Written by El proceso químico de intercambio de electrones, conocido como redox, es responsable del funcionamiento y las propiedades de Pilas de nuestra vida diaria. «En la vida cotidiana usamos los términos celda y batería indistintamente. Una batería es un dispositivo que consta únicamente de dos electrodos y un electrolito, dispuestos para producir energía eléctrica. La batería es un conjunto de celdas agrupadas en serie o en paralelo, según el requisito de mayor potencial o corriente.«1
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Así, el proceso electrolítico involucrado en una celda o en una batería es el mismo, y se trata de un intercambio de electrones entre dos especies, un agente oxidante y un agente reductor. Por ejemplo, en el caso de la pila alcalina, hay una barra de manganeso metálico electrolíticamente puro, sumergida en una suspensión de hidróxido de zinc. A partir de él se conocen los respectivos potenciales de reducción estándar, de acuerdo con las siguientes ecuaciones:
Minnesota2+ + 2e → Mn0 Y0 = -1,18 V
Zn2+ + 2e → Zn0 Y0 = -0,76 V
Inicialmente, ambas ecuaciones muestran una reducción (reciben electrones). Para llegar al potencial generado por la batería, se debe invertir la ecuación de menor valor, independientemente de su naturaleza, invirtiendo así su signo matemático, para llegar a:
Minnesota0 → Mn2+ + 2e E0 = + 1,18 V
Zn2+ + 2e → Zn0 Y0 = -0,76 V
Sumando los potenciales de oxidación (primera ecuación) y de reducción (segunda ecuación), se llega al potencial generado por la batería en la asociación de los dos metales. En este caso, la batería tiene un potencial de +0,42 voltios. Al asociar, en serie o en paralelo, conjuntos individuales de estos pares de metales, aumentando el potencial referido individualmente, formamos una batería.
La función principal de una batería es convertir la energía química en energía eléctrica, mediante una reacción espontánea de intercambio de electrones entre dos especies (electrodos), generalmente metálicos. Un electrodo se forma cuando un fragmento metálico se sumerge en una solución de sus iones. En este caso, este dispositivo puede denominarse celda galvánica, celda eléctrica o simplemente batería.
Particularmente en relación con las baterías, actualmente existe una mayor preocupación ambiental con su eliminación, que sigue siendo problemática y altamente agresiva para el medio ambiente. Por ejemplo, “las baterías de iones de litio e hidruro metálico / óxido de níquel presentan un riesgo ambiental mucho menor que las baterías de níquel / cadmio. A pesar de esto, de los 5 millones de baterías para teléfonos celulares existentes en Brasil en 1999, el 80% todavía eran de níquel / cadmio; sólo el 18% eran hidruro metálico / óxido de níquel y el 2% iones de litio «.1. Actualmente, las pilas y baterías de iones de litio dominan el mercado.
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Referencias:
1. http://qnesc.sbq.org.br/
FELTRE, Ricardo; Fundamentos de Química, vol. Soltero, Ed. Moderna, São Paulo / SP – 1990.
RUSSELL, John B .; Química General vol.1, São Paulo: Pearson Education of Brazil, Makron Books, 1994.
