- Introducción
- Pila
Eléctrica - Pila
de John Frederick Daniell - Pilas
Actuales - Partes
de la Pila - Como
crear nuestra propia Pila - Conclusión
- Referencias
Introducción
La
unidad de fuerza electromotriz del sistema internacional de
unidades lleva el nombre de voltio en su honor desde el
año 18881. En 1964 la UAL decidió llamarle volta a
un carácter lunar.Volta creía que la corriente s
producía como resultado de la unión entre dos
materiales diferentes, con solo tocarse uno al otro (esta
teoría científica obsoleta fue conocida como la
tensión de contacto), y no como resultado de reacciones
químicas.
Pila
Eléctrica
Una pila eléctrica es un
dispositivo que convierte energía
química en energía
eléctrica por un proceso químico transitorio,
tras lo cual cesa su actividad y han de renovarse sus elementos
constituyentes, puesto que sus características resultan
alteradas durante el mismo. Se trata de
un generador primario. Esta energía resulta
accesible mediante dos terminales que tiene la pila, llamados
polos, electrodos o bornes. Uno de ellos es el polo
negativo o ánodo y el otro es el polo positivo
o cátodo.
En
1760 el científico italiano Alessandro Volta vio con
asombro producirse una reacción química entre una
rana muerta, un cuchillo, y una mesa metálica: se
creó una carga eléctrica que hizo moverse la rana.
Después en 1800, volta creo la primera pila con una serie
de discos de zinc y cobre separados por paños empapados en
agua salada: se producía una reacción
química entre el metal y el agua que generaba
electricidad.
Volta ideo un procedimiento que
sería crucial para la historia de la electricidad, nacio
como una pila hecha con discos de cartón mojados en
salmuera. Esta pila se conoce como pila voltaica y fue la
precursora de las modernas baterías. Producía un
flujo de corriente eléctrica cuando el superior y el
inferior de la pila se unían mediante un cable. Con esta
pila se pudo lograr, por primera vez, u flujo más o menos
constante de corriente eléctrica, a diferencia del a
botella de Leiden}, que descargaba de una vez toda la
electricidad que tenía almacenada.Volta en 1801 hizo una
demostración de la pila ante Napoleón Bonaparte,
quien le concedió la medalla de oro al mérito
científico. Fue el inicio de una serie de reconocimientos
en toda Europa. Cabalero de la legión de honor francesa;
conde y senador de Lombardía. Años más tarde
abandono la vida pública y se retiró a su ciudad
natal donde fallecería el 5 de marzo de 1827, con 82
años. La pila de volta es el primer generador de corriente
eléctrica continua fabricado hacia 1800 por el
físico italiano Alessandro Volta. Consiste en un cilindro
o pila formado por varios discos de metales diferentes. Colocados
alternativamente y separados por otros discos de cartón
empapados en una disolución de agua salada. Un hilo
metálico que une el último disco metálico
con el primero conduce una corriente eléctrica.
Según la propia descripción de Volta el experimento
se realiza de la siguiente manera. Se preparan ciertos
números de discos de cobre y de zinc, junto con discos de
cartón empapados en una disolución de agua salada.
Después se aplican estos discos comenzando por cualquiera
de los metálicos. Por ejemplo uno de cobre y sobre este
uno de zinc, sobre el cual se coloca uno de los discos mojados y
después uno de cobre y así sucesivamente hasta
formar una columna o una "pila". Al conectar unas tiras
metálicas a ambos extremas se pueden conseguir
chispas.
Alessandro Volta comunicó su
descubrimiento de la pila a la Royal Society londinense el 20 de
marzo de 1800. Tres meses después, su carta fue
leída en audiencia pública ante los miembros
más destacados de esta institución, quienes
reprodujeron los experimentos descritos por el italiano y, una
vez comprobado su éxito le otorgaron públicamente
el reconocimiento que merecía.También formo parte
de la Royal Society, y sus textos científicos recopilados
en cinco volúmenes vieron la luz en 1816 en la ciudad de
Florencia.
Pila de John
Frederick Daniell
Un químico británico llamado
John Frederick Daniell busco una manera de eliminar el problema
de las burbujas de hidrogeno que aparecen en la pila voltaica, y
su solución fue utilizar un segundo electrolito para
consumir el hidrogeno producido por el primero. En 1836, invento
la pila Daniell, que consistía en una vasija de cobre
llena de una disolución de sulfato de cobreen el que se
sumerge un recipiente de barro sin esmaltar lleno de ácido
sulfúrico y un electrodo de zinc. La barrera de barro era
porosa lo que permitía a los iones pasara a través
suya, pero impedía la mezcla de las dos disoluciones. Sin
esta barrera cuando no había corriente se comprobó
que los iones de cobre (II) se derivan hacia el ánodo Zinc
y sufrían la reducción sin producir una corriente,
destruyendo la vida de la batería.La pila Daniell, dada a
conocer en 1836y de la que luego se han usado ampliamente
determinadas variantes constructivas, está formada por un
electrodo de zinc sumergido en una disolución concentrada
de sulfato de cobre. Ambos electrolitos están separados
por una pared porosa para evitar su redacción directa. En
esta situación la tensión de disolución del
zinc es mayor que la presión de los iones Zn y el
electrodo se disuelve emitiendo Zn y quedando cargado
negativamente, proceso en el que se liberan electrones y que
recibe el nombre de oxidación.La pila Daniell la cual fue
conocida en 1836, de la que se han usado determinadas variantes.
El busco la manera de eliminar las burbujas de hidrogeno que
aparecen en la pila voltaica la solución fue utilizar un
segundo electrolito para consumir el hidrogeno producido por el
primero. La pila está formada por un electrodo de zinc, y
otro electrodo de cobre sumergido en una disolución
concentrada de sulfato de cobre. Ambos electrolitos están
separados por una pared porosa para evitar su reacción
directa. Su gran ventaja fue la constancia del voltaje generado,
debido a la elaborada configuración." La pila cela o pila
Daniell 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,
esta 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 porosa
evita que los iones alcancen el ánodo de zinc y sufran una
reducción directa"
Pilas
Actuales
Una pila transforma la energía
química en energía eléctrica; parte de esa
energía química se transforma en calor
(energía calorífica) y el resto en corriente
eléctrica.
Las pilas secundarias, o pilas de
almacenamiento, obtienen su energía transformando alguno
de sus químicos en otro tipo de químicos. Cuando el
cambio es total, la pila ya no produce más energía.
Sin embargo, esta puede ser recargada mandando una corriente
eléctrica de otra fuente a través de ella para
así poder volver a los químicos a su estado
original.
En la fabricación de una pila
primaria se pueden emplear diversas sustancias químicas,
pero el principio que rige su funcionamiento será siempre
el mismo. Así en la pila primaria, hay dos metales
diferentes, o bien un metal y carbón (estos elementos son
designados electrodos), y un líquido, denominado
electrolito. Uno de estos elementos llamado el cátodo, o
sea el polo negativo, es generalmente de cinc; el positivo,
denominado ánodo, es casi siempre de carbón. Las
reacciones químicas que tienen lugar, hacen que el
cátodo se disuelva poco a poco en el electrólito,
lo cual pone en libertad a electrones que, de encontrar un
conductor o sistema que conecte a ambos electrodos, por donde
puedan circular, producen una corriente
eléctrica.
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
Partes de la
Pila
Envase de Acero: Acero
Níquel-Plateado que forma un envase para mantener los
químicos. Sirve como colector positivo.
Cubierta conductora externa: Es una funda
plástica que contiene la impresión decorativa
identificando el tipo y número de celda.
Separador: Fibra de material poroso que
separa los electrodos; sostiene el electrolito entre los
electrodos.
Electrolito: Es una solución de
hidróxido de Potasio en agua que conduce la corriente
iónica dentro de la batería.
Cátodo: Dióxido de Manganeso
y Grafito los cuales toman los electrones de los circuitos
externos.
Ánodo: Metal pulverizado de Cinc que
sirve como fuente de electrones.
Ánodo Colector: Latón
estañado que sirve como camino para los electrones, desde
el ánodo al circuito externo.
Sello de salida: Molde plástico en
forma de disco que sostiene los componentes dentro de la celda y
libera la presión interna.
Como crear nuestra propia
Pila
– Un
vaso o recipiente de vidrio.
– Una
botella de vinagre (ácido acético).
– Un
trozo de tubería o artefacto de cobre.
– Un
sacapuntas (tajador de metal)
– Un
LED o un pequeño reloj digital.
Luego, vaciamos el poco de vinagre y
adicionamos una cantidad de vinagre considerable dentro del vaso,
aproximadamente 3/4 de la capacidad del vaso o del recipiente de
vidrio.Es momento de crear nuestros electrodos. Para ello, vamos
a cortar dos trozos largos de cable idénticos de
aproximadamente 40 cm y vamos a retirar cerca de 10 cm del
aislante en cada uno de los extremos de ambos trozos de cable,
con ayuda de una cuchilla o una herramienta que nos permita
realizar esta tarea.
Ahora, conectamos varias vueltas del tubo
de cobre a uno de los extremos del cable, y el sacapuntas a uno
de los extremos del otro cable. De esta manera, tendremos listos
nuestros electrodos.
Es momento de sumergir los electrodos en el
líquido que se encuentra dentro del vaso y conectarlos
extremos libres de los cables a los conectores del reloj digital,
del LED o de cualquier dispositivo que requiera baterías y
veremos cómo se encienden.
Como Funciona nuestra
Pila.
El funcionamiento de la pila es bastante
simple, dentro del electrolito (ácido acético o
vinagre) se produce un flujo libre de electrones que va desde uno
de los electrodos hacia otro, produciéndose una
reacción óxido-reducción que permite a los
electrones viajar por los cables y suministrar energía a
cualquier dispositivo.
El flujo de electrones se debe a que los
electrodos (cobre y magnesio) tienen diferentes valores de
potencial eléctrico, lo que permite que uno se oxide
cediendo electrones y uno se reduzca ganando electrones. Una vez
llegados los electrones al cátodo (electrodo que se
reduce), viajan a través de este y por el cable, generando
corriente eléctrica y creando una pila eléctrica
casera.
Conclusión
Referencias
http://es.wikipedia.org/wiki/Pila_(electricidad)
http://www.google.com.mx/imgres?hl=es&sa=X&tbo=d&biw=1366&bih=667&tbm=isch&tbnid=ah7bgOu-fTEmEM:&imgrefurl=http://www.conocimientosweb.net/dcmt/ficha22482.html&docid=zux4XQ4eR_T-WM&imgurl=http://www.conocimientosweb.net/descargar/wp-content/uploads/2012/11/Pila-seca.gif&w=423&h=330&ei=X2L3UKZ_w6DYBbScgbAO&zoom=1&iact=hc&vpx=4&vpy=288&dur=1914&hovh=198&hovw=254&tx=85&ty=115&sig=114213376793491398714&page=1&tbnh=145&tbnw=186&start=0&ndsp=27&ved=1t:429,r:7,s:0,i:100
http://www.google.com.mx/imgres?hl=es&sa=X&tbo=d&biw=1366&bih=667&tbm=isch&tbnid=mMrmqyXlH01FyM:&imgrefurl=http://es.wikipedia.org/wiki/Pila_de_lim%25C3%25B3n&docid=1UH-wJmuJnWVWM&imgurl=http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/71/Lemon_battery.png&w=201&h=383&ei=RGX3UOuKFaro2gWonIDICA&zoom=1&iact=hc&vpx=4&vpy=4&dur=398&hovh=306&hovw=160&tx=60&ty=162&sig=114213376793491398714&page=1&tbnh=144&tbnw=75&start=0&ndsp=24&ved=1t:429,r:0,s:0,i:79
Autor:
Karina Puente