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Como funciona una pila
cómo funciona la batería animación
¿una moneda de cobre en un limón? Funciona porque estos dos metales diferentes tienen átomos con diferentes capacidades para retener los electrones que contienen. Los átomos de zinc de la uña pierden sus electrones (azul, e), que fluyen a través del circuito que has
Una de las reacciones genera iones positivos (mostrados aquí como grandes manchas amarillas) y electrones (manchas marrones más pequeñas) en el electrodo negativo. Los iones positivos fluyen hacia el electrolito, mientras que los electrones (manchas marrones más pequeñas) fluyen por el circuito exterior (línea azul) hacia el electrodo positivo y hacen que la lámpara se ilumine por el camino. En el electrodo positivo se produce otra reacción química, en la que los electrones entrantes se recombinan con los iones extraídos del electrolito, completando así el circuito.
Dentro de la pila, suelen producirse dos de ellas simultáneamente. Las reacciones exactas dependen de los materiales de los que están hechos los electrodos y el electrolito. (Más adelante, en este artículo, comparamos diferentes tipos de pilas con algunos ejemplos). Si quieres saber más sobre las reacciones de una pila concreta, introduce el tipo de pila que te interesa seguido de las palabras “reacciones ánodo-cátodo” en tu buscador favorito). Independientemente de las reacciones químicas que se produzcan, el principio general de que los electrones recorren el circuito exterior y los iones reaccionan con el electrolito (entrando o saliendo de él) se aplica a todas las pilas. A medida que una pila genera energía, las sustancias químicas de su interior se van convirtiendo en otras diferentes. Su capacidad de generar energía disminuye, el voltaje de la pila cae lentamente y la pila acaba agotándose. En otras palabras, si la pila no puede producir iones positivos porque las sustancias químicas de su interior se han agotado, tampoco puede producir electrones para el circuito exterior.
batería de plomo
Imagine un mundo sin baterías. Todos esos dispositivos portátiles de los que tanto dependemos estarían muy limitados. Sólo podríamos llevar nuestros ordenadores portátiles y teléfonos hasta el alcance de sus cables, haciendo que esa nueva aplicación para correr que acabas de descargar en tu teléfono sea bastante inútil.
Por suerte, tenemos baterías. En el año 150 a.C., en Mesopotamia, la cultura parta utilizaba un dispositivo conocido como batería de Bagdad, hecho de electrodos de cobre y hierro con vinagre o ácido cítrico. Los arqueólogos creen que en realidad no se trataba de pilas, sino que se utilizaban principalmente para ceremonias religiosas.
La invención de la pila tal y como la conocemos se atribuye al científico italiano Alessandro Volta, que montó la primera pila para demostrar un punto a otro científico italiano, Luigi Galvani. En 1780, Galvani había demostrado que las ancas de las ranas colgadas en ganchos de hierro o latón se movían al tocarlas con una sonda de otro tipo de metal. Galvani creía que esto se debía a la electricidad de los tejidos de las ranas y lo llamó “electricidad animal”.
cómo se fabrican las pilas
Una pila es una fuente de energía eléctrica formada por una o varias celdas electroquímicas con conexiones externas[1] para alimentar dispositivos eléctricos como linternas, teléfonos móviles y coches eléctricos. Cuando una batería suministra energía eléctrica, su terminal positivo es el cátodo y su terminal negativo es el ánodo[2]. El terminal marcado como negativo es la fuente de electrones que fluirán a través de un circuito eléctrico externo hasta el terminal positivo. Cuando una pila se conecta a una carga eléctrica externa, una reacción redox convierte los reactivos de alta energía en productos de menor energía, y la diferencia de energía libre se entrega al circuito externo como energía eléctrica[3]. Históricamente, el término “pila” se refería específicamente a un dispositivo compuesto por múltiples celdas, sin embargo el uso ha evolucionado para incluir dispositivos compuestos por una sola celda[4].
Las pilas primarias (de un solo uso o “desechables”) se utilizan una vez y se desechan, ya que los materiales de los electrodos cambian irreversiblemente durante la descarga; un ejemplo común es la pila alcalina utilizada en las linternas y en multitud de dispositivos electrónicos portátiles. Las baterías secundarias (recargables) pueden descargarse y recargarse varias veces mediante una corriente eléctrica aplicada; la composición original de los electrodos puede restablecerse mediante una corriente inversa. Algunos ejemplos son las baterías de plomo-ácido que se utilizan en los vehículos y las de iones de litio que se emplean en aparatos electrónicos portátiles, como los ordenadores portátiles y los teléfonos móviles.
wikipedia
Componentes de una pilaUna pila es una célula electroquímica o una serie de células que implican reacciones electroquímicas redox llamadas oxidación y reducción. La oxidación es un proceso en el que una sustancia que participa en una reacción química pierde uno o más electrones. Este proceso de oxidación da lugar a un aumento de la carga global de la sustancia. Por otro lado, la reducción es un proceso en el que una sustancia que participa en una reacción química gana uno o más electrones. Este proceso de reducción da lugar a una disminución de la carga global de la sustancia. Una mnemotecnia que suele utilizarse para recordar la oxidación y la reducción es OIL RIG: La oxidación consiste en la pérdida de electrones y la reducción en la ganancia de electrones Una célula electroquímica consta de tres partes principales que incluyen dos electrodos (el ánodo y el cátodo) y un electrolito. El ánodo, o electrodo negativo, es generalmente un metal o una aleación de algún tipo. El cátodo, o electrodo positivo, suele ser un óxido metálico o un sulfuro. Los electrodos son conductores de la electricidad, pero nunca están hechos de los mismos materiales conductores. El electrolito es un conductor iónico que separa los dos electrodos. Es un medio a través del cual se produce la transferencia de iones entre el ánodo y el cátodo. El ácido sulfúrico es un electrolito habitual en las pilas recargables.