo (-) Zn + 4 OH - → Zn ( OH )4– 2 + 2 e -
En el cátodo (+) HgO + 2 e - + 2 H2 O → Hg + 2 OH -
Ag2O + 2 e...