Un vistazo al interior de las pilas

En la entrada anterior (¿Qué hay en tu iPod?), quedó pendiente el funcionamiento de las pilas. Comenzaré definiendo fácilmente qué es una pila. Una pila o batería, no es más que una forma de almacenar energía o, como me gusta más llamarla, una bomba de electrones.

¿Por qué digo que es una bomba de electrones? Simplemente por el hecho de poder darnos electrones cuando lo necesitemos o guardarlos en su interior. ¿Cómo es esto? Resulta que el metal más ligero que conocemos (Litio) tiene propiedades fascinantes.

–          Es un metal muy ligero. Con ligero, me refiero a que un mol de Litio pesa muy poco a comparación con un mol de cualquier otro metal.

La pregunta que sigue es muy obvia: ¿Qué es un mol? Un mol nos dice la cantidad de materia de la sustancia con la que estamos trabajando. Pero no les tiene que sorprender o sonar raro este concepto, TODOS ALGUNA VEZ hemos utilizado éste o alguno similar.

Yo les pregunto, cuando van al mercado ¿piden 12 huevos o una docena? Y cuando van a la vinatería, ¿compran 12 caguamas (cervezas) o un “cartón”? (pero qué va, ustedes no conocen los “cartones” ni las vinaterías ni las “caguamas” ¿VERDAD QUE NO?)

Lo mismo sucede con el mol, es una cantidad fija, que ya sabemos, de moléculas, iones, átomos, etc. Un mol de moléculas son alrededor de 602’300’000’000’000’000’000’000 moléculas. Para que tengan una idea, con un mol de huevos podrías llenar los océanos de la Tierra más de 30 millones veces. Para poder tener tu mol de huevos, necesitarías a 10 mil millones de gallinas, poniendo 10 huevos por día durante 10 mil millones de años.

¡Si los químicos trabajaran con cantidades tan grandes se volverían locos! (Y es en serio) Es por ello que trabajan con moles. Regresando con el Litio, un mol de Litio pesa cerca de 7g mientras que el metal más cercano pesa 9g (Berilio). Es por esa razón que antes los celulares parecían tabiques, en parte por las pilas de metales más pesados.

Imagínense su iPod, iPhone o iCosa con pilas de Níquel-Cadmio (metales con los que antes se hacían las baterías) ¡cuyos pesos molares respectivamente son de 59g y 112g! En lugar de ser iCosas serían iLadrillos.

–          La segunda razón es la facilidad que tiene el Litio de perder su electrón.

En la entrada anterior, les hablé de la oxidación. Bueno, sucede que al Litio le es tan fácil soltar su electrón que prácticamente no se le encuentra en la naturaleza como metal sino como un ión. Un ión es un átomo o molécula que ha ganado o perdido electrones, así que lo podríamos pensar como una molécula con carga eléctrica (claro esto es una simplificación).

–          La tercera  es la poca energía que cuesta que el Litio recupere su electrón.

Para que un átomo recupere electrones, primero tenemos que superar la repulsión que provocan las cargas de los electrones que todavía existen en el átomo, y finalmente colocárselo. Y ¿qué creen? ¡Pues que el Litio oxidado solo tiene 2 electrones restantes! ¿No es maravilloso?

–          Otra razón, es la gran cantidad de veces con la que se puede recargar una batería de Litio.

Así como pasa con tu cepillo de dientes, las baterías se desgastan. La gran virtud que tienen las pilas hechas con Litio es que, después de descargarlas (y recargarlas) 300 veces ¡solo se desgastan un 5%! Es decir, si tu iCosa duraba todo el día (6:00am – 9:00pm) a todo volumen, después de 300 descargas y recargas te seguirá durando casi todo el día (6:00am – 8:15pm)

El día de mañana, publicaré la última parte: Extendiendo la vida de tu iCosa y los porqués.

IMAGEN

Rayos X Pila – Imagen editada y modificada por jorge0289, URL de las imágenes:

PILA

Rayos X

REFERENCIAS

Richard S. Treptow, LITHIUM BATTERIES: A PRACTICAL APPLICATION OF CHEMICAL PRINCIPLES, Journal of Chemical Education Vol. 80, No. 09 (September 2003) pp 1015-1019

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