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La pila o batería (Pila casera)




Enviado por darkxtrail



    1. Objetivo de este
      proyecto
    2. Historia de la
      batería
    3. Clases de
      batería
    4. Composición de
      baterías más comunes
    5. Pila
      voltaica
    6. Pila casera o pila de
      Daniell
    7. Explicaciones de las
      reacciones químicas producidas en una
      batería
    8. Contaminación de las
      pilas
    9. Consejos
      útiles
    10. Otras fuentes que desarrollan
      energía
    11. Bibliografía

    INTRODUCCIÓN

    Las baterías o pilas como
    comúnmente se les conoce, tiene más de 200
    años de existencia, desde su primer modelo
    primitivo hasta lo modernos productos que
    existen en la actualidad, como pilas alcalinas, pilas
    recargables, etc.

    Las baterías no han perdido vigencia
    tecnológica por el contrario, cada día se
    perfecciona, ya en la actualidad se habla de sistemas
    híbridos, de motores de
    combustión con sistemas de baterías,
    que pronto serán una realidad en nuestras
    calles.

    Este experimento tiene como propósito ilustrar o
    sencillo que es una batería, una simple reacción
    química
    que produce energía. Pero a su vez dar luces que si la
    crisis
    energética se agudiza, pronto deberemos buscar fuentes de
    energía alternas para no dependar del combustible
    fósil (petróleo)

    Una batería es un dispositivo
    electroquímico el cual almacena energía en forma
    química. Cuando se conecta a un circuito eléctrico,
    la energía química se transforma en energía
    eléctrica. Todas las baterías son similares en
    su construcción y están compuestas por
    un número de celdas electroquímicas. Cada una de
    estas celdas está compuesta de un electrodo positivo y
    otro negativo además de un separador. Cuando la
    batería se está descargando un cambio
    electroquímico se está produciendo entre los
    diferentes materiales en
    los dos electrodos.  Los electrones son transportados
    entre el electrodo positivo y negativo vía un circuito
    externo (bombillas, motores de arranque etc.)

    Lamentablemente como todo lo que es producido por
    el hombre,
    tiene residuos contaminantes, los ácidos y
    materiales pesados contaminan el ambiente,
    claro que mencionaremos este delicado tema, pero no será
    parte de análisis en este proyecto.

    OBJETIVOS DE ESTE PROYECTO

    1. Demostrar que las reacciones
      químicas producen energía y que esta
      energía es electricidad.
    2. Que estas reacciones químicas son
      reacciones de oxidación y otras de
      reducción.
    3. Demostrar con sencillo ejemplo la
      fabricación de una batería
      casera.
    4. Otras fuentes que desarrollan
      energía.

    HISTORIA DE LA BATERÍA

    En el año 2000 se celebra el bicentenario de la
    primera pila eléctrica: la pila de Volta. El 20 de Marzo
    del año 1800 Alessandro Volta comunica por carta al
    presidente de la Royal Society de Londres la primera noticia de
    su invento: la "pila a colonna" (conocida hoy en día como
    "pila de Volta"). Posteriormente, en el año 1801, Volta a
    requerimiento de Napoleón presenta en París su
    invento y lee su Disertación sobre la identidad del
    fluido eléctrico con el galvánico
    .
    Napoleón, en reconocimiento a sus aportaciones
    científicas, le otorgó el título de Conde
    nombrándole además Senador del Reino.

    Volta fue un físico italiano, nacido en Como, que
    se interesó e investigó uno de los fenómenos
    más famosos en su época: la electricidad. En 1774
    fue elegido profesor de
    Física en
    el Colegio Superior de Como y, tan sólo, un año
    más tarde inventó el electróforo. Este invento provocó
    que su fama se extendiera muy rápidamente y que en 1779 se
    le asignara la cátedra de la Universidad de
    Pavía donde prosiguió sus trabajos sobre la
    electricidad. Inventó otros aparatos como el electroscopio
    condensador o el eudiómetro y todo ello llevó a que
    más adelante fuera elegido miembro de la Royal Society de
    Londres.

    Pero el trabajo que
    más fama le ha dado está relacionado con la
    corriente
    eléctrica. Galvani había comprobado previamente
    que un anca de rana podía experimentar contracciones
    cuando se colgaba de un hilo de latón con un contrapeso de
    acero. A partir
    de los experimentos de
    Galvani, Volta comprobó que el efecto era debido a la
    presencia de los dos metales y que
    poniendo en contacto esos dos metales, u otros, se podía
    obtener una corriente eléctrica. Sus investigaciones
    le llevaron a concluir que algunas combinaciones de metales
    producían mayor efecto que otras y, con sus mediciones,
    hizo una lista del orden de eficacia. Es el
    origen de la serie electroquímica que se utiliza hoy en
    día en química.

    Volta inventó una serie de aparatos capaces de
    producir un flujo eléctrico. Para ello utilizó
    recipientes con una solución salina conectados a
    través de arcos metálicos. Conectando varios de
    esos recipientes consiguió la primera batería
    eléctrica de la historia. Para reducir
    complicaciones debido a la necesidad de utilizar soluciones,
    empezó a utilizar pequeños discos redondos de
    cobre y cinc y
    otros de paño o cartón en agua
    acidulada. De manera que los unía formando una serie:
    cobre, cinc, paño, cobre cinc, paño, etc.; todos
    ellos apilados formando una columna. Cuando unía los
    extremos de la "pila" mediante un hilo conductor, al cerrase el
    circuito se obtenía una corriente
    eléctrica.

    La pila de Volta despertó un gran entusiasmo
    entre los científicos de su época y sirvió
    de impulso para los experimentadores de toda Europa (casi
    inmediatamente se descubrió que la corriente
    eléctrica podía descomponer el agua) y
    sirvió de base para los trabajos químicos de Davy y
    para el estudio de los fenómenos electromagnéticos
    que hizo Faraday. En los 200 años que han transcurrido
    desde entonces se han construido muchos modelos de
    pilas, pero todas ellas se basan en el mismo principio que la
    pila de Volta.

    CLASES DE BATERÍA

    PILA PRIMARIA

    La pila primaria más común es la pila
    Leclanché o pila seca, inventada por el químico
    francés Georges Leclanché en la década de
    1860. La pila seca que se utiliza hoy es muy similar al invento
    original. El electrolito es una pasta consistente en una mezcla
    de cloruro de amonio y cloruro de cinc. El electrodo negativo es
    de cinc, igual que el recipiente de la pila, y el electrodo
    positivo es una varilla de carbono
    rodeada por una mezcla de carbono y dióxido de manganeso.
    Esta pila produce una fuerza
    electromotriz de unos 1,5 voltios.

    Otra pila primaria muy utilizada es la pila de
    cinc-óxido de mercurio, conocida normalmente como
    batería de mercurio. Puede tener forma de disco
    pequeño y se utiliza en audífonos, células
    fotoeléctricas y relojes de pulsera eléctricos. El
    electrodo negativo es de cinc, el electrodo positivo de
    óxido de mercurio y el electrolito es una
    disolución de hidróxido de potasio. La
    batería de mercurio produce 1,34 V,
    aproximadamente.

    La pila de combustible es otro tipo de pila primaria. Se
    diferencia de las demás en que los productos
    químicos no están dentro de la pila, sino que se
    suministran desde fuera.

    PILAS SECUNDARIA

    El acumulador o pila secundaria, que puede recargarse
    invirtiendo la reacción química, fue inventado en
    1859 por el físico francés Gastón
    Planté. La pila de Planté era una batería de
    plomo y ácido, y es la que más se utiliza en la
    actualidad. Esta batería, que contiene de tres a seis
    pilas conectadas en serie, se usa en automóviles,
    camiones, aviones y otros vehículos. Su ventaja principal
    es que puede producir una corriente eléctrica suficiente
    para arrancar un motor; sin
    embargo, se agota rápidamente.

    El electrolito es una disolución diluida de
    ácido sulfúrico, el electrodo negativo es de plomo
    y el electrodo positivo de dióxido de plomo. En
    funcionamiento, el electrodo negativo de plomo se disocia en
    electrones libres e iones positivos de plomo. Los electrones se
    mueven por el circuito eléctrico externo y los iones
    positivos de plomo reaccionan con los iones sulfato del
    electrolito para formar sulfato de plomo.

    Cuando los electrones vuelven a entrar en la pila por el
    electrodo positivo de dióxido de plomo, se produce otra
    reacción química. El dióxido de plomo
    reacciona con los iones hidrógeno del electrolito y con los
    electrones formando agua e iones de plomo; estos últimos
    se liberarán en el electrolito produciendo nuevamente
    sulfato de plomo.

    Un acumulador de plomo y ácido se agota porque el
    ácido sulfúrico se transforma gradualmente en agua
    y en sulfato de plomo. Al recargar la pila, las reacciones
    químicas descritas anteriormente se invierten hasta que
    los productos químicos vuelven a su condición
    original. Una batería de plomo y ácido tiene una
    vida útil de unos cuatro años. Produce unos 2 V por
    pila. Recientemente, se han desarrollado baterías de plomo
    para aplicaciones especiales con una vida útil de 50 a 70
    años.

    Otra pila secundaria muy utilizada es la pila alcalina o
    batería de níquel y hierro, ideada
    por el inventor estadounidense Thomas Edison entorno a 1900. El
    principio de funcionamiento es el mismo que en la pila de
    ácido y plomo, pero aquí el electrodo negativo es
    de hierro, el electrodo positivo es de óxido de
    níquel y el electrolito es una disolución de
    hidróxido de potasio. La pila de níquel y hierro
    tiene la desventaja de desprender gas
    hidrógeno durante la carga. Esta batería se usa
    principalmente en la industria
    pesada. La batería de Edison tiene una vida útil de
    unos diez años y produce 1,15 V,
    aproximadamente.

    Otra pila alcalina similar a la batería de Edison
    es la pila de níquel y cadmio o batería de cadmio,
    en la que el electrodo de hierro se sustituye por uno de cadmio.
    Produce también 1,15 V y su vida útil es de unos 25
    años.

    PILAS SOLARES

    Las pilas solares producen electricidad por un proceso de
    conversión fotoeléctrica. La fuente de electricidad
    es una sustancia semiconductora fotosensible, como un cristal de
    silicio al que se le han añadido impurezas. Cuando la
    luz incide
    contra el cristal, los electrones se liberan de la superficie de
    éste y se dirigen a la superficie opuesta. Allí se
    recogen como corriente eléctrica.

    Las pilas solares tienen una vida muy larga y se
    utilizan sobre todo en los aviones, como fuente de electricidad
    para el equipo de a bordo.

    PILAS TIPO LECLANCHÉ, O DE CINC/CARBONO
    (ZN/C), O "PILAS SECAS"

    Basadas en la oxidación del cinc en medio
    ligeramente ácido, están compuestas por cinc
    metálico, cloruro de amonio y dióxido de manganeso.
    Son las llamadas pilas comunes. Sirven para aparatos sencillos y
    de poco consumo.

    PILAS ALCALINAS O DE CINC/DIÓXIDO DE MANGANESO
    (ZN/MNO2)

    La diferencia con la pila seca es el electrolito
    utilizado, en este caso, hidróxido de potasio, en vez de
    cloruro de amonio, y el cinc está en polvo. Son las de
    larga duración. Casi todas vienen blindadas, lo que
    dificulta el derramamiento de los constituyentes. Sin embargo,
    este blindaje no tiene duración ilimitada

    PILAS DE NÍQUEL/CADMIO (NI/CD)

    Están basadas en un sistema formado
    por hidróxido de níquel, hidróxido de
    potasio y cadmio metálico. Poseen ciclos de vida
    múltiples, presentando la desventaja de su relativamente
    baja tensión. Pueden ser recargadas hasta 1000 veces y
    alcanzan a durar decenas de años. No contienen mercurio,
    pero el cadmio es un metal con características
    tóxicas.

    PILAS BOTÓN

    Son llamadas así, las pilas de tamaño
    reducido, de forma chata y redonda. El mercado de
    artículos electrónicos requiere cada vez más
    de ellas. Son imprescindibles para audífonos, marcapasos,
    relojes, calculadoras y aparatos médicos de
    precisión. Su composición es variada.

    PILAS DE ÓXIDO MERCÚRICO

    Son las más tóxicas, contienen un 30 %
    aprox. de mercurio. Deben manipularse con precaución en
    los hogares, dado que su ingestión accidental, lo que es
    factible por su forma y tamaño, puede resultar
    letal.

    PILAS DE CINC-AIRE

    Se las distingue por tener gran cantidad de agujeros
    diminutos en su superficie. Tienen mucha capacidad y una vez en
    funcionamiento su producción de electricidad es continua.
    Contienen más del 1 % de mercurio, por lo que presentan
    graves problemas
    residuales.

    BATERÍAS
    PLOMO/ÁCIDO

    Normalmente utilizadas en automóviles, sus
    elementos constitutivos son pilas
    individualmente formadas por un ánodo de plomo, un
    cátodo de óxido de plomo y ácido
    sulfúrico como medio electrolítico.

    PILAS DE NÍQUEL/HIDRURO METÁLICO
    (NI/MH)

    Son pilas secundarias como las de níquel/cadmio,
    pero donde el cadmio ha sido reemplazado por una aleación
    metálica capaz de almacenar hidrógeno, que cumple
    el papel de ánodo. El cátodo es óxido de
    níquel y el electrolito hidróxido de potasio.
    La densidad de
    energía producida por las pilas Ni/MH es el doble de la
    producida por las Ni/CD, a voltajes operativos similares, por lo
    que representan la nueva generación de pilas recargables
    que reemplazará a estas
    últimas.  

    PILAS DE ÓXIDO DE PLATA

    Son de tamaño pequeño, usualmente de tipo
    botón. Contienen 1 % de mercurio aproximadamente por lo
    que tienen efectos tóxicos sobre el
    ambiente.  

    PILA DE COMBUSTIBLE

    Mecanismo electroquímico en el cual la
    energía de una reacción química se convierte
    directamente en electricidad. A diferencia de la pila
    eléctrica o batería, una pila de combustible no se
    acaba ni necesita ser recargada; funciona mientras el combustible
    y el oxidante le sean suministrados desde fuera de la
    pila.

    Una pila de combustible consiste en un ánodo en
    el que se inyecta el combustible – comúnmente
    hidrógeno, amoníaco o hidracina – y un
    cátodo en el que se introduce un oxidante – normalmente
    aire u oxígeno. Los dos electrodos de una pila de
    combustible están separados por un electrolito
    iónico conductor. En el caso de una pila de combustible de
    hidrógeno-oxígeno con un electrolito de
    hidróxido de metal alcalino, la reacción del
    ánodo es 2H2 + 4OH- + 4H2O + 4e- y la reacción del
    cátodo es O2 + 2H2O + 4e- + 4OH-. Los electrones generados
    en el ánodo se mueven por un circuito externo que contiene
    la carga y pasan al cátodo. Los iones OH- generados en el
    cátodo son conducidos por el electrolito al ánodo,
    donde se combinan con el hidrógeno y forman agua. El
    voltaje de la pila de combustible en este caso es de unos 1,2 V
    pero disminuye conforme aumenta la carga. El agua producida en el
    ánodo debe ser extraída continuamente para evitar
    que inunde la pila. Las pilas de combustible de
    hidrógeno-oxígeno que utilizan membranas de
    intercambio iónico o electrólitos de ácido
    fosfórico fueron utilizadas en los programas
    espaciales Gemini y Apolo respectivamente. Las de
    ácido fosfórico tienen un uso limitado en las
    instalaciones
    eléctricas generadoras de energía.

    COMPOSICIÓN DE BATERÍAS MÁS
    COMUNES

    Zinc/Carbono: son las pilas llamadas
    comunes o especiales para linterna, contienen muy poco Mercurio,
    menos del 0,01%. Esta compuesta por Carbono, Zinc, Dióxido
    de Manganeso y Cloruro de Amoníaco. Puede contaminar 3.000
    litros de agua por unidad.

    Alcalinas (Manganeso): son mas recientes
    que las anteriores. Su principio activo es un compuesto alcalino
    (Hidróxido Potasio). Su duración es 6 veces mayor
    que las Zinc/Carbono. Esta compuesta por Dióxido de
    Manganeso, Hidróxido de Potasio, pasta de Zinc amalgamada
    con Mercurio (total 1%), Carbón o Grafito. Una sola pila
    alcalina puede contaminar 175.000 litros de agua (mas de lo que
    puede consumir un hombre en toda
    su vida).

    Mercurio: Fue la primer pila que se
    construyo del tipo micropila o botón. Exteriormente se
    construyen de acero y consta de un electrodo de Oxido de Mercurio
    con polvo de Grafito, el electrolito esta compuesto de
    Hidróxido de Potasio embebido en un material esponjoso
    absorbente y pasta de Zinc disuelto en Mercurio. Contiene entre
    un 25 y un 30% de Mercurio. Esta micropila puede contaminar
    600.000 litros de agua.

    Níquel/Cadmio: Esta pila tiene la
    forma de la pila clásica o alcalina, pero tiene la ventaja
    que se puede recargar muchas veces. Esta constituida por
    Níquel laminado y Cadmio separado por nylon o
    polipropileno, todo arrollado en espiral. No contiene Mercurio.
    Sus residuos son peligrosos para el medio
    ambiente, principalmente por la presencia del
    Cadmio.


    PILA VOLTAICA

    Una pila voltaica aprovecha la electricidad de una
    reacción química espontánea para encender
    una bombilla (foco). Las tiras de cinc y cobre, dentro de
    disoluciones de ácido sulfúrico diluido y sulfato
    de cobre respectivamente, actúan como electrodos. El
    puente salino (en este caso cloruro de potasio) permite a los
    electrones fluir entre las cubetas sin que se mezclen las
    disoluciones. Cuando el circuito entre los dos sistemas se
    completa (como se muestra a la
    derecha), la reacción genera una corriente
    eléctrica. Obsérvese que el metal de la tira de
    cinc se consume (oxidación) y la tira desaparece. La tira
    de cobre crece al reaccionar los electrones con la
    disolución de sulfato de cobre para producir metal
    adicional (reducción). Si se sustituye la bombilla por una
    batería la reacción se invertirá, creando
    una célula
    electrolítica.

    PILA
    CASERA O PILA DE DANIELL

    Se necesita un frasco de cristal de boca ancha, un trozo
    de tubería de cobre que esté limpia, una tira de
    zinc o un sacapuntas metálico, dos cables
    eléctricos, un vaso de vinagre, un LED (diodo emisor de
    luz), que es como una bombilla muy pequeñita, parecida a
    las que iluminan algunos árboles
    de navidad, un
    reloj despertador o cualquier otro aparato que funcione con
    pilas.

    A continuación se prepara el experimento:
    • Se llena el frasco de cristal con vinagre.
    • Con un extremo de uno de los cables, se conecta el
    sacapuntas o tira de zinc y con un extremo del otro cable, se
    conecta la tubería de cobre. Se introducen ambos elementos
    en el frasco con vinagre.
    • Los extremos libres de los dos cables se conectan bien a
    cada Terminal del LED o bien a los dos polos de la porta pilas
    del aparato. Conectar la polaridad, en el caso del reloj, de
    forma correcta. El polo positivo con la tubería de cobre y
    el negativo al sacapuntas o tira de zinc.
    • ¿Qué ocurre con el LED?
    Explicación: Las pilas tienen dos electrodos que suelen
    ser dos metales (en nuestro caso la tira de zinc o el magnesio
    del sacapuntas y el cobre de la tubería) y un electrolito,
    que es la sustancia que permite conducir la corriente
    eléctrica (en nuestro caso es el vinagre). La pila que
    estamos fabricando tiene una intensidad de corriente muy baja por
    lo que sólo podemos hacer funcionar algo que requiera una
    potencia muy
    pequeña, como es el caso del LED.

    EXPLICACIONES DE LAS REACCIONES QUIMICAS
    PRODUCIDAS EN UNA BATERIA

    REACCION
    QUIMICA EXPERIMENTO PILA DE DANIELLS

    Un ejemplo del funcionamiento de una pila esta
    descrito por la denominada pila de Daniell que se construye con
    una lámina de cobre y otra de zinc introducidas en una
    disolución acuosa de sulfato de cobre. Ambas
    láminas, llamadas electrodos, se unen mediante un
    conductor electrónico (por ejemplo un hilo de cobre). En
    esta situación, los átomos de zinc se oxidan,
    pierden electrones y pasan a la disolución como iones
    positivos. Simultáneamente, los iones positivos de cobre
    que están en la disolución se reducen, ganan
    electrones y se depositan como átomos de cobre
    metálico sobre el electrodo de cobre. Las reacciones
    descritas anteriormente se las representa gráficamente a
    continuación:

    Funcionamiento de la pila de
    Daniell

    Entre las reacciones que se presentan en el
    cátodo (electrodo con carga positiva), se encuentra la
    reacción de reducción ya que el cobre gana
    electrones y la reacción será:

    Lo que indica que la barra de cobre gana
    peso.

    En cuanto al la reacción del ánodo
    (electrodo con carga negativa), se tiene una reacción de
    oxidación, puesto que el zinc pierde electrones, la
    reacción que representa este esquema esta descrita
    por:

    Cuál significa que la barra de zinc pierde
    peso.

    Por lo tanto en una pila se está
    produciendo:

    – Una reacción química de
    oxidación y otra de reducción

    – Una corriente eléctrica de 1ª
    especie o electrónica a través del hilo que
    une los dos electrodos

    – Una corriente eléctrica de 2ª
    especie o iónica a través de la
    disolución en la que están sumergidos los
    electrodos.

    Si alguno de estos fenómenos deja de
    producirse, la pila deja de funcionar. Por
    ejemplo:

    – Si se acaba el Zn o el Cu2+, no puede
    producirse la oxidación o la reducción. Esto es lo
    que ocurre cuando se "gasta" una pila.

    – Si se abre el circuito electrónico, no
    puede producirse la corriente electrónica. Es lo que
    ocurre cuando apagamos el aparato eléctrico que "funciona
    a pilas"


    LAS PILAS ALCALINAS DE MANGANESO.

    Con un contenido de mercurio que ronda el 0,1% de su
    peso total. Es una versión mejorada de la pila
    anterior en la que se ha sustituido el conductor iónico
    cloruro de amonio por hidróxido potásico (de
    ahí su nombre de alcalina). El recipiente de la pila es de
    acero y la disposición del zinc y del óxido de
    manganeso (IV) es la contraria, situándose el zinc, ahora
    en polvo, en el centro. La cantidad de mercurio empleada para
    regularizar la descarga es mayor. Esto le confiere mayor
    duración, más constancia en el tiempo y mejor
    rendimiento. Por contra su precio es
    más elevado. También suministra una fuerza
    electromotriz de 1,5 V. Se utiliza en aparatos de mayor consumo
    como: grabadoras portátiles, juguetes con
    motor, flashes electrónicos.

    El ánodo es de zinc amalgamado y el cátodo
    es un material despolarizador que es en base a dióxido de
    manganeso, óxido mercúrico mezclado
    íntimamente con grafito, y en casos extraños oxido
    de plata Ag2O (estos dos últimos son de uso muy costoso,
    peligrosos y tóxicos) a fin de reducir su resistividad
    eléctrica. El electrolito es una solución de
    hidróxido potásico (KOH), el cual presenta una
    resistencia
    interna bajísima, lo que permite que no se tengan
    descargas internas y la energía pueda ser acumulada
    durante mucho tiempo. Este electrolito en las pilas comerciales
    es endurecido con gelatinas o derivados de la celulosa.
    Dentro de las reacciones que se presentan en la pila alcalina se
    tiene:

    La reacción en el ánodo es:

    La reacción del cátodo es:

    Existe cierta innovación que dentro de unos años
    estará en el mercado que es la pila de aire, que la
    reacción en el cátodo es:

    Este tipo de pila se fabrica en dos formas. En una, el
    ánodo consta de una tira de zinc corrugada devanada en
    espiral de 0.051 a 0.13 mm de espesor que se amalgama
    después de armarla. Hay dos tiras de papel absorbente
    resistente a los álcalis ínter devanadas con la
    tira de papel de zinc, de modo que el zinc sobresalga por la
    parte superior y el papel por la parte inferior. El ánodo
    está aislado de la caja metálica con un manguito de
    poli estireno. La parte superior de la pila es de cobre y hace
    contacto con la tira de zinc para formar la Terminal negativa de
    la pila. La pila está sellada con un ojillo o anillo
    aislante hecho de neopreno. La envoltura de la pila es
    químicamente inerte a los ingredientes y forma el
    electrodo positivo

    CONTAMINACIÓN DE LAS PILAS

    Las pilas son arrojadas con el resto de la basura
    domiciliaria, siendo vertidas en basureros, ya sean a cielo
    abierto o a rellenos sanitarios y en otros casos a terrenos
    baldíos, acequias, caminos vecinales, causes de agua, etc.
    Para imaginar la magnitud de la
    contaminación de estas pilas, vasta con saber que son
    las causantes del 93% del Mercurio en la basura domestica,
    así como del 47% del Zinc, del 48% del Cadmio, del 22% del
    Níquel, etc.

    Estas pilas sufren la corrosión de sus carcazas afectadas
    internamente por sus componentes y externamente por la acción
    climática y por el proceso de fermentación de la basura, especialmente la
    materia
    orgánica, que al elevar su temperatura
    hasta los 70º C, actúa como un reactor de la contaminación.

    Cuando se produce el derrame de los electrolitos
    internos de las pilas, arrastra los metales pesados. Estos
    metales fluyen por el suelo
    contaminando toda forma de vida (asimilación vegetal y
    animal).

    El mecanismo de movilidad a través del suelo, se
    ve favorecido al estar los metales en su forma oxidada, estos los
    hace mucho más rápido en terrenos salinos o con
    PH muy
    ácido.

    QUE
    SE PUEDE HACER

    1. Recolección: Es una medida adecuada siempre
      que se tome las precauciones de cual va a ser el destino de
      estos residuos. Una forma adecuada de llevar adelante su
      recolección, es que los mismos centros de ventas de
      pilas actúen como receptor de estos
      residuos.
    2. Depósito transitorio de residuos peligrosos:
      es una instalación de uso permanente, en donde estos
      residuos esperan su destino final, con medidas de seguridad
      para evitar fugas al ambiente de sustancias contaminantes.
      Hasta el momento en la Argentina es lo más
      práctico y económico, esperando que se pueda
      realizar su reciclado
    3. Reciclado: si se cumple con efectividad, puede
      lograrse el ciclo completo ideal (Japón
      lo a logrado al igual que países de la Unión
      Europea), ya que se obtienen metales que son escasos en el
      planeta, se generan puestos de trabajo y se
      preserva el ambiente en el cual nos encontramos.

    CONSEJOS ÚTILES

    • En lo posible, evitemos comprar objetos que funcionen
      a pila o batería y que no nos haga falta.
    • No tiremos las pilas en la basura de nuestra casa,
      pues el relleno sanitario no esta preparado técnicamente
      para su disposición.
    • No abramos las pilas, pues contienen metales y
       ácidos que contaminan el ambiente.
    • No arrojemos las pilas y baterías al fuego,
      por que desprenden gases
      tóxicos.
    • No recarguemos las pilas, a menos que su recarga este
      específicamente indicada.
    • Compren pilas que tengan la leyenda: LIBRE DE
      MERCURIO…
    • No tiremos pilas a cursos de agua por que lo
      contamina.
    • No mezclemos pilas y baterías nuevas con
      viejas.
    • No guardemos las pilas en el refrigerador o
      calentarlas en el horno, pues puede contaminar los alimentos.
    • Retiremos las pilas de los artefactos si no los vamos
      a utilizar.

    OTRAS
    FUENTES QUE DESARROLLAN ENERGIA

    CELDA SOLAR DE LÁMINA DE COBRE

    Una celda solar es un dispositivo que convierte la
    energía lumínica del sol en electricidad. Las
    celdas solares que se usan en las casas de campo y otros
    están hechas de silicio y requieren mucha tecnología para
    construirlos. Esta es una celda solar muy simple que no es tan
    eficiente, pero que te servirá para hacer demostraciones
    en una feria de ciencias o con
    los alumnos de tu colegio. Su construcción lleva como una
    hora. Esta celda solar está hecha de oxido cuproso en ves
    de silicio. El óxido cuproso es uno de los primeros
    materiales que mostraron el llamado efecto fotoeléctrico
    en el cual la luz hace que la electricidad fluya en un material
    determinado. Albert Einsten trató de explicar el efecto
    fotoeléctrico, lo que le hizo ganar el premio Novel y lo
    llevó a descubrir la Teoría
    de la Relatividad.

    Materiales:

    Necesitarás:

    1. Un trozo de lámina de cobre de 30 por 30 cm,
      que no sea ni muy grueso ni muy delgado. Aunque
      funcionará con lo que encuentres.
    2. Dos clips tipo "quijada de
      caimán".
    3. Un tester bien sensible o un micro
      amperímetro. Puedes usar los medidores de corriente de
      los radiorreceptores antiguos.
    4. Una hornilla eléctrica que cuando se caliente,
      su resistencia se vuelva roja.
    5. Una botella de plástico
      descartable o un frasco de vidrio de boca
      ancha.
    6. Sal de mesa.
    7. Agua limpia.
    8. Papel de lija o cepillo de cerdas de alambre para
      taladro eléctrico.
    9. Tijeras para cortar metal.

    Cómo se construye la celda solar:

    Se puede usar una hornilla: El primer paso es cortar un
    trozo de cobre del tamaño de la hornilla. Nos lavamos las
    manos para no dejar manchas de grasa en la lámina. Luego
    lavamos la lámina para quitar todo rastro de grasa y
    finalmente lijamos cualquier trazo de corrosión o
    suciedad. Luego colocamos la lámina sobre el calentador y
    hacemos que caliente al máximo. Al calentarse el cobre se
    observan bellas figuras producidas por la oxidación. El
    cobre se cubrirá con los colores rojo,
    naranja y púrpura. Al calentarse más el cobre, los
    colores son reemplazados con una capa obscura de óxido
    cúprico. Este no es el óxido que buscamos, pero
    luego se descascara mostrando los colores rojo, naranja y
    púrpura del óxido cuproso que se encuentra por
    abajo. Los últimos rastros de color desaparecen
    al calentarse la cocina tomando un color rojo. Cuando el
    calentador de la cocina está al rojo vivo, la
    lámina de cobre se cubrirá con una capa de
    óxido cúprico. Deja calentando por media hora, para
    que la capa negra sea gruesa. Esto es importante porque una capa
    gruesa se descascara muy bien, mientras que una capa delgada se
    quedará colada al cobre. Después de media hora
    apaga la hornilla y deja la lámina sobre ésta para
    que se enfríe lentamente. Si haces enfriar muy
    rápidamente el óxido negro se quedara pegado al
    cobre. Al enfriarse el cobre, se encoge, lo mismo que el
    óxido, pero en forma diferente, lo que hace que el
    óxido salte en forma de escamas. Cuando el cobre ha
    enfriado a la temperatura ambiente (unos 20 minutos) la mayor
    parte del óxido negro se habrá separado. Frota un
    poco con las manos debajo de agua corriente para separar los
    trozos pequeños. Resiste la tentación de quitar
    todas las manchas negras raspando fuerte o doblando el cobre.
    Esto podría dañar la delicada capa roja de
    óxido cuproso que hace que funcione la celda solar.
    Cómo se ensambla Corta otra lámina de cobre del
    mismo tamaño que la anterior, dobla ambas piezas
    suavemente de manera que quepan dentro de la botella o frasco sin
    tocarse. La capa de óxido debe apuntar hacia el exterior
    de la botella. Coloca dos clips "quijada de caimán", uno a
    cada lámina. Conecta el clip de la lámina sin
    tratar al terminal positivo del tester o micro
    amperímetro. El clip de la lámina con óxido
    debe ir al Terminal negativo. Ahora vierte agua salada (usa unas
    tres cucharas de sal) en la botella, cuidando que el agua no
    llegue a los clips, deja unos 3 cm. de espacio entre el agua y
    los clips. Estos no deben mojarse.

    La foto de arriba muestra la celda solar en la sombra,
    nota que el tester indica 6 microamperios de corriente. La celda
    solar es una batería, aún en la oscuridad. Debido
    al agua salada que la hace funcionar como una pila
    electroquímica.

    La foto de arriba muestra a la celda
    solar en pleno sol. Nota que el tester muestra 33 microamperios
    de corriente.

    ¿Cómo funciona?

    El óxido cuproso es un material llamado
    semiconductor. Un semiconductor, como indica su nombre
    está entre un conductor, donde la electricidad puede fluir
    libremente y un aislante, donde los electrones se encuentran
    unidos firmemente a sus átomos y no fluyen
    fácilmente. Cuando la luz del sol llega a los electrones
    del óxido cuproso, algunos de los electrones ganan
    suficiente energía como para pasar de un nivel de
    energía (u órbita) a otro y se convierten en
    electrones libres. Los electrones libres se mueven por el agua
    salada, luego van a la lámina de cobre, van por el cable,
    llegan al tester y vuelven al óxido cuproso. Los
    electrones son los que hacen mover a la aguja del tester o
    miliamperímetro. Cuando no hay mucha luz, no hay
    suficientes electrones para hacer un trabajo que haga mover a la
    aguja del tester.

    CONCLUSIÓN

    Para empezar el voltaje de las pilas, depende de la
    diferencia de potencial existente entre el ánodo y el
    cátodo y como las mayores diferencias de potencial que se
    pueden conseguir en una pila son 7,5 voltios, no tiene sentido
    hablar de una pila de 140 voltios. (Además, las pilas
    comerciales de mayor voltaje no llegan a 4 voltios; los 7,5
    mencionados son teóricos, ya que para lograrlo
    habría que usar un ánodo de estroncio (Sr) y un
    cátodo de fluoruro de xenón (XeF) en un
    hipotético disolvente que no fuera atacado por dichos
    compuestos). Sin embargo, alguien podría argumentar que en
    el mercado hay pilas de 9 voltios (o incluso más),
    ¿dónde está el error? No hay ninguno. Las
    pilas de nueve voltios en realidad son 6 pilas normales de 1,5
    voltios, conectadas en serie. Volviendo al símil de los
    recipientes de agua, si necesitamos que entre dos recipientes
    haya una distancia de 9 metros pero la mayor que podemos
    conseguir es de 1 metro y medio, solucionamos el problema
    colocando 6 recipientes a alturas consecutivas de un metro y
    medio. La distancia total (que será proporcional a la
    fuerza de caída), será de 9 metros, aunque en 6
    etapas distintas.

    En el cuerpo humano
    se produce numerosas reacciones electroquímicas, pero no
    es posible coordinarlas para lograr un funcionamiento similar al
    de una pila convencional donde se consigue un flujo de electrones
    por un cable conductor. Hay corrientes eléctricas en
    movimiento,
    por ejemplo en los nervios; pero las intensidades son
    bajísimas, ya que estos flujos se utilizan para transmitir
    señales, no energía. Y
    también se podría argumentar que estas
    señales se coordinan para producir energía, como es
    el caso de los músculos. Sin embargo, no se trata de
    energía eléctrica sino energía
    conformacional (energía química debida a un cambio
    en la posición de las moléculas). Para almacenar
    energía eléctrica deberíamos disponer de
    unas células especializadas, llamadas electrocitos. Este
    es el caso de las anguilas, torpedos o rayas eléctricas.
    Estos peces poseen
    un órgano especializado, formado por este tipo de
    células, las cuales son capaces de producir una descarga
    eléctrica sincronizada de más de 600 voltios
    (durante un corto instante de tiempo).

    Un trabajo bastante complicado, muy amplio, en donde
    buscamos todas las fuentes de
    información un poco de todo pero resumido sobre la
    pila o batería.

    Nos fue muy difícil terminarlo en una semana pero
    lo hicimos con esfuerzo, pensamos que llenara toda duda sobre el
    tema a nuestros compañeros y a usted.


    BIBLIOGRAFÍA

    PRESENTADO POR:

    IVÁN GUERRERO

    HERMEL STOFER

    ANNIE ORELLANA

    DAVIS MOSQUERA

    ROQUE BONILLA

    UNIVERSIDAD INTERAMERICANA DE PANAMÁ

    QUÍMICA GENERAL

    24 DE AGOSTO DEL 2005

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