Pila

    Dispositivo capaz de generar corriente eléctrica.

    El primero de éstos, fue ideado por Alessandro Volta quien apiló (de ahí el nombre de pila) un conjunto de discos alternados de Cu y Zn, intercalando entre cada dos de ellos unos fieltros empapados en ácido sulfúrico, obteniendo así una corriente eléctrica.

    Estos dispositivos, estaban basados en el flujo de electrones que se generaba en los procesos de oxidación - reducción que tenían lugar y fueron el fundamento de las actuales pilas comerciales. Dentro de éstas, se puede distinguir entre:

    Pilas primarias. La más extendida entre ellas es la pila Leclanché, también llamada pila seca, en la que el electrolito es una mezcla de cloruro de amonio y de cloruro de cinc. El cátodo es de este metal y el ánodo es una varilla de carbono inmersa en una mezcla de carbono y dióxido de manganeso.

    La reacción que tiene lugar en el ánodo es:

    Zn → Zn2+ + 2e

    Y en el cátodo:

    2MnO2 + 2NH4+ + 2e- → Mn2O3 + 2NH3 + H2O

    Estas pilas proporcionan una fuerza electromotriz de unos 1,5 V y son adecuadas para suministrar energía a aparatos de poca potencia. Generalmente, tienen forma cilíndrica.

    Mención especial merecen las llamadas pilas alcalinas, que sustituyen el cloruro de amonio por potasa, a la vez que emplean cinc en polvo. Son de larga duración y suelen comercializarse en cilindros blindados.

    Otro tipo de pila primaria muy extendida es la llamada de mercurio, la cual es de tipo "botón" y utiliza cinc y óxido de mercurio, como cátodo y ánodo, respectivamente. Es la que se emplea normalmente en relojes de pulsera, calculadoras, etc. Produce una corriente de 1,34 V, aproximadamente.

    Pilas secundarias.  Las pilas anteriormente descritas dejan de funcionar cuando se agotan las sustancias que originan las reacciones de oxidación - reducción que son su fundamento. Frente a ellas, las pilas secundarias pueden recargarse sin más que invertir, por medio de la corriente eléctrica, la reacción química que se verifica en ellas.

    Un ejemplo es la pila que emplea cinc y plata con ácido sulfúrico y que se representa como Zn / H2SO4 / Ag.

    El proceso que se lleva a cabo en ellas es:

    Zn + 2H+ → Zn2+ + H2 (g)

    es decir, que se verifica una oxidación del cinc y una reducción del hidrógeno. Para invertir este proceso, se suministra energía eléctrica, teniendo lugar esta otra reacción:

    2Ag + 2H+→ 2Ag+ + H2(g)

    con lo que se oxida la plata y se desprende hidrógeno gas, regenerándose así los reactivos.

    En reacciones de este tipo están basadas las baterías de los coches, formadas por un conjunto de pilas conectadas en serie, en las que el electrolito es una disolución de H2SO4, el ánodo es de dióxido de plomo y el cátodo es de plomo. Suministran la energía suficiente para accionar el motor de arranque, si bien con su uso se van descargando,

    El problema se soluciona gracias al alternador del automóvil que, una vez en marcha, proporciona a la batería una corriente que permite su recarga.

    Hoy en día, existen pilas de uso doméstico recargables.

    Pilas de combustión. Utilizan combustibles como el hidrógeno o el metano, convirtiendo directamente la energía que se desprende cuando reaccionan con el oxígeno en energía eléctrica. El primer dispositivo eficaz basado en esta idea fue ideado por F. Bacon en 1941 y se basaba en la reacción entre el oxígeno y el hidrógeno para dar agua, lo que conllevaba los siguientes procesos:

    Oxidación anódica:   H2 + 2OH- → 2H2O + 2e

    Lo que supone la siguiente reacción global:

    Otras pilas. Sin duda las más interesantes son las pilas solares, las cuales se basan en emplear metales fotosensibles que transforman directamente la energía solar recibida en energía eléctrica.