Especial pilas I: tipos de pilas e funcionamento

Seguro que todos os días utilizas algún trebello eléctrico que usa pilas para o seu funcinamento: un mando a distancia, un rato inhalámbrico, o radiocontrol de apertura da porta do garaxe, un reloxo,...

Neste especial sobre as pilas, empezarei na primeira entrega falando da estructura interna das pilas e do seu funcionamento.

Tipos de pilas
- Pilas secas:
Ó longo da historia os distintos tipos de pilas evolucionaron ata as denominadas pilas secas, que son as que usamos case todos os días.
Este tipo de xerador eléctrico convirte a enerxía química dos compoñentes da pila en enerxía eléctrica ata que estes compoñentes se agotan e perden as súas propiedades.  Para realizar este tipo de transformación, débese producir un tipo de reacción entre os compoñentes da pila chamado redox, na que participan dous protagonistas:
- Axente oxidante: é o que oxida á outra especie. Arríncalle electróns á outra especie, gañándoos el e reducíndose.
- Axente reductor: é o que reduce á outra especie. Cédelle electróns, perdéndoos e oxidándose.

A estas altura da película preguntaraste como é posible que o que se reduce esté gañando algo, verdade? Bueno, pois a resposta é moi sinxela, porque o que está gañando, gaña electróns, que teñen unha carga negativa.

Unha reacción redox deste tipo de baterías é a seguinte:

Os productos do cátodo atópanse en estado gas, que se van acumulando ó redor da barra de carbono, o que se califica como polarización da pila, que produce descensos de potencial e pode chegar a producir a rotura da pila. Para evitar a polarización, é polo que se engade á pila óxido de manganeso IV, que reacciona co hidróxeno e co cloruro de zinc  e estes á súa vez co amoniaco e acábaos eliminando.

O exemplo típico deste tipo de pilas é a pila comercial económica.

- Pilas primarias:
A súa composición e funcionamento son semallantes ó das pilas secas, eso si, presentan unha grande vantaxe, que é a súa maior duración e que nos productos non se forman sustancias en forma de gas, polo que non hai perigo de polarización da pila.
O exemplo típico deste tipo de pilas é o da pila de botón.

-Pilas alcalinas:
A diferencia que presentan é que o medio donde se atopa o electrolito é alcalino, xeralmente formado por unha disolución de hidróxido de potasio.
As máis usadas son as de zinc-óxido de magnesio, zinc-óxido de mercurio e zinc-óxido de prata II. Como podes apreciar, o ánodo sempre está formado por zinc e tras oxidarse forma óxido de zinc.
O exemplo típico deste tipo de pilas alcalinas.

-Acumuladores:
Nelas, os electrodos son de natureza química diferente.
Os productos da reacción deposítanse sobre os electrodos, de tal maneira que si facemos pasar unha corrente eléctrica en setido contrario ó que xeneran, a reacción invírtese e volven a recuperar os reactivos a partires dos productos, é dicir, recárganse.
Este proceso é reversible un gran número de veces, pero non infinitas, xa que os reactivos acaban deteriorándose e perdendo facultades. Ademáis, senon de que iban vivir os que as fabrican?


Funcionamento

Se observas unha pila, verás que ten dous polos ou terminales, un positivo e outro negativo.
Os electóns agrúpanse na parte negativa, de maneira que para facer funcionar a pila, se unimos ambos terminales, os electróns pasarán da parte negativa á positiva o máis rápido posible. Cabe decir, que no medio deste circuito debemos poñer algún trebello como unha resistencia, motor, circuito electrónico, etc para que non se descargue moi rápido e se quente en exceso, tanto como para que poda chegar a ser perigoso en pilas grandes.
Por esta razón, podemos gardar as baterías tanto tempo sen que se descarguen, debido a que non chega a producirse a reacción.


Facendo un resumen de todo o anterior, podemos decir que as pilas son esencialemnte unha lata con elementos químicos que produce electróns mediante unha reacción electroquímica.