Pila de Bunsen

Pila o cela electroquímica de Bunsen.

La pila de Bunsen o cela de Bunsen , també coneguda com a pila de carbó, és una cela electroquímica primària (és dir, no recargable) de zinc-carbono. Està formada per un ànodo de zinc introduït en una dissolució diluïda d'àcit sulfúric continguda en una vasija porosa que fa de separador en el compartimento catódico, format per un càtodo de carbono en àcit nítric o àcit cròmic. Tot això es troba en l'interior d'un recipient de vidre o d'escurada vitrificada.

Detalls de la cela de Bunsen

El voltage de la cela de Bunsen és d'1,9 volts i sorgix de la següent reacció:

$\mathrm{Z}\mathrm{n}+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4+2\mathrm{H}\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3⟶\mathrm{Z}\mathrm{n}\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4+2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}+2\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2(\mathrm{g})$

Esta cela rep el seu nom del seu inventor, el químic alemà Robert Wilhelm Bunsen, que en 1840 va introduir millores en la cela de Grove, substituint el càtodo de platí de Grove per un de carbono en forma de carbó polvorisat i coque. De la mateixa manera que la pila de Grove, la de Bunsen emet fums nocius de diòxit de nitrogen.

Bunsen va utilisar esta pila per a extraure metals per descomposició de les seues sals per mig d'electrólisis, que li va permetre aïllar per primera volta el magnesi metàlic.

Henri Moissan va utilisar una pila de 90 celes per a la electrólisis del fluorur d'hidrogen, obtenint per primera volta l'element flúor.

Química

L'electrodo de zinc actua com ànodo i sofrix l'oxidació. l'àcit nítric actua com a càtodo i sofrix la reducció, segons els següents processos, que en conjunt formen una reacció redox:

Ànodo - oxidació del zinc

$\mathrm{Z}\mathrm{n}\stackrel{-\rightharpoonup }{\leftharpoondown -}\mathrm{Z}\mathrm{n}{\phantom{A}}^{2+}+2\mathrm{e}{\phantom{A}}^{-}$ $(E^o=-0,76V)$ 

Càtodo - reducció

$\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3{\phantom{A}}^{-}+4\mathrm{H}{\phantom{A}}^{+}+3\mathrm{e}{\phantom{A}}^{-}\stackrel{-\rightharpoonup }{\leftharpoondown -}\mathrm{N}\mathrm{O}+2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$ $(E^o=+0,96V)$ 

Equació global:

$3\mathrm{Z}\mathrm{n}+8\mathrm{H}{\phantom{A}}^{+}+2\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3{\phantom{A}}^{-}\stackrel{-\rightharpoonup }{\leftharpoondown -}3\mathrm{Z}\mathrm{n}{\phantom{A}}^{2+}+2\mathrm{N}\mathrm{O}+4\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$ $(E^o=+1,72V)$