¿Qué son las celdas galvánicas? Una explicación demasiado simplificada » Science ABC

Las celdas galvánicas son celdas electroquímicas que convierten la energía química en energía eléctrica. Son fuentes compactas de energía eléctrica.

¡PALMADITA! ¡PALMADITA! ¡PALMADITA! “¡Este control remoto deja de funcionar solo cuando realmente queremos ver algo!” exclamó el abuelo de Arun mientras golpeaba el control remoto de la televisión contra su mano.

“Deja de golpear eso, papá, y pon estas baterías primero”, dijo la mamá de Arun. Arun vio que su madre le entregaba dos objetos a su abuelo y, al cargarlos en el control remoto, de repente funcionó. Arun estaba asombrado y curioso acerca de qué eran y por qué necesitaban ser reemplazados.

YO CUANDO EL CONTROL REMOTO DE MI TV DEJA DE FUNCIONAR DURANTE 0.579 SEGUNDOS meme

¿No es este uno de los escenarios más comunes en un hogar? Al igual que Arun, la mayoría de nosotros, de niños, nos habríamos preguntado qué eran las baterías. Es posible que algunos de nosotros incluso hayamos intentado romperlos, ¡solo para ver qué había dentro de ese caparazón rígido y difícil de romper!

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¿Qué es una batería?

Las baterías son simplemente una fuente de energia electrica. Conectamos nuestros dispositivos a los enchufes para obtener corriente y hacer que funcionen. Del mismo modo, las baterías son fuentes compactas de electricidad. Una batería es un paquete de una o más celdas galvánicas que produce una corriente con el uso de productos químicos.

Ahora bien, ¿qué son las celdas galvánicas?

Para entender esto mejor, creemos un pequeño mundo para aprender qué son y cómo producen electricidad.

Entendiendo las celdas galvánicas a través de un imperio galvánico

Hace mucho, mucho tiempo existió un imperio llamado Imperio Galvánico. Consistía en dos reinos llamados el reino LEO y el reino GER. La gente del reino LEO se llamaba Hormigas y la gente del reino GER se llamaba Gatos.

Ambos reinos estaban separados y rodeados de agua y enormes murallas.

Sin embargo, los dos reinos no podían operar por separado. Tuvieron que trabajar juntos para mantener un imperio exitoso y pacífico. ¡La unidad es la clave! Por lo tanto, los reinos estaban conectados por un puente para comunicarse y transportar materiales entre ellos.

EL IMPERIO GALVÁNICO

Una cualidad notable de las hormigas, es decir, la gente de LEO, es que son sacrificadas. Pierden o sacrifican sus “pertenencias” a los Gatos. Y estas “pertenencias” se transportan a través del puente de conexión. La cualidad notable entre los Gatos, es decir, la gente del reino GER, es que son adquirentes. Aceptan las “pertenencias” dadas por las Hormigas.

Cuanto más se sacrifica el reino LEO, más crece el reino GER. ¡Triste pero cierto!

Las hormigas se encogen mientras los gatos crecen.

Como cualquiera puede adivinar, en algún momento habrá menos “pertenencias” para las hormigas que dar y para que los gatos las ganen. Por lo tanto, los imperios dejarán de operar.

¡Este es el ascenso y la caída de los Imperios Galvánicos!

¡Pongamos eso en la ciencia!

Ahora traduzcamos eso al mundo real con la ayuda de este pequeño imperio que creamos.

Una celda galvánica consta de 2 medias celdas (denominadas Reinos); la semicelda de oxidación (reino LEO) y la semicelda de reducción (reino GER).

Celda electroquímica o celda galvánica.  La celda Daniell es una celda voltaica primaria con un ánodo de cobre y un cátodo de zinc.  Transformación de energía química en energía eléctrica.

Una celda galvánica (Crédito de la foto: Nandalal Sarkar/Shutterstock)

Cada media celda consiste en un metal (personas) sumergido en un electrolito (Agua). Estas dos medias celdas están conectadas por un cable (el puente). En uno de los metales se produce la pérdida de electrones (sacrificio), mientras que el otro metal gana (adquiere) electrones. Estos electrones son transportados a través de nuestro cable de conexión.

El metal donde tiene lugar la oxidación (pérdida de electrones) se llama ánodo (hormigas) y el metal donde tiene lugar la reducción (ganancia de electrones) se llama cátodo (gatos). La oxidación y la reducción no pueden tener lugar por separado.

cuadro

El zinc y el cobre se usan comúnmente como dos electrodos sumergidos en soluciones de sulfato de zinc y sulfato de cobre, respectivamente. El Zn pierde electrones y se convierte en Zn2+ (Oxidación), mientras que el Cu2+ en la solución de sulfato de cobre gana esos electrones y se convierte en Cu.

El ánodo se corroe, mientras que el cátodo crece. Como ya sabemos, el movimiento de estos electrones se denomina corriente o electricidad. Este es el funcionamiento simple de la celda galvánica.

¿Cómo recuerdo?

Es un poco confuso recordarlo, que es donde nuestros acrónimos son útiles.

LEO DICE GER meme

La pérdida de electrones se llama oxidación mientras que la ganancia de electrones se llama reducción.

Si un dispositivo que requiere corriente, como una bombilla, se coloca entre el cable de conexión, brilla debido al flujo de electrones. Así funciona la Celda Galvánica como fuente de energía eléctrica.

Conclusión

El concepto de que dos metales, cuando están en contacto, pueden producir electricidad, fue descubierto por Luigi Galvani. Cuando dos metales diferentes estaban en contacto y cuando ambos tocaban al mismo tiempo dos partes diferentes de un músculo en una pata de rana, para cerrar el circuito, la pata de rana se contraía.

Un año después de que Galvani publicara su trabajo (1790), Alessandro Volta demostró que la rana no era necesaria, utilizando en su lugar un detector basado en la fuerza y ​​papel empapado en salmuera (como electrolito). Por lo tanto, los términos celdas galvánicas y celdas voltaicas a menudo son intercambiables y se refieren a la misma configuración.

Las celdas galvánicas tienen una amplia variedad de aplicaciones y se utilizan en relojes, controles remotos, teléfonos, cámaras, computadoras portátiles y muchos artículos más comunes. Ser liviano, portátil y recargable son algunas de las ventajas clave de las celdas galvánicas, que han cambiado la forma en que alimentamos nuestras vidas de innumerables maneras.

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