La densidad del electrolito.
La densidad específica (también llamada gravedad específica) del ácido sulfúrico puro es de aproximadamente 1.83 !g"dm3 # la del agua 1.$$$ !g"dm3. %l electrolito& esto es& la disoluci'n de ácido sulfúrico en agua& suele estar a ra'n de 3* de ácido& por lo +ue& en un elemento completamente cargado& podemos deducir la densidad del electrolito (,)& es 1&-$. (%ste valor varía de unas baterías a otra # de unos fabricantes a otros). /uesto +ue durante los procesos de carga # descarga se producen cambios en la pro porci'n de ácido sulfúrico +ue existe en el electrolito& p ues& como 0emos visto& los iones sulfato 24 # los iones de 0idr'geno 56 se 0an combinado con iones de /b6 de las placas para formar en ellas el sulfato de plomo& podemos deducir el estado de descarga de un elemento de la batería midiendo la densidad del electrolito con un 0idr'metro. 5a# +ue tener en cuenta +ue existe una inf luencia de la temperatura en el valor de esta medida& valor +ue 0a# +ue tener en cuenta para corregir al ala o a la ba7a el valor de la densidad obtenido con el 0idr'metro. edir la densidad del electrolito es medir la capacidad de la batería (o su nivel de carga)& 0emos visto +ue es necesario corregir este valor en funci'n de la temperatura. Los valores siguientes son típicos para baterías de tracci'n9
Densidad a 30º C
Tensión a 30º C en voltios
% de la carga en la batería
1.295
2.14
100
1.280
2.13
90
1.265
2.12
80
1.245
2.10
70
1.230
2.07
60
1.210
2.06
50
1.190
2.05
40
1.165
2.03
30
1.150
2.00
20
1.130
1.99
10
1.110
1.97
0
BATERIA HUMEDA (PLOMO-ACIDO) Toda batería, cualquiera sea su tecnología, requiere de un medio iónico llamado electrolito. Sin electrolito, no habrá batería. La densidad específca (también llamada gravedad específca del ácido sul!"rico puro es de apro#imadamente $.%&' g)dm& * la del agua $.+++ g)dm&. Las baterías de plomo, emplean una solución de ácido sul!"rico rebaado con agua. La concentración de ácido es de alrededor de &- en peso * agua /%, es decir, de cada $++ gramos de electrolito &- son de ácido * /% son de agua. 0na característica mu* importante es la densidad del electrolito de la batería. La densidad es la relación que e#iste entre la masa de un cuerpo * el volumen de ese cuerpo. Los cuerpos más densos se hunden * los menos densos 1otan. 2or eemplo la densidad del aceite es +.% * la del agua es $. Sabemos por nuestra e#periencia, que al aceite 1ota sobre el agua. Los metales tienen densidades mucho ma*ores que la del agua * es por eso que se hunden, por eemplo el plomo tiene de densidad $$.&. 3n cambio el corcho, tiene una densidad de +.- * por eso 1ota siempre sobre el agua. 3l valor de la densidad del electrolito de una batería, es indicador del estado de carga que esta tiene. La densidad varía, de acuerdo a cuan cargada esté la batería. Si la batería está descargada, el ácido se vuelve agua. Las densidades típicas son4 • • •
5atería totalmente cargada4 $-'+ a $-6+ 5atería parcialmente cargada4 $-++ 5atería totalmente descargada4 $$++
0n sencillo instrumento, llamado densímetro, nos permite conocer el valor de la densidad. 3l densímetro, llamado también hidrómetro es un instrumento, compuesto por un tubo de vidrio, un bombillo de ebe * un elemento 1otador. Si la batería está cargada, el 1otador estará a ma*or nivel. Si la batería está descargada, el 1otador tenderá a hundirse.
Hidrómetro
1.- Una batera! de"#$%" de &ierto tiem#o de "er'i&io! re$iere de &ambio de &ido 3sto no es cierto. La batería sale de !ábrica con el ácido sufciente para toda su vida "til. 7 lo más requerirá de adición de agua, nunca de ácido * menos de cambiar todo el ácido. 3l ácido no se evapora, por tanto no se pierde, salvo que la batería ha*a su!rido una volcadura.
*.- +$ batera e"t ba,a de den"idad! #or tanto re$iere areare &ido La baa de densidad se puede deber a que la batería está descargada. 8ecordemos, si la batería se descarga, el ácido se vuelve agua. Lo que ocurre es que el ácido se 9mete9 a las placas. 0na recarga adecuada, resolverá el problema.
Densidad a 30º C
Tensión a 30º C en voltios % de la carga en la batería
1.295
2.14
100
1.280
2.13
90
1.265
2.12
80
1.245
2.10
70
1.230
2.07
60
1.210
2.06
50
1.190
2.05
40
1.165
2.03
30
1.150
2.00
20
1.130
1.99
10
1.110
1.97
0
BATERIA+ +ECA 0na pila seca, también llamada pila de celda seca, es uno de los tipos de pilas electroquímicas más utili:adas para suministrar energía eléctrica a di!erentes dispositivos sin necesidad de que se conecten a la red eléctrica. Las pilas 777, 77, las pilas de botón, pilas de 6 voltios o de petaca, etc, todas ellas son pilas secas. También se puede llamar batería seca si bien el término batería es específco para denominar un conunto de celdas electroquímicas unidas en serie * las pilas sólo disponen de una celda. Las baterías suelen emplearse en dispositivos con un alto consumo eléctrico dónde las pilas se quedan cortas. Las pilas secas se caracteri:an * se di!erencia de otros tipos de pilas * baterías en que los electrolitos, cu*a reacción genera la corriente eléctrica que suministra la pila, se incorporan en polvo o en una pasta de bao contenido en líquido. 2or el contrario, las pilas de celdas h"medas tienen los electrolitos contenidos en un líquido.
Com#o"i&ión / e"tr$&t$ra Todas las pilas secas tienen unos componentes básicos. 3n el centro ha* una barra llamada cátodo que normalmente está !abricada de carbono. 3sta barra está recubierta de una pasta acuosa de electrolitos. 3sta pasta puede estar !abricada con di!erentes productos químicos, como ;< =>l (cloruro de amonio o ?n@- (dió#ido de manganeso, dependiendo del tipo de pila (alcalina, :incA carbono, etc. 7 continuación de la pasta de electrolitos ha* una capa de papel, cartón o material sintético que separa la capa más e#terna, un cilindro metálico llamado ánodo, !abricado normalmente de :inc.
Ti#o" Los tipos de pilas secas más comunes son la pila de :incAcarbono * la pila alcalina. La pila de :incAcarbono es más barata pero de menor duración que la pila alcalina. 0n tipo menos popular de pila * mu* poco usada ho* en día es la pila de cátodo de plata. •
Pia 0in&-&arbono4 el cátodo es una barrilla de carbono, le rodea una me:cla compactada de carbono * ó#ido de manganeso (?n@ -. 3sta me:cla está rodeada de una capa de papel que la separa del ánodo situado en la capa más e#terna. 3l ánodo es un a carcasa de :inc que contiene una pasta acuosa de cloruro de amonio (;< =>l * cloruro de :inc (Bn>l-.
•
Pia a&aina4 la me:cla del cátodo está !ormada por ó#ido de manganeso * carbono * en el ánodo ha* una dispersión de polvo de :inc en un gel que contiene hidró#ido de potasio. ;o se ha conseguido !abricar pilas alcalinas recargables.
