domingo, 2 de marzo de 2008

¿Cómo funciona la batería del coche?

En vista de que a mi me gusta mucho la química, mi explicación del funcionamiento de las baterías estará en función de la reacción que ocurre dentro de ésta y trataré de explicarlo lo mas entendible posible jajaja...

La batería del coche o acumulador de plomo opera con el principio oxido-reducción. En el caso de la batería de plomo, el ánodo es una barra con Pb02(óxido de plomo IV) y el cátodo es una barra con Pb, ambos sumergidos en una solución de un electrolito fuerte, que en este caso es H2SO4(ácido sulfúrico), el cual se consume formándose agua. Sabemos que la oxidación de Pb a PbSO4(sulfato de plomo II) y la reducción de Pb02 a PbSO4 pueden llevarse a cabo simultáneamente, en forma separada, con la transferencia de electrones a través del conductor externo.

¿Qué significa que se forme sulfato de plomo(II) en cada electrodo? Siendo insoluble, se queda adherido en el electrodo en que se ha formado en lugar de disolverse en la solución.
Habíamos dicho que el ácido se consume y se va diluyendo, como el ácido sulfúrico diluido es menos denso que el ácido concentrado original, normalmente se mide la densidad del electrolito para determinar en que extensión esta agotado el acumulador, ya que se emplea cada vez que la celda se desacarga,
Para recargar el acumulador se bombean electrones a través de las mismas, pero en sentido opuesto; en otras palabras, se invierten todas las reacciones químicas. El sulfato de plomo y el agua se transforman de nuevo en plomo, dióxido de plomo y ácido sulfúrico.

¿Qué es lo que hace que los electrones se muevan del ánodo viajen a través del alambre externo y lleguen al cátodo? Esto ocurre debido a la diferencia de energía potencial, que puede ser explicado con un ejemplo sencillo como el agua de una catarata que fluye espontáneamente hacia abajo, por la diferencia entre la energía potencial entre la parte superior de la catarata con la corriente inferior a medida que el agua cae por la catarata, su energía potencial disminuye con respecto al extremo inicial por la pérdida de altura. Es pues, la diferencia de energía potencial entre el cátodo y el ánodo lo que provoca el flujo, ya que la EP de los electrones es mayor en el ánodo y fluyen hacia el cátodo por el alambre externo.

Más específicamente, cada par (Pb - PbSO4 y Pb02 -PbSO4 ) tiene una capacidad intrínseca de aceptar electrones. A esta capacidad se le puede asignar un valor numérico denominado potencial de reducción. Si dos pares se combinan en una sola celda, el par con mayor potencial de reducción acepta electrones en su electrodo, en este caso Pb 02 - PbSO4 (ánodo). La fuerza determinante de la circulación de la corriente es la diferencia algebraica entre los dos potenciales de reducción . Esta diferencia de potencial entre los electrodos, llamada fuerza electromotriz, o fem (E celda ) puede medirse conectando un voltímetro entre los dos electrodos. La fem de una celda galvánica se mide generalmente en volts, también se conoce como voltaje de la celda o potencial de la celda que es de 2.05 V para la batería de plomo.

No hay comentarios: