Una pila galvánica consta de dos semipilas
(denominadas también semiceldas o electrodos). En su forma más simple,
cada semipila consta de un metal y una solución de una sal del metal. La
solución de la sal contiene un catión del metal y un anión para equilibrar la carga del catión. En esencia, la semipila contiene el metal en dos estados de oxidación, y la reacción química en la semipila es una reacción redox, escrito simbólicamente en el sentido de la reducción como:
- M n+ (especie oxidada) + n e- M (especie reducida)
En una pila galvánica de un metal es capaz de reducir el catión del
otro y por el contrario, el otro catión puede oxidar al primer metal.
Las dos semipilas deben estar separadas físicamente de manera que las
soluciones no se mezclen. Se utiliza un puente salino o una placa porosa para separar las dos soluciones.
El número de electrones transferidos en ambas direcciones debe ser el
mismo, así las dos semipilas se combinan para dar la reacción
electroquímica global de la celda. Para dos metales A y B:
- A n+ + n e- A
- B m+ + m e- B
- m A + n B m+ n B + m A n+
Esto no es toda la historia ya que los aniones también deben ser
transferidos de una semicelda a la otra. Cuando un metal se oxida en una
semipila, deben transferirse aniones a la semipila para equilibrar la
carga eléctrica del catión producido. Los aniones son liberados de la
otra semipila cuando un catión se reduce al estado metálico. Por lo
tanto, el puente salino o la membrana porosa sirven tanto para mantener
las soluciones separadas como para permitir el flujo de aniones en la
dirección opuesta al flujo de electrones en el cable de conexión de los
electrodos.
El voltaje de la pila galvánica es la suma de los potenciales de las dos semipilas. Se mide conectando un voltímetro a los dos electrodos. El voltímetro tiene una resistencia
muy alta, por lo que el flujo de corriente es realmente insignificante.
Cuando un dispositivo como un motor eléctrico se conecta a los
electrodos fluye una corriente eléctrica y las reacciones redox se
producen en ambas semipilas. Esto continuará hasta que la concentración
de los cationes que se reducen se aproxime a cero.
Celdas galvánicas y electrolíticas
Celdas galvánicas y electrolíticas
Celda o pila galvánica
Galvanic cell with Zinc and Copper
Voltaic cells
Práctica 18
Electrochemical cells
Galvanic cells
Chemistry tutorial
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