Batería de plomo

aquí tenemos la reacción para un acumulador de plomo aquí tenemos plomo sólido más dióxido de plomo nos produce sulfato de plomo y nuestro objetivo es balancear esta reacción redox en solución ácida así que para un acumulador de plomo estamos tratando con ácido sulfúrico y en un vídeo anterior ya hemos hablado de cómo balancear una reacción redox en una solución ha sido así que en este vídeo simplemente haremos un repaso de esto utilizando el acumulador de plomo como un ejemplo así que lo primero de lo que quiero hablar o de lo que quiero hacer es asignar estados de oxidación y vamos a empezar con el plomo sólido y en este caso el estado de oxidación de un elemento simplemente es cero ahora nos movemos hacia asia el dióxido de plomo y para el oxígeno el estado de oxidación es -2 cierto en este caso es menos 2 pero tenemos dos de ellos lo cual nos da un estado de menos cuatro en total cierto vamos a ponerlo por ejemplo acá de este lado y sabemos que la suma de los estados de oxidación en un compuesto neutral debe ser cero así que en el caso del plomo su estado de oxidación debe ser más cuatro verdad en este caso será más 4 perfecto ahora nos movemos al sulfato de plomo y sabemos que el sulfato de plomo o más bien sabemos que el sulfato verdad que es el 04 es menos 2 aquí en este caso tiene un estado de menos 2 y entonces estamos trabajando con plomo 2 positivos verdad en este caso será plomo 2 positivo así que el plomo su estado de oxidación es 2 positivos entonces vamos a escribir nuestra semi reacción de oxidación muy bien empecemos con la semi reacción de oxidación para lo cual tenemos que preguntarnos qué es lo que se está oxidando verdad y en este caso el plomo sólido está yendo de un estado de oxidación 0 verdad se está yendo a un estado d es positivo entonces este es un aumento en el estado de oxidación y en este caso estamos hablando de la oxidación así que podemos escribir nuestra semi reacción verdad en donde tenemos plomo sólido verdad que se está digamos convirtiendo en plomo 2 positivo pero sabemos que tenemos sulfatos presente verdad así que tenemos que poner el sulfato en ambos lados así que tenemos plomo sólido cierto s o 4 que en este caso es 2 negativo verdad y esto nos produce sulfato de plomo ahora lo que tenemos que hacer es fijarnos en nuestros átomos que tenemos en esta semi reacción verdad del lado izquierdo tenemos un plomo del lado derecho tenemos un plomo del lado izquierdo tenemos un azufre del lado derecho también y del lado izquierdo tenemos 4 oxígenos del lado derecho tenemos 4 oxígenos así que todos nuestros átomos están balanceados ahora vamos a balancear la carga muy bien y si balanceamos la carga podemos hacerlo añadiendo por ejemplo electrones así que vamos a tratar de ver cuántos electrones hay que agregar y por supuesto tenemos que ver donde agregar los muy bien en el lado izquierdo verde verdad tenemos dos cargas negativas mientras que del lado derecho la carga total es muy bien así que para poder balancear la carga tenemos que agregar 2 electrones y esos 2 electrones los tenemos que agregar del lado derecho y ahora bien nuestras cargas están balanceadas verdad y recordemos simplemente que la oxidación es la pérdida de electrones así que en esta semi reacción que está ocurriendo verdad en el ánodo de nuestra batería digamos se están perdiendo los electrones justo están estos dos electrones del lado de los productos muy bien así que esta es la semi reacción en el ánodo de la batería ahora queremos hacer la semi reacción de reducción muy bien así que vamos a ver cómo se haría esto la semi reacción de reducción por ejemplo en este caso podemos ver que vamos de plomo que tiene un estado de oxidación más 4 a un estado de más 2 cierto así que en este caso estamos hablando de la semi reacción de reducción cierto entonces esta semi reacción sería plomo más bien dióxido de plomo se convierte en plomo dos positivos muy bien y nuevamente recordemos que tenemos que agregar los sulfatos que están presentes verdad así que del lado izquierdo tendríamos dióxido de plomo más sulfatos cierto 2 negativo y esto nos produce plomo perdón sulfato de plomo ahora tenemos que balancear nuestros átomos así que vamos a empezar con el plomo empecemos con el plomo y tenemos un plomo del lado izquierdo y un plomo del lado derecho muy bien ahora que hemos hecho eso vamos a ver qué pasa con el azufre tenemos un azufre del lado izquierdo y un azufre del lado derecho muy bien ahora fijémonos en el oxígeno fijémonos en el oxígeno del lado izquierdo tenemos 2 oxígenos aquí y 4 oxígenos acá eso nos da un total de 6 oxígenos mientras que del lado derecho tenemos sólo 4 oxígenos muy bien 4 oxígenos del lado derecho y para balancear el número de oxígenos tenemos que agregar agua verdad así que tenemos que agregar 2 oxígenos del lado derecho lo cual se puede obtener añadiendo 2 moléculas de agua muy bien entonces agregamos dos moléculas de agua y ahora tenemos el número adecuado de oxígeno es verdad simplemente hemos agregado dos moléculas de agua pero ahora tenemos que balancear los oxígenos añadiendo el protón es verdad que son esencialmente hidrógenos positivos verdad así que fijémonos del lado derecho cuántos tenemos en realidad aquí tenemos dos h dos que en realidad son cuatro hidrógenos muy bien son cuatro hidrógenos y del lado izquierdo no tenemos hidrógeno es verdad así que tenemos cero hidrógenos necesitamos agregar cuatro protones del lado izquierdo verdad tenemos que agregar cuatro protones del lado izquierdo así que ya tenemos balanceados los hidrógenos ahora tenemos que balancear la carga verdad así que fijémonos en la carga total del lado izquierdo bueno nosotros tenemos cuatro cargas positivas verdad tenemos cuatro cargas positivas aquí tenemos dos cargas negativas verdad entonces esto nos da una carga total de 2 positivo que tenemos una carga total de 2 positivo mientras que del lado derecho sería una carga total 0 verdad tendremos una carga total 0 así que tenemos que agregar verdad tenemos que agregar electrones del lado izquierdo para que podamos balancear la carga así que aquí tenemos que agregar 2 electrones y con esto ahora sí tenemos nuestra semi reacción de reducción que ocurre en el cátodo de nuestra batería verdad así que ahora tenemos que agregar un perdón tenemos que sumar nuestras dos semi reacciones juntas verdad y podemos hacer esto porque tenemos el mismo número de electrones así que vamos a digamos estas dos semi reacciones esta sería la primera semi reacción y notemos que estos dos electrones se cancelarán con estos dos electrones verdad entonces esta será la segunda semi reacción esta es la segunda semi reacción y fijémonos que es lo que obtenemos fijémonos primero en los reactivos que tenemos aquí acá arriba sería plomo sólido más sulfato verdad 2 - y ahora fijémonos en los reactivos que tenemos en esta semi reacción de abajo serían serán 4 hidrógenos 4 h más más dióxido de plomo más sulfato verdad eso es lo que tenemos aquí abajo y eso nos produce bueno fijémonos ahora en este reactivo de arriba sería sulfato de plomo otro sulfato de plomo verdad y dos moléculas de agua así que sería sulfato de plomo más dos moléculas de agua y por supuesto ya no nos importan los electrones porque ya los hemos cancelado vamos a ver si podemos simplificar todavía un poco más esto vamos a tener lo siguiente tendremos este plomo será plomo más vamos a poner este el dióxido de plomo y óxido de plomo y ahora podríamos poner los cuatro hidrógenos verdad 4 h más y fijémonos que aquí tenemos dos sulfatos así que esto lo simplificamos como 2s o 42 - y eso nos produce verdad ahora otra vez podemos fijarnos que tenemos dos sulfatos de plomo sulfatos de plomo y dos moléculas de agua cierto que serían estas dos últimas así que finalmente lo hemos logrado ya tenemos la reacción total para una para un acumulador de plomo y a veces puede ser que encuentres esta parte escrita un poquito distinto en ocasiones toman dos de estos hidrógenos positivos con estos dos sulfatos para obtener 2h s o 42 - verdad y por supuesto nos faltan los otros dos h más verdad entonces en algunos libros de texto encontrarás esto escrito de esta forma simplemente es otra forma de escribirlo verdad y esto esencialmente es lo que ocurre en la celda voltaica verdad obtenemos un voltaje a partir de esta reacción redox espontánea y cada una de estas celdas tiene de voltaje 12 volts positivos verdad tenemos 2 volts positivos y por supuesto si tomamos 6 de estas celdas entonces simplemente sumamos el voltaje verdad para obtener la batería digamos de un cargo o el voltaje de la batería de un carro que nos da un total de 12 volts en esencia cuando la batería del carro se descarga verdad en realidad la reacción redux espontánea le libera una corriente y así es como nuestra digamos nuestro motor del carro arranca así que una vez que nuestro auto digamos ya está avanzando entonces la reacción es revertida y eso nos permite recargar nuestro acumulador de plomo así que la reacción inversa verdad se puede realizar y esto es porque tenemos sulfato de plomo sólido verdad en este caso el sulfato de plomo es sólido verdad y eso lo podemos ver también en nuestras semi reacciones vamos a verlo aquí aquí nuestro sulfato de plomo es sólido en este caso también es sólido y de ahí es que una vez que hemos encendido el auto verdad la reacción es inversa están listas para realizarse y por eso es que podemos recargar la batería verdad así que primero podrías pensar en esto como una celda voltaica que produce una corriente utilizando una reacción redox espontánea y luego podríamos pensar esto como una celda electrolítica verdad una corriente estado siendo utilizado para recargar nuestra batería verdad y una corriente está siendo usada para llevar a cabo una reacción que no es espontánea verdad así que un acumulador de plomo es recargable y eso es bastante útil en las baterías de auto porque eso permite que tengan una larga duración