UNIDAD PROFESIONAL INTERDISCIPLNARIA DE BIOTECNOLOGÍA

                                       PILA DE GRAVEDAD

COMPETENCIA

El estudiante comprueba las características de una reacción oxido – reducción identifica la cantidad de energía generada y podrá hacer la ecuación respectiva esta identifica los agentes reductores y oxidantes tanto que la sustancia que se oxida y se reduce según por medio de una tabla de potenciales estándares de reducción.

INTRODUCCION

También llamada celda de gravedad  o celda de pata de gallo (llamada así por la forma del electrodo de zinc) fue inventada en 1836 por  John Frederick Daniel que era un químico británico y meteorólogo. Esta pila supuso una gran mejora sobre la pila voltaica que fue la primera celda galvánica desarrollada.

Zn(s) + Cu2+(aq) → Zn2+(aq) + Cu(s). Eº=1,10 V

La celda o pila Daniel original (hacia 1836) consiste de un ánodo  de zinc metálico central inmerso en una vasija de barro poroso que contiene una disolución de sulfato de zinc. La vasija porosa, a su vez, está sumergida en una disolución de sulfato de cobre contenida en una vasija de cobre de mayor diámetro, que actúa como cátodo de la celda. El uso de una barrera porosa evita que los iones de cobre de la disolución de sulfato de cobre alcancen el ánodo de zinc y sufran una reducción directa. Esto haría ineficaz la celda porque se llegaría al equilibrio, por transferencia directa de electrones entre Zn y Cu2+, sin generar la corriente eléctrica que se obtiene al obligar a los electrones a ir por el circuito exterior.

El material poroso opone mucha resistencia al paso de los iones por lo que la celda tiene una gran resistencia que disminuye la corriente obtenida.1 No obstante, si no permitiese el paso de aniones entre las dos disoluciones (en sentido inverso a los electrones) la pila se polarizaría rápidamente y dejaría de funcionar.

En la celda Daniel, que, debido a su simplicidad, se utiliza a menudo en las demostraciones de clase, un cable y una bombilla se pueden conectar a los dos electrodos. Los electrones que pierde el zinc se mueven a través del cable, generalmente de platino, hacia el electrodo de cobre, proporcionando una corriente eléctrica que ilumina la bombilla. En una celda de este tipo, los iones sulfato desempeñan un importante papel. Teniendo carga negativa, estos aniones se acumulan alrededor del ánodo para mantener una carga neutra. Por el contrario, en el cátodo, los cationes cobre (II) se acumulan para mantener también la carga neutra. Estos dos procesos causan que el cobre sólido se acumule en el cátodo y que el electrodo de zinc se disuelva en la disolución. El potencial aproximado de la pila es de 1,10 voltios.

La pila se representa por el sistema de notación de celdas, de la siguiente manera:

[pic 1]

Dado que ninguna semirreacción ocurre de forma independiente de la otra, las dos semiceldas deben estar conectadas de una forma que permita a los iones moverse libremente entre ellas. Una barrera porosa o un disco de cerámica se pueden utilizar para separar las dos disoluciones al tiempo que se permite el flujo de iones. Cuando las semiceldas se colocan en dos contenedores totalmente diferentes y separados, un puente salino se utiliza a menudo para conectar las dos semicélulas. En la anterior celda húmeda, los iones sulfato se mueven desde el cátodo al ánodo a través del puente salino y los cationes Zn2+ se mueven en la dirección opuesta para mantener la neutralidad, o bien iones cloruro, Cl-, y potasio, K+, salen desde el gel que hay dentro del puente salino hacia los dos recipientes para conseguir igualmente la neutralidad de ambos recipientes.

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