QUÉ SON Y CÓMO FUNCIONAN LAS PILAS
Las pilas son un producto doméstico común que permite el
funcionamiento de dispositivos importantes para ti. Pero, ¿sabes cómo
funcionan? Entérate de cómo se inventaron las pilas y conoce toda la ciencia
que hace de Duracell una de las marcas de pilas de mayor venta en el mundo.
HISTORIA DE LAS PILAS
Tiempo atrás, la energía solía considerarse algo mágico,
fenomenal e imposible de controlar. Hoy en día, es difícil imaginar la vida sin
energía, ya sea en casa, o en tu dispositivo favorito mientras te desplazas.
Pero, ¿cuándo y cómo fue que la energía se volvió portátil y se capturó en la
pila que hoy conoces?
LA PRIMERA PILA ELÉCTRICA
El término “batería” fue utilizado por primera vez por
Benjamin Franklin, pero fue Alessandro Volta (un físico italiano) quien en 1800
inventó la primera batería eléctrica, conocida como “pila voltáica”. Basándose
en la investigación del científico Luigi Galvani, Volta pudo ensamblar un
circuito eléctrico utilizando pilas de discos de cobre y zinc separados por un
paño humedecido en solución salina. Lo interesante es que toda esta
investigación comenzó debido a una reacción observada en la disección de ranas.
LA CELDA DE DANIELL Y LA CELDA DE ZINC-CARBÓN DE LECLANCHÉ
Mejorando la tecnología del descubrimiento inicial de Volta,
en 1836 John Frederic Daniell desarrolló algo conocido como la “celda de
Daniell”; esta celda fue la primera en usar algunos de los elementos de la pila
común que aún se utilizan hoy en día. En la década de 1860, George Leclanché de
Francia desarrolló lo que sería la precursora de la primera pila utilizada en
el mundo entero: la celda de zinc-carbón. Si bien la celda de Leclanché era
resistente y económica, en la década de 1880 fue reemplazada por una versión
mejorada: la “pila seca”, que es básicamente la celda de zinc-carbón que hoy
todavía se sigue utilizando en muchas partes del mundo.
LA PILA ALCALINA
La tecnología de la pila alcalina se desarrolló en la década
de 1950. Al usar un electrolito alcalino y otros ingredientes activos, la celda
alcalina obtuvo importantes beneficios de rendimiento en comparación con las
pilas de zinc-carbón. La pila alcalina tiene más densidad de energía, mayor
vida útil de almacenamiento, y muchos otros beneficios en comparación con las
pilas comunes de zinc-carbón. La mayoría de las pilas Duracell de tamaño
regular, en las cuales hemos trabajado durante más de 30 años para mejorarlas,
son alcalinas.
EL PRESENTE Y EL FUTURO DE LAS PILAS
Es cierto que no inventamos la pila, sin embargo hemos
dedicado décadas de investigación para perfeccionarla. Durante más de 40 años,
Duracell ha fabricado pilas confiables de larga duración. De cara al futuro,
nos esforzamos por mantener esta tendencia, pero también por innovar y
proporcionar nuevas soluciones de energía, cuando y donde quiera que más las necesites.
CONSTRUCCIÓN DE LAS PILAS
Las pilas comunes de uso doméstico (como las alcalinas
Duracell) están formadas por cuatro componentes principales:
1. Ánodo: Electrodo negativo de “combustible” que contiene
los electrones almacenados que alimentan tus dispositivos.
2. Cátodo: Electrodo positivo que acepta los electrones del
circuito externo, permitiéndoles circular.
3. Electrolito: Un conductor que transfiere la carga entre
el ánodo y el cátodo dentro de la celda.
4. Separador: Un material que proporciona una barrera entre
el ánodo y el cátodo para evitar que se toquen entre sí, permitiendo al mismo
tiempo la libre circulación de la carga.
TIPOS DE PILA
Actualmente se usan muchos tipos de pila diferentes, pero la
mayoría utiliza los mismos componentes arriba citados.
Las pilas de ión de litio generalmente alimentan
dispositivos como tu teléfono móvil o tu computadora portátil
Las pilas de celda cilíndrica, que pueden estar compuestas
por distintos ingredientes o químicas, se utilizan más comúnmente en controles
remotos, juguetes y muchos otros dispositivos. Los dos tipos de pila de celda
cilíndrica más comunes son: de zinc-carbón y alcalinas.
CÓMO FUNCIONA UNA PILA
Desde los controles remotos hasta tus dispositivos
portátiles más sofisticados, es muy probable que la mayoría funcione gracias a
energía proporcionada por una pila. Pero ¿qué es exactamente una pila y cómo
puede producir tanta energía de larga duración?
En su forma más simple, una pila es un dispositivo que
convierte energía química en electricidad. Cuando se conecta a cualquiera de
tus aparatos favoritos que funcionan gracias a la energía proporcionada por una
pila, esta última completa el circuito y su energía alimenta al aparato.
La mayoría de las pilas comunes de uso doméstico se componen
de dos terminales:
- Positivo (+): Formado por algo llamado “cátodo“.
- Negativo (-): Formado por algo llamado “ánodo“.
Cuando se conecta un dispositivo, los electrones fluyen del
terminal negativo al positivo y se produce una corriente. Así la energía
almacenada en la pila se utiliza para alimentar tu dispositivo.
ACTIVIDAD:
Soluciones el siguiente cuestionario:
1. Explique qué es la electroquímica y cuál es la importancia para el hombre actual.
2. Realizar un glosario con las siguientes palabras: reacción química, ánodo, cátodo, oxidación, reducción, agente oxidante, agente reductor, ecuación de desplazamiento, voltaje, corriente, resistencia y pila.
3. Explique la relación de la estequiometria con la producción de energía de una pila.
4. Revisar nuevas técnicas de elaboración en las pilas
5. Procesos para descartar y reciclar las pilas evitando que contaminen el ambiente.
6. Realizar una pila casera y mostrarla para el día de la entrega, para esto es necesario realizar una presentación oral de como se elaboró y cómo funciona.
BIBLIOGRAFÍA
La información de la actividad del blog "QUÍMICA EN LA INDUSTRIA: PILAS Y ENERGÍA" fue tomada de la página Duracell, educación sobre las pilas. Recurso [on-line] http://www.duracell.com.co/es-MX/power-education/understanding-batteries.jspx?gclid=CJaVjZ2m_bMCFQkFnQod9EUAVQ
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