Cómo hacer una pila eléctrica casera

Qué es una pila eléctrica

Una pila eléctrica es un dispositivo que convierte la energía química en eléctrica. Todas las pilas consisten en un electrolito, un electrodo positivo y un electrodo negativo. El electrolito es un conductor iónico; uno de los electrodos produce electrones y el otro electrodo los recibe. Al conectarlos al circuito que hay que alimentar, se produce una corriente eléctrica.Las pilas en las que el producto químico no puede volver a su forma original una vez que la energía química se ha transformado en energía eléctrica, se llaman pilas primarias o voltaicas. Las pilas secundarias son aquellas pilas reversibles en las que el producto químico que al reaccionar en los electrodos produce energía eléctrica, puede ser reconstituido pasando una corriente eléctrica a través de él en sentido opuesto a la operación normal de la pila. Durante los últimos años se han desarrollado las pilas solares que producen electricidad mediante 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 sobre el cristal, los electrones de la superficie se liberan dirigiéndose a la superficie opuesta donde se distribuyen. Las pilas solares tienen una vida muy larga y se utilizan sobre todo en los aviones y vehículos espaciales como fuente de electricidad.

Historia de la pila eléctrica

La historia de la pila eléctrica refleja el desarrollo histórico de diferentes celdas electroquímicas empleadas para obtener una corriente eléctrica a partir de la energía química contenida en unas sustancias químicas que sufren una reacción de oxidación-reducción.

El nombre de la pila se refiere de modo genérico a todo lo que genera una corriente a partir de una reacción química, aunque existen diferencias entre ellos: celdas voltaicas (primarias y secundarias), pilas eléctricas, acumuladores, baterías y pilas de combustible.

Alrededor de 1938, los arqueólogos descubrieron un conjunto de vasijas de terracota cada una de las cuales contenía un rollo de lamina de cobre que albergaba una varilla de hierro. Algunos científicos especulas que esos artilugios podrían ser antiguas celdas galvánicas , a los que se les denomina la ""Batería de Bagdad"". Se cree que un ácido común de los alimentos, como el jugo del limón o el vinagre, sirvió como un electrolito.

Las réplicas modernas se han producido con éxito corrientes eléctricas, dando crédito a esta hipótesis. Si la muestra fue de hecho una simple batería, utilizada para almacenar rollos antiguos.

Alessandro Volta y la pila eléctrica

Alessandro Volta descubrió la pila o columna, a la que inicialmente llamó "órgano eléctrico artificial", estudiando los efectos del galvanismo sobre las ancas de rana.

Volta pensó que lo que el llamó galvanismo era una corriente eléctrica animal. Se le llamó así en honor a Galvani, fundador de la Fisiología nerviosa, el cual estableció dicha corriente uniendo dos metales diferentes por medio de nervios o de músculos de un animal.

En realidad, la corriente galvánica, es una corriente continua (c.c).

Volta construyó la primera pila que nosotros podemos reproducir. (Todos los modelos científicos son reproducibles sin necesidad de extraños conjuros y sin esperar que unas veces salgan y otras no).

¡Había descubierto la madre de todas las Pilas!. Esa pila que, evolucionada y de muy diversos tipos, forma hoy parte de nuestra vida diaria.Recuerda que los componentes metálicos de las pilas contaminan el medio ambiente Las pilas de mercurio son muy contaminantes.

Siempre RRR: Reducir, Reutilizar, Reciclar.

El funcionamiento de la Pila Daniell –una variante de la de Volta- para entender como se genera electricidad en ella, como logramos sacarle electrones a la materia y como los hacemos circular por un cable.Este es el montaje que se hace en las prácticas de Química del bachillerato:

Funcionamiento

En el vaso de la izquierda se produce la oxidación del Zn que pasa de la placa de cinc a la disolución como catión Zn2+.

Zn –› Zn2+ + 2e- ; V1= + 0,76 v

Los dos electrones que deja en la placa cada átomo de cinc que pasa a la disolución escapan por el cable exterior hasta la placa de Cu. En la disolución los iones SO4 = y los Zn2+ ya no están en equilibrio ya que ahora hay un exceso de iones Zn2+. Para neutralizarla los iones nitrato del puente salino se introducen en la disolución.En el vaso de la derecha, cuando los electrones llegan a la placa de Cu, se produce una reducción del Cu+2 de la disolución a Cu metal:

Cu2+ + 2e- –› Cu ; V2= + 0,33 v

La disolución de sulfato de Cu, inicialmente neutra, tiene ahora un exceso de iones sulfato al haberse depositado el Cu y para neutralizarla pasan a ella los iones K+ del puente salino.

El puente salino se encarga de mantener neutras las dos disoluciones ya que en caso contrario sería imposible la circulación de los electrones. La lámina de Zn pierde masa, y la de Cu la gana.

La reacción global en la pila será una reacción redox:

Zn + Cu2+ –› Zn2+ + Cu y su potencial 0,76 v + 0,33 v = 1,09 v.

A nosotros nos dio 1,226 v: mucha precisión -tres decimales- para un polímetro barato y probablemente no muy bien calibrado, pero como se ve en la foto es el dato que hemos obtenido.

En toda pila se producen dos procesos: una reducción y una oxidación simultáneas.

Hemos logrado que por el cable exterior circulen los electrones que hemos sacado de la placa metálica y que al mismo tiempo circulen iones a través de las disoluciones.

Con este circuito cerrado logramos sacar los electrones de la materia y hacerlos circular.

Cuáles son los diferentes tipos de pilas eléctricas

Pilas ecológicas: Pueden ser salinas o alcalinas y se caracterizan por no llevar metales pesados en su composición, como mercurio o cadmio, para aumentar su potencia o duración.

Pilas de níquel-cadmio: Son pilas recargables. Son muy dañinas para el medio ambiente debido principalmente a su contenido en un metal tóxico: el cadmio.

Pilas alcalinas: La mayoría contiene mercurio y ofrecen mayor duración y potencia que las pilas salinas. No pueden reciclarse pero deben ir a un vertedero especial.

Pilas salinas: son las primeras que se fabricaron. Tienen menos duración y potencia que las pilas alcalinas pero su contenido tóxico es muy bajo.

Pilas botón de mercurio: son muy contaminantes y pueden reciclarse para recuperar el mercurio.

Pilas botón de litio: Son la alternativa a los botones de mercurio.

Materiales

• Un vaso

• Una botella de vinagre

• Un trozo de tubería de cobre (de las que se usan para las conducciones de agua)

• Un sacapuntas o afilalápices metálico

• Cables eléctricos

• Un aparato que vamos a hacer funcionar con la pila. Se obtienen buenos resultados con los dispositivos musicales que llevan algunas tarjetas de felicitación. También puede servir un reloj despertador de los que funcionan con pilas.

Procedimiento

Primero se llena el vaso de vidrio de vinagre. Se pealan los extremos de los cables para que quede un pedazo de los cables

Solo, después se conecta a cada extremo del cable, en un extremo se conecta el sacapuntas y en el otro se conecta la tubería de cobre limpia. Ya que estén conectados, se introducen al vaso que contiene vinagre, el siguiente paso será que los cables que quedaron solos debes conectar uno al foco LED, cuando lo hayas conectado, ahora si agarras tu aparato que necesite pilas, con la polaridad que se genera conéctalo a donde tienen que ir las pilas, el foco LED prendera y tu aparato funcionará.

Resultados

La pila proporciono una intensidad de energía baja, por eso no siempre funciona este experimento. Tienes que tener en cuentas que debes utilizar un aparato que no necesite de mucha batería. Por eso sugerimos utilizar un LED, por que no necesita tanta energía.

Cuando no estés utilizando la energía, retira en sacapuntas y el tubo de cobre del vinagre, porque pueden reaccionar de manera química y originar gas hidrogeno.

Explicación

La pila contiene 2 electrodos, dos metales que es el magnesio y el cobre (en este experimento la tubería de cobre y el sacapuntas), y la pila que también contiene electrolito ( en este experimento el vinagre)

Conclusión

La pila eléctrica genera energía química que se transforma en energía eléctrica.

Existen varios tipos de pilas en este caso mencionaremos 3 tipos:

Las primarias, que tienen una pasta consistente, estas formadas de cloruro de zinc y de amonio, fue inventada por George leclanché en los 70"s

Las secundarias, (estas se agotan muy rápido) se utilizan en los autos, aviones y camiones fue inventada por el francés Gastón Planté

Las solares, esta se utiliza en los aviones y es una pila muy duradera

Gracias a un experimento iniciado por volta y finalizado por John frederic daniell se demostró que en efecto es posible realizar energía eléctrica, con tan solo cables de electricidad, vinagre, una tubería de cobre y un sacapuntas.

Bibliografía

http://es.wikipedia.org/wiki/Historia_de_la_pila

http://teleformacion.edu.aytolacoruna.es/FISICA/document/fisicaInteractiva/sacaleE_M2/Volta/Pila_Volta.htm

Autor:

Leslie Larraga