Fisica General Burbano

462 CORRIENTE ELÉCTRICA CONTINUA
TENSIÓN DE DISOLUCIÓN es la presión osmótica que ejercen los iones de un metal cuando el fenómeno
de su disolución cesa aparentemente.
Decimos aparentemente pues se establece un equilibrio dinámico; es decir, el mismo número
de iones que se proyectan al líquido, se depositan en el metal.
Un metal proyecta iones al seno de un líquido cuando la presión osmótica de sus propios iones
es menor que la tensión de la disolución.
Sobre un metal se depositan sus propios iones, cuando la presión osmótica de éstos es mayor
que la tensión de la disolución.
XX – 37. Pilas electrolíticas
«Las PILAS ELECTROLÍTICAS son generadores de corriente basados en los diversos potenciales que
adquieren los metales, en contacto con los electrólitos».
Fig. XX-39.– Pila Daniel.
Fig. XX-40.– Pila Leclanché.
PILA de Jhon DANIELL (1766-1844) (Fig. XX-39). Los electrodos son de Zn y Cu; el primero sumergido
en una disolución diluida de sulfato de zinc y el segundo en otra concentrada de sulfato
de cobre; ambas separadas por una pared porosa. La tensión de disolución del Zn es mayor que la
presión osmótica de los iones Zn 2+ , y la barra se disuelve en parte, emitiendo Zn 2+ y quedando
cargada negativamente. En el Cu, el fenómeno es a la inversa por la gran concentración de iones
Cu, depositándose Cu 2+ , sobre la barra del metal, que queda cargada positivamente (mayor potencial
que el Zn). Al unir los electrodos por un hilo conductor, circula una corriente eléctrica del
Cu al Zn. La FEM de la pila es aproximadamente, 1 voltio.
PILA de Alessandro VOLTA (1745-1827). Los metales son Zn y Cu; el electrólito H 2
SO 4
; el Zn y
el Cu se disuelven en el sulfúrico, adquiriendo el Cu un potencial mayor que el Zn. Al unir los dos
metales por un hilo conductor, pasa corriente del Cu al Zn (es decir, electrones del Zn al Cu).
Al salir electrones del Zn hacia el Cu por el hilo externo, la atracción que el Zn ejerce sobre sus
propio iones en disolución disminuye, venciendo por lo tanto la tensión de disolución y disolviéndose
más Zn. Los electrones circulantes, al llegar al Cu, neutralizan los iones H + del H 2
SO 4
(y no
los Cu 2+ , por ser el H más electropositivo que el Cu) y se desprende gas H 2
. Por cada valencia gramo
de Zn disuelta, o de H 2
desprendida, se ponen en circulación 96 500 culombios. La FEM de la
pila es, aproximadamente, 1 voltio.
El H 2
, en parte, se deposita sobre el Cu, formando a modo de una película sobre él, e impidiendo
el mecanismo descrito; entonces la pila se ha polarizado, llegándose a anular la producción
de corriente.
PILA de Georges LECLANCHÉ (1839-1882). El electrólito es una disolución acuosa de cloruro
amónico (NH 4
Cl). El electrodo negativo es una barra de Zn y el positivo una placa de carbón rodeado
de una mezcla de dióxido de manganeso y carbón pulverizado, introducidos en un vaso de
porcelana porosa (Fig. XX-40). El Mn O 2
actúa de despolarizante.
La tensión de disolución del Zn hace a este disolverse (formación de ZnCl 2
), haciendo adquirir
a tal metal un potencial negativo con respecto a la solución.
Los iones NH + 4
del cloruro amónico se descargan sobre la placa de carbón, con producción de
NH 3
e hidrógeno, que actuando sobre el Mn O 2
lo reduce a Mn O.
La FEM de esta pila es de 1,5 voltios, aproximadamente.
PILA FERY. Consiste esta pila en un vaso que contiene una disolución de sal de amoníaco; en el
fondo lleva una lámina de zinc a la que va soldada una varilla de cobre debidamente aislada para
atravesar el líquido. Un carbón poroso constituye el electrodo positivo (Fig. XX-41).
El despolarizante es el mismo oxígeno del aire, disuelto en la superficie del líquido. Al recubrirse
el carbón de hidrógeno, junto al Zn se forma una pila de gases (OH) puesta en cortocircuito con
el carbón, que equivale a un par despolarizante cuyos polos positivo y negativo son respectivamente
las partes superior e inferior del carbón; así en la parte inferior se produce oxígeno que se
combina con el hidrógeno.
Por la reacción se produce cloruro de cinc que permanece en la parte inferior, y aunque separado
del amoníaco, llega por contacto a formar óxido de zinc hidratado con regeneración por sal
amoníaco.
Para su montaje, se vierte la carga de sal amoníaco (unos 170 g) en el vaso; se añade después
agua hasta la mitad del vaso, agitando para favorecer la disolución; se coloca el Zn en el fondo
con el hilo de cobre soldado y cuidando que quede hacia abajo la soldadura; sobre el Zn se coloca
una cruceta de madera o de cristal que hará de aislante puesto que sobre ella se colocará la barra
de carbón. A las veinticuatro horas se añade el agua necesaria hasta alcanzar el líquido unas
2/3 partes de la altura del vaso.
Su FEM es de 1,40 V aproximadamente; en gasto continuo decae pronto hasta 1 V, manteniéndose
alrededor de este número hasta agotarse.
PILAS SECAS. Son pilas de Leclanché en las que se ha sustituido la disolución de NH 4
Cl y la
mezcla de carbón y MnO 2
por una pasta formada por agua, cloruro amónico, cloruro de zinc, dióxido
de manganeso, carbón de cok y pequeñas cantidades de grafito.
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