CAPITULO IV.-ELECTRODINAMICA (Continuación)

4.5 PILAS QUIMICAS 

Una pila es un GENERADOR: Es decir un dispositivo que transforma la energía potencial química en energía eléctrica. 

Hay un famoso experimento que consitía en colgar mediante un gancho de cobre a una rana recién decapitada, de un balcón de hierro. En dicho experimento se observó que el cadáver experimentaba contracciones musculares. Este fenómeno se atribuyó en un principio a la entonces llamada "energía vital". Pero las experiencias de Galvani demostraron que este tipo de hechos eran una manifestación más de la energía eléctrica (por aquel entonces era conocida ya la energía electrostática); a esta manifestación de la energía eléctrica se le llamó POTENCIAL DE CONTACTO. 

Cuando dos materiales conductores distintos se ponen en contacto, debido a la diferencia de sus potenciales de barrera (que significa que tienen distinta distribución de energía en sus bandas de conducción), se produce entonces una fuerza electromotriz, capaz pues de generar corriente eléctrica. Este es el fundamento de la píla eléctrica. 

Pueden construirse pilas con dos materiales cualesquiera. Lo que sucede es que, generalmente, las fuerzas electromotrices obtenidas son tan sumamente pequeñas que no son utilizables en la práctica, lo que convierte la fabricación de una pila en un delicado estudio físico-químico. 

La primera pila, (de la que por su construcción vino el nombre de pila), es la de Volta: ésta consistía en una serie de discos de cobre y cinc alternativamente "apilados", separados por un cartón empapado en ácido sulfúrico de débil concentración. Su f.e.m. era de aproximadamente 1,2 V. y podían obtenerse corrientes considerables. 

Otro tipo de pila, muy usado en los laboratorios por su alta estabilidad, es la de Daniell, pero poco manejable en aplicaciones prácticas, ya que el electrolito empleado es líquido. 

En la actualidad, el tipo más usado es el de Leclanché, muy manejable porque el electrolito es semisólido (pila seca), robusta, de larga duración y de una tensión nominal de 1,5 V. 

precinto de asfalto   grafito (ánodo)
 
 
 
 
 
electrolito
 
 
 
cinc (cátodo)

Consta de un electrodo cilíndrico de grafito (el grafito es una de las dos formas naturales del carbono), alojado en el interior de una cuba de cinc. El elemento de grafito es el terminal positivo o ánodo, y el de cinc, el negativo o cátodo. Entre los dos va alojado el electrolito, en forma de pasta.

 

Ni la fuerza electromotriz ni la resistencia interna de una pila permanecen constantes. Cuando la pila sale de fábrica, su fuerza electromotriz es ligeramente superior a la nominal, y su resistencia interna muy baja. Debido al uso, o simplemente por el transcurso del tiempo, la pila "envejece". El electrolito se polariza y pierde su capacidad de reacción química, originando que la fuerza electromotriz disminuya y la resistencia interna aumente, hasta que la pila es prácticamente inutilizable: se dice que se ha "agotado"; lo que ha ocurrido es que ha utilizado toda su energía potencial química, transformándola en energía eléctrica. Una vez agotada no se puede recargar y se debe desechar, aunque se observa una cierta regeneración al cabo de un tiempo de reposo. 

Para demorar el agotamiento, en el electrolito se mezclan cierta sustancias que actúan como despolarizantes. En la pila Leclanché el despolarizante es bióxido de manganeso. 

De unos años a esta parte y debido a la miniaturización, se han desarrollado otros tipos de pilas, también secas, y sumamente pequeñas. Las más típicas son llamadas de mercurio, con forma de píldora. Sometidas a una descarga relativamente fuerte, mantienen muy poco tiempo su fuerza electromotriz nominal, pero tienen un alto poder de regeneración, por lo que resultan muy adecuadas para funcionamiento en régimen intermitente durante largos periodos de tiempo.

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