Celdas Galvanicas

Resumen

El tema de este trabajo son las celdas electroquímicas, cuya división fundamental es celdas electrolíticas y celdas galvánicas. El proceso químico de estas celdas está enmarcado en un tipo específico de reacciones químicas que involucra un intercambio – pérdida y ganancia de electrones, por parte de dos especies químicas. Este tipo de reacción se conoce como <<redox>>, y se constituye de dos semireacciones, que ocurren simultáneamente: oxidación y reducción. En términos simples, la oxidación consiste en una pérdida de electrones (aumento en el E.D.O.) y la reducción en una ganancia de estos electrones por parte de otra sustancia química (disminución en el E.D.O.).

Estas reacciones de óxido-reducción son complejas en su mayoría y requieren de un método sistemático para ser balanceadas correctamente. Se conocen dos métodos: método de cambio de valencia y el método del ión electrón. Se diferencian en las etapas, pero logran llegar a una misma reacción equilibrada.

Respecto de las celdas electroquímicas y sus procesos redox, para entender éstos a cabalidad es necesario dominar algunos conceptos fundamentales tales como: ánodo, cátodo, catión, anión, electrolito, FEM, etc. Los cuales se verán definidos concisamente en el desarrollo de este informe, con el fin de facilitar la comprensión de lo que aborda en específico este informe: las pilas.

Una pila es un tipo de celda galvánica que se comercializa a nivel mundial desde su invención -varios años atrás- hasta hoy en día. Como toda celda galvánica es capaz de proveer al mecanismo con electricidad obtenida de la energía química que contiene. El ser humano ha incursionado ávidamente en su funcionamiento y ha dividido las distintas invenciones en dos grandes categorías basadas en su capacidad de funcionar sólo una vez hasta agotar sus componentes (pila primaria) o poder renovar estos mediante una reacción química inversa a la de descarga, la carga (pila secundaria o batería).

Ambas pilas se componen fundamentalmente de tres componentes: dos electrodos metálicos: uno positivo y otro negativo; y una disolución conductora de electricidad denominada electrolito. En el informe se ven descritas 7 variaciones de esta noción de pila fundamental, en las cuales los componentes varían de una a otra, con el fin propuesto del ser humano, de mejorar su invento y progresar siempre hacia una versión más eficiente y/o con distintas aplicaciones.

Las pilas descritas son:

Zinc-carbón: Pila primaria que posee un electrolito ácido. Posee una vida útil corta y produce 1,5 V.

Alcalina: Pila primaria de larga duración que reemplaza el electrolito ácido por uno básico (alcalino), produce 1,5 V.

Plomo-ácido: Pila secundaria que crea una corriente suficiente para arrancar motores de vehículos, su voltaje es de 2 V.

Niquel-cadmio: Pila secundaria considerada mejor que las alcalinas debido a su baja resistencia al paso de la corriente, sin embargo su voltaje es menor que el de éstas: 1,2 V.

Niquel-hidruro de metal (Ni-MH): Pila secundaria que reemplaza a la anterior, siendo más ecoamigable y mejor en la rapidez y capacidad de carga. Posee un voltaje constante de 1,4 V.

Ion-óxido de mercurio: Pila primaria de pequeño tamaño y de gran aplicación en la electrónica. Produce un voltaje constante de 1,34 – 1,35 V.

Plata-zinc: Pila cuyo tamaño varía de acuerdo a su aplicación: pequeña

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