REDOX en la Industria

Grupo Lentiscal

Pilas

PROCESOS REDOX EN LA INDUSTRIA
PILAS COMERCIALES
TIPO
a) Pila seca o salina

b) Pila alcalina

c) Pila de mercurio

d) Acumuladores

DESCRIPCIÓN
Es la pila más corriente y de mayor consumo. En realidad no está seca: contienen en su
interior una disolución acuosa de un electrolito. También se llama pila Leclanché, en honor
a su inventor (1866). Estáconstituida por una barrita de grafito, que hace de polo positivo,
rodeada de MnO2, y un recipiente de cinc, que es el polo negativo. Como electrolito actúa
una disolución acuosa de NH4Cl, embebida en un sólido absorbente (serrín, carbón en
polvo, etc., con una sustancia higroscópica, como ZnCl2, para mantener la humedad). Las
reacciones que ocurren en la pila son algo complejas, pero puedenresumirse en las
semirreaciones:
polo (-): Zn ⇒ Zn2+ + 2epolo (+): 2MnO2 + 2NH4+ + 2e- ⇒ Mn2O3 + H2O + 2NH3
El NH3 con los iones Zn2+ forma el complejo [Zn(NH3)4]2+ , con lo que se evita la
acumulación de NH3 gaseoso, que hincharía la pila hasta reventarla.
La fem de esta pila es de 1,5 V. En el comercio hay pilas de 4,5 V, que son, en realidad,
asociaciones en serie de tres pilas secas.
Es unaversión mejorada de la pila anterior. El electrolito de NH4CI se ha reemplazado por
KOH (de aquí el nombre de alcalina), lo que evita el carácter ácido del contenido causado
por los iones NH4+ , y le confiere una mayor duración, si bien su coste es también mayor.
Las semirreaciones simplificadas son:
polo (-): Zn + 2OH- ⇒ Zn(OH) 2 + 2epolo (+): 2MnO2 + H2O + 2e- ⇒ Mn2O3 + 2OHEl recipiente deesta pila es de acero y la distribución de los componentes es la inversa de
la anterior. En este caso, el polo e de Zn va en el centro, y el MnO2 ocupa la zona
periférica.
La pila alcalina tiene la misma fem, 1,5 V; pero es más constante con el tiempo, y su
rendimiento es mejor que el de las salinas.
En esta pila el polo (-) es una amalgama de cinc, y el polo (+) es de acero, en contacto conuna pasta de HgO, KOH y Zn(OH)2.
Las semirreacciones, en esta pila, son:
polo (-): Zn (Hg) + 2 OH- ⇒ ZnO + H2O + 2epolo (+): HgO + H2O + 2e- ⇒ Hg + 2 OHLa ventaja de esta pila (aunque bastante más cara) es que puede fabricarse de un tamaño
muy reducido (pilas “botón”), por lo que tiene múltiples aplicaciones en relojes, audífonos,
etc. A pesar de ser tan pequeña, su fem, de 1,35 V y es muyestable en el curso de una
utilización prolongada.
Es muy peligrosa para el medio ambiente por contener compuestos de mercurio.
Son pilas reversibles, de tal forma que, haciendo pasar una corriente eléctrica en dirección
opuesta, se pueden invertir las reacciones, recargándose el acumulador, es decir, que se
regeneran los reactivos originales de la pila mediante una electrólisis. Por ello, nopueden
utilizarse para este tipo de pilas procesos en los que haya desprendimiento de gases.
El acumulador más tradicional y más utilizado es el de plomo. Está formado por una serie
de láminas de plomo (polo negativo), alternando con otras de dióxido de plomo (polo
positivo), y sumergidas ambas en una disolución acuosa de H2SO4 al 20%. Las
semirreaciones que se producen son:
polo (-): Pb + SO42-⇔ PbSO4 + 2epolo (+): PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e- ⇔ PbSO4 + 2H2O
En la descarga, las dos semirreacciones ocurren hacia la derecha, con lo que ambos
electrodos se van recubriendo de una capa de PbSO4 (que es insoluble), a la vez que se
hace más diluida la disolución de H2SO4. En la carga (hacia la izquierda) se regeneran los
reactivos (Pb y PbO2), a la vez que se concentra la disolución de H2SO4.La fem de un acumulador simple es de 2,05 V, pero suelen conectarse en serie,
constituyendo una batería; las de los coches están formadas por seis elementos, con lo
que resulta una tensión de unos 12 V. Cuando el motor del coche está parado, la batería
proporciona la corriente necesaria para el motor de arranque, bujías, faros, etc. Cuando el
motor está en marcha, mueve la dinamo, que...