FUNDAMENTO TEÓRICO DE LAS PILAS

 

· Una pila galvánica, también llamada pila electroquímica o pila de Volta,  es un dispositivo que convierte la energía libre de un proceso redox espontáneo (energía química) en energía eléctrica.

 

· Las pilas electroquímicas se llaman también células electroquímicas, pilas galvánicas, pilas voltaicas, pilas eléctricas o simplemente pilas.

 

· En una pila el ánodo (donde ocurre la oxidación) es el electrodo negativo (-)  y el cátodo (donde ocurre la reducción) es el electrodo positivo (+).

 

· El electrodo más negativo hace de ánodo y en el ocurre una oxidación, se liberan electrones. El electrodo más positivo hace de cátodo y en el ocurre una reducción, ganancia de electrones.

 

· Cuanto mayor sea el potencial de reducción de un electrodo, más acentuada será la tendencia del electrodo a reducirse, es decir mayor será su poder oxidante. El máximo corresponde al flúor (mejor oxidante) y el mínimo al litio (mejor reductor).

 

La pila se simboliza en la forma:

oxidación (ánodo) || reducción (cátodo)

A|A n+ || Bn+|B

En la que ocurre el proceso de oxidación reducción:

A + Bn+ ð  A n+ + B

 

Diferencias entre las pilas y la electrólisis

 

* En una pila la energía química de una reacción redox espontánea da lugar a una corriente eléctrica.

* En la electrolisis ocurre el proceso inverso se produce una reacción química no espontánea suministrando energía mediante una corriente eléctrica.

* En las pilas el ánodo es negativo y el cátodo es positivo.

* En la electrolisis es al contrario, el ánodo es positivo y el cátodo es negativo.

En ambos casos en el ánodo ocurre una oxidación y en el cátodo una reducción. Los electrones circulan del ánodo hacia el cátodo.

 

· Las pilas galvánicas se suelen esquematizar con el siguiente convenio:

a) La semirreacción de oxidación se escribe a la izquierda con las especies separadas por una barra vertical (|).

b) La semirreacción de reducción se escribe de igual forma  a la derecha.

c) Ambos procesos se separan con una doble barra vertical. (||).

d) Por ejemplo la pila Daniell se simboliza Zn | Zn2+ || Cu2+ | Cu

 

· El voltaje o fuerza electromotriz (fem) suministrado por una pila galvánica, que se designa por Epila, mide la diferencia de potencial entre sus dos electrodos. fem =  potencial cátodo – potencial ánodo:

 

Epila = Ecátodo – Eánodo

 

· El potencial de un electrodo cualquiera se define como la fem que tendría una pila constituida por dicho electrodo y el electrodo normal de hidrógeno, al que se le asigna el valor cero.

Se denomina fuerza electromotriz estándar o normal, y se simboliza por Eº, al valor de E cuando la concentración de todos los iones implicados en la reacción de la pila es 1 M; la presión de los gases, 1 atm, y la temperatura, a 25 ºC.

 La fuerza electromotriz o diferencia de potencial estándar o normal entre sus electrodos viene dado por la expresión:

pila = Eºcátodo – Eºánodo

 

 

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