Diferencia entre células primarias y secundarias

Diferencia principal - Célula primaria vs secundaria

Las baterías son células que pueden generar electricidad. Una batería puede tener una o más celdas electroquímicas y está compuesta por terminales que pueden conectarse con dispositivos externos que funcionan con una fuente de alimentación. Las células primarias y las células secundarias son dos tipos de baterías. La principal diferencia entre las células primarias y secundarias es que Las células primarias se pueden usar una sola vez. mientras Las células secundarias se pueden utilizar más de una vez..

Áreas clave cubiertas

1. ¿Qué son las células primarias?
      - Definición, estructura, reacciones químicas
2. ¿Qué son las células secundarias?
      - Definición, estructura, reacciones químicas
3. ¿Cuál es la diferencia entre las células primarias y secundarias?
      - Comparación de diferencias clave

Términos clave: Batería, Célula primaria, Célula secundaria, Ánodo, Cátodo, Electricidad

¿Qué es una célula primaria??

Las células primarias o baterías primarias también se llaman pilas no recargables. Esto se debe principalmente a que estas baterías no se pueden volver a cargar cuando están agotadas y dejan de funcionar. Aunque no son reutilizables, las celdas primarias son muy útiles para almacenar energía para su uso a largo plazo porque su tasa de auto descarga es relativamente baja. Por lo tanto, se puede observar su uso en marcapasos de servicio en pacientes cardíacos, medidores inteligentes y campañas militares donde la carga es impráctica e imposible.

Las células primarias no son recargables debido a las reacciones químicas que ocurren dentro de la batería, que son irreversibles. Las reacciones químicas utilizan todos los químicos presentes en la célula y cuando se usan todas las especies químicas, se termina la generación de energía..

Una batería primaria o una celda primaria se compone de un ánodo (extremo con carga positiva) y un cátodo (extremo con carga negativa). El grafito se usa generalmente como el cátodo y el zinc se usa como el ánodo. Las reacciones de oxidación se producen en el ánodo donde se donan electrones al circuito y las reacciones de reducción se producen en el cátodo donde se aceptan los electrones desde el exterior. También hay un electrolito que es útil para hacer un pasaje para la corriente eléctrica. El electrolito está compuesto de iones cargados eléctricamente que pueden llevar su carga entre el cátodo y el ánodo..  

Figura 1: Una batería primaria con un ánodo de zinc y un cátodo de cobre

Un ejemplo común de célula primaria es Célula de leclancha. Está compuesto por un ánodo de zinc y un cátodo de grafito poroso. El electrolito presente dentro de la batería es una mezcla húmeda de NH₄Cl (cloruro de amonio), cloruro de zinc (ZnCl)₂) y dióxido de manganeso (MnO₂). Las reacciones químicas que ocurren dentro de la célula pueden darse a continuación..

Ánodo: zn_(s) → Zn²⁺_(aq)       +       2e

Cátodo: 2NH₄⁺_(aq)    +    2e → 2NH_{3 (g)}   +    H_{2 (g)}

Dos gases NH₃ y H₂ Se producen en el cátodo. Pero estos gases nuevamente participarán en las reacciones como se muestra a continuación..

2NH_{3 (g)} + Zn²⁺_(aq) → [Zn (NH₃)₂]²⁺_(aq)

2MnO_{2 (s)} + H_{2 (g)} → Mn₂O_{3 (s)} +H₂O_(l)

¿Qué es una célula secundaria??

Las células secundarias también se conocen como baterías secundarias o baterías recargables. Estas baterías pueden usarse varias veces, ya que pueden cargarse cuando dejan de funcionar. Las reacciones químicas que se producen en estas baterías son reversibles. Esto significa que esas reacciones pueden revertirse aplicando una carga eléctrica. Pero a diferencia de las baterías primarias, las baterías secundarias deben cargarse antes de su uso. Se utilizan cargadores para el proceso de recarga..

Diferentes baterías secundarias proporcionan diferentes funciones. Por lo tanto, el usuario debe saber qué tipo de batería debe usarse para una necesidad particular.

Estas baterías también tienen un cátodo y un ánodo igual que las baterías primarias. Las reacciones de reducción ocurren en el cátodo, mientras que las reacciones de oxidación ocurren en el ánodo. Un buen ejemplo para las células secundarias es el almacenamiento de plomo / batería ácida. Las reacciones que ocurren dentro de esa célula se muestran a continuación..

Cátodo: pbo_{2 (s)}   +   HSO₄^-_(aq)   +   3H⁺_(aq) +   2e → PbSO_{4 (s)}   +   H₂O_(l)

Ánodo: Pb (s) + HSO₄^-_(aq)   → PbSO_{4 (s)}     +   H⁺_(aq)    +   2e  

Figura 2: Diagrama esquemático de la batería de plomo..

Diferencia entre células primarias y secundarias

Definición

Células primarias: Las celdas primarias son baterías que no se pueden recargar o reutilizar. 

Células secundarias: Las celdas secundarias son baterías que se pueden recargar y reutilizar..

Reacciones químicas

Células primarias: En las células primarias, se producen reacciones irreversibles..

Células secundarias: En células secundarias, se producen reacciones reversibles..

Uso

Células primarias: Las células primarias se pueden utilizar una sola vez..

Células secundarias: Las células secundarias se pueden utilizar más de una vez..

Importancia

Células primarias: Las células primarias pueden producir corriente inmediatamente; Por lo tanto, se utilizan en dispositivos portátiles..

Células secundarias: Las células secundarias deben cargarse antes de su uso. Para que puedan ser utilizados en automóviles..

Tasa de autodescarga

Células primarias: Las celdas primarias tienen tasas de autodescarga más bajas y se pueden usar para el almacenamiento de energía a largo plazo.

Células secundarias: Las células secundarias tienen una mayor tasa de autodescarga en comparación con las células primarias. 

Conclusión

Las baterías son muy importantes en aplicaciones tecnológicas. Todas las baterías están hechas de celdas electroquímicas. Las células primarias y secundarias son dos tipos de baterías que son útiles en la vida cotidiana. La principal diferencia entre las células primarias y secundarias es que las células primarias se pueden usar solo una vez, mientras que las células secundarias se pueden usar más de una vez.

Referencias:

1. “Baterías primarias y secundarias”. Batería de almacenamiento de plomo I. N.p., n.d. Web. Disponible aquí. 12 de junio de 2017. 
Libretextos. “Baterías recargables”. Química LibreTextos. Libretexts, 22 de enero de 2017. Web. Disponible aquí. 12 de junio de 2017. 

Imagen de cortesía:

1. "Batería primaria pintada a mano" Por 脂肪 酸钠 - Trabajo propio (CC BY-SA 4.0) a través de Commons Wikimedia
2. "Descargado" (CC BY 3.0) a través de Commons Wikimedia