Pilas Electricas O Celdas Voltaicas

PILAS ELECTRICAS O CELDAS VOLTAICAS

El estudio de las reacciones de oxido-reducción y su relación con la energía eléctrica es parte del campo de estudio de la electro química, que es una rama de la química que comenzó como disciplina científica en las últimas décadas del siglo XVIII.

Surgió en 1786, cuando el fisiólogo Italiano Luigi galvani descubrió que el musculo de la pata de una rama se contraía al ponerlo en contacto en dos metales diferentes, como el cobre y el zinc, y que a su vez estuvieran en contacto entre si, y que a su vez estuvieran en contacto entre si.

Alessandro volta, Fisico italiano, Le interesaron las observaciones de galvani, por lo que reprodujo los experimentos bajo condiciones mas controladas y llego a la conclusión de que las contracciones tenían su origen en la electricidad producida con los resultados los dos metales diferentes, por lo que las fibras nerviosas de la rana solo tienen dos funciones:

1- Proporcionar un medio adecuado que permita la conducción eléctrica debido a la presencia de sales en el liquido que rodea el tejido animal

2- Ser un dispositiva capaz de detectar la prescencia de electricidad, debido a que cada contracción era prueba de la prescencia de cargas eléctricas.

Alessandro volta diseño un dispositivo en el que unió dos metales distintos por un extremo y los puso en contacto con una disolución salina y un electrómetro en vez de hacerlo con una fibra muscular.

La disolución salida tenía como objetivo permitir la conducción de electricidad, mientras que el electrómetro, un aparato inventado por el, le permitiría medir la presencia de electricidad en el dispositivo.

La pila eléctrica, conocida también en honor a alessandro volta como pila voltaica.

La pila que diseño alessandro volta, las reacciones químicas que ocurren en ellas son las siguientes:

En cada disco de zinc(electrodo de Zn) se presenta la oxidación de Zn a iones Zn2 :

Zn-> Zn2+ 2e

A la combinación de un electrodo/medio salino se le conoce como semicelda o interfase. De modo que para construir una celda voltaica es necesario que existan dos semiceldas distintas que, al ponerse en contacto, formaran un circuito eléctrico a través del cual circulara la corriente electica. Esto significa que una celda voltaica podrá ser construida cuando se cumpla alguno de los siguientes casos:

1.- Que los electrodos sean diferente material y estén en contacto con un mismo medio salino, como es el caso de la pila Volta.

2.- Que los electrodos sean de diferente material y estén en contacto con medios salinos distintos que a su vez estén separados físicamente entre si, pero conectados mediante una interfase salina.

3.- que los electrodos sean del mismo material, pero cada uno este en contacto con un medio saluno de concentración química diferente; estos medios salinos deberán además estar separados químicamente.

Veamos el caso de la celda daniell, una celda voltaica formada por una semicelda de Cu/CuSo4 (1M) y otra semicelda de Zn/ZnSo4

Una condición importante para fabricar una celda voltaica consiste en tener dos semiceldas diferentes, al construir una celda también es importante el voltaje que se obtendrá de la misma y la calidad del flujo de corriente eléctrica.

La calidad en el flujo de la corriente eléctrica quedara determinado por el tipo de materiales.

POTENCIAS ESTANDAR DE REDUCCION

Para conocer el voltaje que se obtiene de una celda voltaica es necesario tener conocimiento de las características de las semiceldas que la forman. Lo ideal es fabricar la celda y medir experimentalmente el voltaje que produce.

Por convención se ha establecido que el EEH tenga el potencial electico de cero volts, por lo que al poner en contacto cualquier semicelda con el EEH, el voltaje de la celda resultante equivale al potencia eléctrico de la semicelda en cuestión.

Cuando se mide el potencial eléctrico de una semicelda al conectarla al EEH, utilizando disoluciones con una concentración 1M y gases a una presión de 1 atm, el potencial de semicelda que se determina recibirá el nombre de potencia estándar de reducción.

FEM ESTANDAR (VOLTAJE) DE UNA CELDA VOLTAICA

Cuando se conocen las potenciales estándar de reducción de estas, es posible calcular el voltaje de una celda, parámetro que también recibe el nombre de fem estándar de la celda potencial estándar de la celda que se calcula mediante la siguiente expresión:

E° celda =E° catodo – E° anodo

Asi en una celda e Daniell podemos calcular el valor de la fem estándar de la celda apartir de conocer las potenciales estándar de reducción de cada una de las semiceldas que la componen.

La fem estándar de la celda es de 1.10 volts, lo cual significa que el máximo voltaje que se obtiene de una celda formada por una semicelda de Zn/Zn2+ (1M) y otra semicelda de Cu/Cu2+ (1M) es de 1.10 volts.

POTENCIALES ESTANDAR DE REDUCCION DE SEMICELDA Y REACCIONES REDOX

Las potenciales estándar de reducción se semicelda también son utiles

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