¿Qué es una pila galvánica?
Una pila galvánica, también llamada celda voltaica, es un dispositivo que convierte la energía química de una reacción redox en energía eléctrica. En la escuela suele estudiarse la pila de cinc y cobre. Un electrodo de cinc se coloca en una disolución de una sal de cinc y un electrodo de cobre, en una disolución de una sal de cobre. Un cable conecta los dos electrodos y un puente salino conecta las dos disoluciones.
| Parte | ¿Qué ocurre? | Reacción |
|---|---|---|
| Ánodo (cinc, −) | El cinc pierde electrones y se oxida | Zn → Zn2+ + 2e− |
| Cátodo (cobre, +) | Los iones de cobre ganan electrones y se reducen | Cu2+ + 2e− → Cu |
| Cable | Los electrones fluyen del ánodo al cátodo | — |
| Puente salino | Los iones se mueven y mantienen neutras las disoluciones | — |
Reacción global: Zn + Cu2+ → Zn2+ + Cu. El cinc es más reactivo que el cobre, por eso pierde sus electrones. Cuando las concentraciones de los iones son 1 mol/L, esta pila tiene un voltaje de 1.10 V.
Sin puente salino, las disoluciones no pueden mantenerse neutras y casi no circula corriente. Mientras la pila funciona, el electrodo de cinc se disuelve y el cobre se deposita sobre el electrodo de cobre. Lee sobre la oxidación y la reducción en el artículo Transferencia de electrones.
Pon en marcha una pila galvánica en la app Nalukh chem
Este simulador forma parte del acceso completo. La descarga de la app es gratuita, y 2 unidades y 5 simuladores están abiertos sin cuenta.
¿Cómo se usa el simulador?
Al abrir el simulador, el circuito está cerrado y la bombilla está encendida.
- Busca el electrodo marcado Zn − en el vaso izquierdo y el electrodo marcado Cu + en el vaso derecho. El arco verde que conecta los dos vasos es el puente salino.
- Observa cómo los puntos amarillos, que son electrones, fluyen desde el cinc por el cable y la bombilla hasta el cobre.
- Toca el botón 💡 Circuito cerrado — toca para abrirlo. La bombilla se apaga y los electrones desaparecen.
- Toca el botón 🔌 Circuito abierto — toca para conectar para volver a cerrar el circuito.
El simulador anima solo el flujo de electrones. No muestra el movimiento de los iones ni los cambios en los electrodos.
Retos para probar en el simulador
- Abre el circuito y vuelve a cerrarlo. ¿Hacia dónde van los electrones? Respuesta: Del cinc al cobre, del ánodo al cátodo.
- ¿Por qué se apaga la bombilla al abrir el circuito? Respuesta: Se corta el camino de los electrones.
- Explica por qué el electrodo de cinc tiene signo −. Respuesta: El cinc pierde electrones y los electrones sobrantes se quedan en el electrodo.
- Calcula a partir de la reacción del ánodo: ¿cuántos moles de electrones fluyen cuando se oxida 1 mol de cinc? Respuesta: 2 moles.
Errores comunes
- Pensar que el ánodo siempre es positivo. En una pila galvánica, el ánodo es negativo y el cátodo es positivo. En la electrólisis es al revés: el ánodo es positivo y el cátodo es negativo. Pero en ambos casos la oxidación ocurre en el ánodo y la reducción en el cátodo.
- Pensar que los electrones viajan por la disolución. Los electrones viajan solo por el cable. Los iones se mueven por las disoluciones y el puente salino.
