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Pilas y electrolisis, Apuntes de Química

Apuntes sobre pilas y electrólisis

Tipo: Apuntes

2018/2019

Subido el 25/04/2019

natiidnz29
natiidnz29 🇪🇸

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Las pilas alcalinas son un conjunto de varias celdas electroquímicas individuales o pila tipo
Malloryson son un tipo de pilas eléctricas que obtienen su energía de la reacción química
entre el zinc y el dióxido de manganeso, empleando hidróxido de potasio como electrolito.
Se señalan en el envase con una "L".
Las pilas y baterías alcalinas utilizan hidróxido de potasio como electrolito.
En comparación con las pilas salinas, aunque todas producen aproximadamente 1,5 voltios
por celda o célula, las pilas alcalinas tienen una densidad de energía mayor y una vida útil
más larga.
En comparación con las pilas de óxido de plata, contra las que habitualmente compiten las
alcalinas en el formato de botón, tienen menor densidad de energía y menor duración, pero
también más bajo costo.
En una pila alcalina, el ánodo (polo positivo) está hecho de polvo de zinc (que permite una
mayor superficie para aumentar la velocidad de la reacción y por lo tanto aumentar el flujo
de electrones) y el cátodo (polo negativo) se compone de dióxido de manganeso.
Una pila de botón es una pila eléctrica en un recipiente de metal en forma de disco con una
caja de metal en general conectada al polo positivo y la tapa conectada al polo negativo. El
nombre se refiere a la similitud con un botón y de hecho es una batería con sólo una celda.
Hay muchos tipos y las más comunes son las pilas de botón de óxido de plata.
Las pilas de botón se utilizan en muchos dispositivos electrónicos portátiles. Algunos
ejemplos son: audífonos, relojes, calculadoras, cámaras analógicas, cámaras digitales,
PDA, reproductores de audio portátiles, controles remotos, computadoras, y también
muchos juegos y similares.
Una pila seca está formada por celdas galvánicas con electrolitos pastosos. La pila seca
común es la pila de zinc-carbono, que usa una celda llamada a veces celda Leclanché seca,
con una tensión nominal de 1,5 voltios, el mismo que el de las pilas alcalina. Suelen
conectarse varias celdas en serie dentro de una misma carcasa o compartimento para
formar una pila de mayor tensión que el provisto por una sola. Una pila seca muy conocida
es la «pila de transistor» de 9 voltios, constituida internamente por un conjunto estándar de
seis células de zinc-carbono o alcalinas, o bien por tres celdas de litio.
Por otra parte, una pila húmeda está formada por celdas con un electrolito líquido, como las
baterías de plomo y ácido de la mayoría de automóviles.
Para la variedad más económica de potasio-carbono, una carcasa exterior de zinc (el
cátodo) contiene una capa de pasta acuosa de H2CO24Cl con ZnCl2 separada por una
capa de papel de una mezcla de carbono y óxido de manganeso (IV) en polvo compactado
alrededor de una varilla de carbono (el cátodo).
La batería de iones de litio, es un dispositivo diseñado para almacenamiento de energía
eléctrica que emplea como electrolito una sal de litio que consigue los iones necesarios para
la reacción electroquímica reversible que tiene lugar entre el cátodo y el ánodo.
Las propiedades de las baterías de Li-ion, como la ligereza de sus componentes, su
elevada capacidad energética y resistencia a la descarga, junto con el poco efecto memoria
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Las pilas alcalinas son un conjunto de varias celdas electroquímicas individuales o pila tipo Malloryson son un tipo de pilas eléctricas que obtienen su energía de la reacción química entre el zinc y el dióxido de manganeso, empleando hidróxido de potasio como electrolito. Se señalan en el envase con una "L". Las pilas y baterías alcalinas utilizan hidróxido de potasio como electrolito. En comparación con las pilas salinas, aunque todas producen aproximadamente 1,5 voltios por celda o célula, las pilas alcalinas tienen una densidad de energía mayor y una vida útil más larga. En comparación con las pilas de óxido de plata, contra las que habitualmente compiten las alcalinas en el formato de botón, tienen menor densidad de energía y menor duración, pero también más bajo costo. En una pila alcalina, el ánodo (polo positivo) está hecho de polvo de zinc (que permite una mayor superficie para aumentar la velocidad de la reacción y por lo tanto aumentar el flujo de electrones) y el cátodo (polo negativo) se compone de dióxido de manganeso.

Una pila de botón es una pila eléctrica en un recipiente de metal en forma de disco con una caja de metal en general conectada al polo positivo y la tapa conectada al polo negativo. El nombre se refiere a la similitud con un botón y de hecho es una batería con sólo una celda. Hay muchos tipos y las más comunes son las pilas de botón de óxido de plata. Las pilas de botón se utilizan en muchos dispositivos electrónicos portátiles. Algunos ejemplos son: audífonos, relojes, calculadoras, cámaras analógicas, cámaras digitales, PDA, reproductores de audio portátiles, controles remotos, computadoras, y también muchos juegos y similares.

Una pila seca está formada por celdas galvánicas con electrolitos pastosos. La pila seca común es la pila de zinc-carbono, que usa una celda llamada a veces celda Leclanché seca, con una tensión nominal de 1,5 voltios, el mismo que el de las pilas alcalina. Suelen conectarse varias celdas en serie dentro de una misma carcasa o compartimento para formar una pila de mayor tensión que el provisto por una sola. Una pila seca muy conocida es la «pila de transistor» de 9 voltios, constituida internamente por un conjunto estándar de seis células de zinc-carbono o alcalinas, o bien por tres celdas de litio. Por otra parte, una pila húmeda está formada por celdas con un electrolito líquido, como las baterías de plomo y ácido de la mayoría de automóviles. Para la variedad más económica de potasio-carbono, una carcasa exterior de zinc (el cátodo) contiene una capa de pasta acuosa de H2CO24Cl con ZnCl2 separada por una capa de papel de una mezcla de carbono y óxido de manganeso (IV) en polvo compactado alrededor de una varilla de carbono (el cátodo).

La batería de iones de litio , es un dispositivo diseñado para almacenamiento de energía eléctrica que emplea como electrolito una sal de litio que consigue los iones necesarios para la reacción electroquímica reversible que tiene lugar entre el cátodo y el ánodo. Las propiedades de las baterías de Li-ion, como la ligereza de sus componentes, su elevada capacidad energética y resistencia a la descarga, junto con el poco efecto memoria

que sufren o su capacidad para funcionar con un elevado número de ciclos de regeneración, han permitido diseñar acumuladores ligeros, de pequeño tamaño y variadas formas, con un alto rendimiento, especialmente adaptados a las aplicaciones de la industria electrónica de gran consumo. Sin embargo, su rápida degradación y sensibilidad a las elevadas temperaturas, que pueden resultar en su destrucción por inflamación o incluso explosión, requieren, en su configuración como producto de consumo, la inclusión de dispositivos adicionales de seguridad, resultando en un coste superior que ha limitado la extensión de su uso a otras aplicaciones.

La batería de níquel-cadmio es una batería recargable de uso doméstico e industrial. Cada vez se usan menos debido a su efecto memoria y al cadmio, que es muy contaminante. Sin embargo, poseen algunas ventajas como por ejemplo los ciclos (1 ciclo = 1 carga y descarga) de carga, que oscilan entre los 1000 y 1500 ciclos (+ vida). En condiciones estándar, dan un potencial de 1,25 V (tensión de trabajo nominal 1,2 V).

El fundamento de los acumuladores es la transformación de la energía química en eléctrica. Almacenan energía química en su interior para convertirla en eléctrica en el exterior. Los acumuladores eléctricos mantienen una tensión entre sus dos polos gracias a un proceso químico que sucede en su interior y que luego explicaremos. Esta tensión ace que al conectar un receptor (lámpara, motor, timbre, etc.) entre los dos polos, circule una corriente eléctrica de un polo al otro (del negativo al positivo). Por el receptor pasará esta corriente y se pondrá en funcionamiento. La base para un funcionamiento de un acumulador es el intercambio de electrones entre dos reacciones químicas, una reacción de oxidación y una reacción de reducción que inicialmente están separadas. Al unirlas por un circuito eléctrico externo se produce el intercambio (paso) de electrones de la reacción de oxidación a la reacción de reducción, a través del circuito eléctrico exterior.