Celdas voltaicas y aplicaciones prácticas
Las celdas voltaicas (o galvánicas) convierten energía química en eléctrica mediante reacciones redox espontáneas. Un ejemplo fascinante es la batería alcalina aire-zinc, utilizada en aplicaciones como prótesis auditivas y en la industria ferroviaria.
En esta celda, el zinc metálico se oxida a hidróxido de zinc Zn(OH)2, mientras que el oxígeno del aire se reduce a iones hidróxido. La batería tiene orificios especiales que permiten la entrada del oxígeno atmosférico, haciéndola eficiente y económica.
Para resolver problemas relacionados con celdas voltaicas:
- Identifica los electrodos (ánodo y cátodo)
- Escribe las semirreacciones que ocurren en cada electrodo
- Determina el flujo de electrones y la reacción global
Los cálculos estequiométricos en reacciones redox son similares a los de otras reacciones químicas. Por ejemplo, para calcular cuántos gramos de óxido nítrico pueden producirse a partir de 66.0 g de ácido nítrico:
- Usa la ecuación balanceada
- Convierte gramos a moles
- Aplica la relación estequiométrica
- Convierte moles a la unidad solicitada (gramos o litros)
💡 Para convertir volúmenes de gases a TPN (temperatura y presión normales), recuerda que 1 mol de cualquier gas ocupa aproximadamente 22.4 L en estas condiciones.
La comprensión de estos principios te permite entender no solo reacciones químicas, sino también el funcionamiento de tecnologías como baterías y celdas de combustible.