- 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