Informe 1 Quimica Paper Batería de Mercurio 2019 2020 PDF

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DEPARTAMENTO CIENCIAS DE LA VIDA CARRERA DE INGENIERÍA AGRONÓMICA

Ba t e r í adeMe r c u r i o Abs t r a c t L ab a t e r í ad eme r c u r i o ,e r ac o n o c i d od e s d eh a c emá sd e1 0 0a ñ o s ,p e r on os eu t i l i z ó a mp l i a me n t eh a s t a1 9 4 2 ,c u a n d oSa mu e lRu b e nl od e s a r r o l l óp a r aa p l i c a c i o n e smi l i t a r e sc o mo d e t e c t o r e sd eme t a l e s ;e sc o n o c i d at a mb i é nc o mop i l a ,oc e l d ad eme r c u r i o ,e su ni n s t r u me n t o c o ng r a nc a p a c i d a dd ea l ma c e n a re n e r g í aq u í mi c ad e b i d oas uc o mp o s i c i ó nd ed o sc e l d a s a i s l a d a sl a sc u a l e sp o s e e nu n ar e a c c i ó nq u í mi c ad o n d el o se l e me n t o sq u ep o s e et i e n d e na r e d u c i r s eyo x i d a r s ed o n d eo b t e n d r e mo su n ao x i d o r e d u c c i ó nc o nl oc u a l p u e d ed e t e r mi n a r s eu n v o l t a j ec o n s t a n t ed ea l t ap o t e n c i ar e g u l a r me n t ed e1 , 3 4a u n q u ee s t ep u e d ev a r i a re lt i p oo t a ma ñ od el ab a t e r í a .De s d ee lp r i n c i p i od el o st i e mp o sh a s t al aa c t u a l i d a de s t as i g u e a p l i c á n d o s ee ne l á r e ad el ame d i c i n aye nl a si n d u s t r i a se l e c t r ó n i c a s . Pa l a br a sCl a v e s :Ba t e r í ad eme r c u r i o , r e a c c i ó nq u í mi c a , v o l t a j e , a p l i c a c i ó n .

I nt r od uc c i ó n L a sp i l a syb a t e r í a ss o ni n s t r u me n t o sc o nl a c a p a c i d a dd ea l ma c e n a rl ae n e r g í aq u í mi c a p a r a l u e g o l i b e r a r l a e n b a s e a l r e q u e r i mi e n t op a r t i c u l a rd eu ne q u i p oo a r t e f a c t o e l é c t r i c o ,d i c h o p r o c e s o d e a l ma c e n a mi e n t os ed e s a r r o l l ag r a c i a saq u e l a s b a t e r í a s e n s u c o mp o s i c i ó n s e c o n f o r ma nc o nd o ss e mi c e l d a sa i s l a d a s ,l a s c u a l e ss ee n c a r g a nd eg e n e r a rr e a c c i o n e s q u í mi c a se n t r eu np r o c e s od eo x i d a c i ó nq u e c o r r e s p o n d eau ná n o d oyau np r o c e s od e

r e d u c c i ó nc o r r e s p o n d i e n t eau nc á t o d o ( Ar r i e t aPa t t o n&L u j á nPé r e z , 2 0 0 7 ) . Es t et i p od er e a c c i o n e só x i d o r e d u c c i ó n p e r mi t e nq u es eo r i g i n ee l fl u j od e e l e c t r o n e sc o nd i f e r e n c i ap o t e n c i a l ,d et a l ma n e r a s e g e n e r a e lp r o c e s o d e a l ma c e n a mi e n t o yl i b e r a c i ó nd ee n e r g í a , a d e má ss ed e b et e n e re nc u e n t aq u el a c a p a c i d a da l ma c e n a mi e n t o d ee n e r g í a t a mb i é ns eb a s ae ne l t a ma ñ od el ab a t e r í a , y aq u ee x i s t e nv a r i o st i p od eb a t e r í a syc a d a u n ae se n f o c a d aa lt i p od ee q u i p oa lc u a l

s e r áa p l i c a d o( Ar r i e t aPa t t o n&L u j á nPé r e z , 2 0 0 7 ) . En b a s eal o me n c i o n a d oe lp r e s e n t e t r a b a j os ee n f o c ae nl a sb a t e r í a sd e me r c u r i o , l a sc u a l e sf u n c i o n a nme d i a n t eu n a r e a c c i ó nd eo x i d a c i ó nme d i a n t ee l z i n cq u e s ee s t a b l e c ee nu n as e mi c e l d ayl a r e d u c c i ó nd e ló x i d od eme r c u r i od i s p u e s t o e no t r as e mi c e l d a ,d et a l ma n e r as eg e n e r a u n ar e a c c i ó nd eó x i d o r e d u c c i ó n ,a d e má s e s t et i p od eb a t e r í a ss ec a r a c t e r i z a np o rl a t e n s i ó nq u eg e n e r a nd u r a n t el ad e s c a r g a q u ee sd e1 , 3 5v o l t i o s yp o rs ug r a n t o x i c i d a d ,y a q u e c o n t i e n e g r a n d e s p r o p o r c i o n e sd eme r c u r i o ,e lc u a le su n me t a la l t a me n t et ó x i c o ,p o re l l os ua c c e s o e nv a r i o sp a í s e se sr e s t r i n g i d o( Ar r i e t a Pa t t o n&L u j á nPé r e z , 2 0 0 7 ) . Pe r oe sn e c e s a r i ot e n e re nc u e n t aq u ee s t e d et i p od eb a t e r í a st i e n ev a r i a sa p l i c a c i o n e s e nn u e s t r av i d ad i a r i ac o mol oe se nl a u t i l i z a c i ó nd ema r c a p a s o s , r e l o j e se l é c t r i c o s , f o t ó me t r o s , e n t r eo t r o s( So s a , n . d . ) . Esp o re l l oq u es el l e v aac a b on u e v a s i n v e s t i g a c i o n e sp a r aa p l i c a ro t r ot i p od e b a t e r í a sq u es e a n me n o st ó x i c a sy p e l i g r o s a sa n t el as a l u dye l me d i o a mb i e n t e Desarrollo ¿Cómoe s t ác o nf or ma da ? L ap i l ac o n s i s t ee nu ne l e c t r o d on e g a t i v od e z i n ca ma l g a ma d oy as e ae np o l v ooe n l á mi n a sc o r r u g a d a s .El e l e c t r o d op o s i t i v oe s u n ame z c l ad eó x i d od eme r c u r i oyg r a fi t o , mo l d e a d oap r e s i ó n ,c o n t e n i d o se nu n e n v a s ed ea c e r o .Ele l e c t r ó l i t oe su n a s o l u c i ó nd eh i d r ó x i d od ep o t a s i oyó x i d od e z i n c .Se u t i l i z a ma t e r i a lc e l u l ó s i c oc o mo s e p a r a d o r y p a r a e mp a s t a r e l e l e c t r ó l i t o [ CI T A TI ONF u n 1 1\ l 1 2 2 9 8] . ¿Quée s ?

Es t ab a t e r í ae su t i l i z a d ae no p e r a c i o n e s má sfi n a sq u el ap i l ad eL e c l a n c h é ,p o r q u e t i e n el ac a p a c i d a dd ed a ru nv o l t a j emá s c o n s t a n t e ,p o t e n c i amá sa l t ayv i d amá s l a r g a .Es t ap i l ac o n s i s t e nu nc i l i n d r od e a c e r oi n o x i d a b l e ,e ne lc u a ls ec o n t i e n eu n á n o d oq u ee su n aa ma l g a ma d ec i n c me r c u r i o ,e nc o n t a c t oc o nu ne l e c t r o l i t o s u ma me n t ea l c a l i n oq u ec o n s t ad eó x i d od e c i n cyó x i d od eme r c u r i o( I I ) [CI T A TI ON Pa l 1 1\ l 1 2 2 9 8] . ¿Quée l e me nt osr e duc eyox i da ? Un ap i l ad e me r c u r i oe su n ab a t e r í a e l e c t r o q u í mi c an or e c a r g a b l e ,u n ac e l d a p r i ma r i a .L a sb a t e r í a sd eme r c u r i ou t i l i z a n u n ar e a c c i ó ne n t r ee ló x i d od eme r c u r i oy e l e c t r o d o sd ez i n ce nu ne l e c t r o l i t oa l c a l i n o . L at e n s i ó nd u r a n t el ad e s c a r g as ema n t i e n e p r á c t i c a me n t ec o n s t a n t ea1 , 3 5v o l t i o s ,yl a c a p a c i d a de smu c h oma y o rq u eu n ab a t e r í a d ec a r b o n od ez i n cd et a ma ñ os i mi l a r . De s d ee l mo me n t od eI IGu e r r aMu n d i a l l a s b a t e r í a sd eme r c u r i os ec o n v i r t i e r o ne nu n a f u e n t e d e a l i me n t a c i ó n p o p u l a rp a r a d i s p o s i t i v o s e l e c t r ó n i c o s p o r t á t i l e s [ CI T A TI ONF u n 1 1\ l 1 2 2 9 8] . Pu e d e ns e rd ed o st i p o s ,l a sp i l a sd e me r c u r i oyl a sd ep l a t a .Ena mb o sc a s o s ,l a r e a c c i ó ns ep r o d u c ee np r e s e n c i ad eu n a d i s o l u c i ó nc o n c e n t r a d ad eh i d r ó x i d od e p o t a s i o .En l a sp i l a sd e me r c u r i o ,l o s r e a c t i v o ss o nz i n cyó x i d od e me r c u r i o , p r o d u c i é n d o s ee ne lp r o c e s od ed e s c a r g a me r c u r i o . Enl a sp i l a sd ep l a t a ,l o sr e a c t i v o s s o nz i n cyó x i d od ep l a t a .L a sp i l a sd e me r c u r i ot i e n e nu ni mp a c t ome d i o a mb i e n t a l c o n s i d e r a b l e me n t e ma y o rq u e l a sd e p l a t a [ CI T A T I ONAL B1 2\ l 1 2 2 9 8] . Ox i d a c i ó n( á n o d o ) :Zn ( Hg )+2OH--2 e Zn O+H2 O

Re d u c c i ó n( c á t o d o ) :Hg O+H2 O+2 e -Hg+ 2OHRe a c c i ó ng l o b a l : Zn ( Hg )+Hg OZn O+Hg

¿Cómona c i ó? El s i s t e mad eb a t e r í a sd eó x i d od eme r c u r i o z i n ce r ac o n o c i d od e s d eh a c emá sd e1 0 0 a ñ o s , 1p e r on os eu t i l i z óa mp l i a me n t eh a s t a 1 9 4 2 , c u a n d oSa mu e l Ru b e nd e s a r r o l l óu n a c é l u l ad eme r c u r i oe q u i l i b r a d aq u ee r aú t i l p a r aa p l i c a c i o n e smi l i t a r e sc o mod e t e c t o r e s d e me t a l e s , mu n i c i o n e s y wa l k i e t a l k i e s [ CI T A TI ONPa l 1 1\ l 1 2 2 9 8] . El s i s t e mad el ab a t e r í at e n í al a sv e n t a j a sd e u n al a r g av i d ae s t a b l e( h a s t a1 0a ñ o s ) yu n a s a l i d ac o n s t a n t ed ev o l t a j e .De s p u é sd el a Se g u n d a Gu e r r a Mu n d i a l ,e ls i s t e ma d e b a t e r í a sf u ea mp l i a me n t ea p l i c a d oe n d i s p o s i t i v o se l e c t r ó n i c o sp e q u e ñ o s ,c o mo ma r c a p a s o sc a r d í a c o sya u d í f o n o s .L a s b a t e r í a sd eó x i d od eme r c u r i os eh i c i e r o ne n u n aa mp l i ag a ma d et a ma ñ o s ,d e s d e c é l u l a sd eb o t ó ne nmi n i a t u r a( u s a d a sp a r a a u d í f o n o syr e l o j e sd ep u l s e r ae l é c t r i c o s ) , t i p o s c i l í n d r i c o s ( a p a r a t o s e l e c t r ó n i c o s p o r t á t i l e s ) ,b a t e r í a sr e c t a n g u l a r e s( r a d i o s t r a n s i s t o r e s 3 ) y g r a n d e s e mb a l a j e s mu l t i c e l u l a r e s ( a p l i c a c i o n e s i n d u s t r i a l e s c o mor a d i oc o n t r o l r e mo t op a r as i s t e ma sd e g r ú a ) [ CI T A TI ONF u n 1 1\ l 1 2 2 9 8] .

Ese mi t i d oal aa t mó s f e r aap a r t i rd ef u e n t e s n a t u r a l e sya n t r o p o g é n i c a se nf o r ma d e v a p o re l e me n t a l( Hg 0 ) ,p o s t e r i o r me n t e p r e c i p i t a d op o rl a sl l u v i a sq u el od e p o s i t a n e nl o sc u e r p o sd ea g u ayfi n a l me n t ee ne l s e d i me n t od e s d ed o n d ee sme t i l a d oyl u e g o b i o a c u mu l a d o [ CI T A TI ONSu s 1 1\ l 1 2 2 9 8] . Re a c c i ó nqu í mi c a L ab a t e r í ad e me r c u r i ot i e n e mu c h a s a p l i c a c i o n e se nme d i c i n aye nl ai n d u s t r i a e l e c t r ó n i c a ,p e r oe smá sc o s t o s aq u el a c e l d ac o mú n .Es t ác o n t e n i d ae nu nc i l i n d r o d ea c e r oi n o x i d a b l eys ec o mp o n ed eu n á n o d od ez i n c( a ma l g a ma d od eme r c u r i o ) , q u ee s t áe nc o n t a c t oc o nu ne l e c t r o l i t o f u e r t e me n t ea l c a l i n od eó x i d od ez i n cy ó x i d od eme r c u r i o( I I ) [CI T A TI ONF u n 1 1\ l 1 2 2 9 8] . L a sr e a c c i o n e sd el ac e l d as o n : Án o do: Z n ( s ) +2 OH( a c ) Z n O( s ) + H2O( l ) +2 e Cá t o d o:Hg O( s ) +2H2O( l )+2 e  Hg ( s ) +2OH( a c )

Re a c c i ónt ot a l : Zn ( s ) +Hg O( s ) Zn O( s ) +Hg ( s )

Co mon oh a yc a mb i o se nl ac o mp o s i c i ó n d e le l e c t r o l i t od u r a n t el ao p e r a c i ó nd el a c e l d ae nl ar e a c c i ó ng l o b a l d el ac e l d as ó l o p a r t i c i p a n s u mi n i s t r a u n v o l t a j e má s c o n s t a n t e( 1 , 3 5 V) q u el ac e l d ad e L e c l a n c h é .T a mb i é nt i e n eu n ac a p a c i d a d c o n s i d e r a b l e me n t ema y o ryu n av i d amá s l a r g a . Es t a sc u a l i d a d e sh a c e nq u el ab a t e r í a d eme r c u r i os e ai d e a lp a r ama r c a p a s o s , a p a r a t o sa u d i t i v o s ,r e l o j e se l é c t r i c o sy f o t ó me t r o s . I mpo r t a nc i a L ai mp o r t a n c i ad el ap i l ad eme r c u r i oe sq u e e nl aa n t i g ü e d a de s t ae r au n ad el a sp i l a s má su s a d a sy aq u es i r v ep a r al af a b r i c a c i ó n

d el á mp a r a sfl u o r e s c e n t e s ,a ma l g a map a r a l ae x t r a c c i ó nd eo r oyp l a t a ,yma t e r i a l e s p a r ae mp a s t e sd e n t a l e s .L o sd i f e r e n t e s u s o sd e l me r c u r i ov a nd i s mi n u y e n d od e b i d o as ut o x i c i d a dye s t á ns i e n d or e e mp l a z a d o s . De s d ee l mo me n t od eI IGu e r r aMu n d i a l l a s b a t e r í a sd eme r c u r i os ec o n v i r t i e r o ne nu n a f u e n t e d e a l i me n t a c i ó n p o p u l a rp a r a d i s p o s i t i v o se l e c t r ó n i c o sp o r t á t i l e s .De b i d o a l c o n t e n i d o d e me r c u r i o , y l a s p r e o c u p a c i o n e sa mb i e n t a l e sr e s u l t a n t e s ,l a v e n t ad el a sp i l a sd eme r c u r i oe s t áp r o h i b i d a e n mu c h o s p a í s e s p a r a e v i t a r e l e n v e n e n a mi e n t op o rme r c u r i o [CI T A TI ON J o r 0 7\ l 1 2 2 9 8] . Vo l t a j e squ ege ne r a Vo l t a j ec o n s t a n t ec o np o t e n c i aa l t ayv i d a má sl a r g a .Elv o l t a j ed ep i l ac u a n d os el a u t i l i z ae sd e1 , 3 4v o l t s ,p e r oc o nu nd r e n a j e n o r ma ld ec o r r i e n t e ,e s t at e n s i ó nc a ee n t r e 1 , 3 1y1 , 2 4v o l t i o s .L at e n s i ó nd u r a n t el a d e s c a r g a s e ma n t i e n e p r á c t i c a me n t e c o n s t a n t ea1 , 3 5v o l t i o s ,yl ac a p a c i d a de s mu c h oma y o rq u eu n ab a t e r í ad ec a r b o n o d ez i n cd et a ma ñ os i mi l a r Apl i c a c i one syUs os Eló x i d o me r c ú r i c o( a ma r i l l o or o j o )s e e mp l e ae nl a sc e l d a sd eme r c u r i o ,p i n t u r a s a n t i s u c i e d a dyc o moc a t a l i z a d o r .Elu s od e l ap i l ad eme r c u r i oe s t ámu ye x t e n d i d oe n me d i c i n aye n i n d u s t r i a se l e c t r ó n i c a s ( a p a r a t o sp a r al as o r d e r a a u d í f o n o s ,e nl a s c a l c u l a d o r a sd eb o l s i l l o ,e nr e l o j e sd e p u l s e r a , e n c á ma r a s f o t o g r á fi c a s e l e c t r ó n i c a s ) [ CI T A TI ONPa l 1 1\ l 1 2 2 9 8] . Si ne mb a r g o ,s uu s os ee s t ás u s p e n d i e n d o p o c oap o c o( ar a í zd el ae l e v a d at o x i c i d a d d e l me r c u r i o )ye ns ul u g a rs ee mp l e a np i l a s

d e Zn a i r e .So nl a sp i l a s má st ó x i c a s ; c o n t i e n e nu n3 0 %( a p r o x i ma d a me n t e )d e me r c u r i o . De b e n ma n i p u l a r s e c o n p r e c a u c i ó ne nl o sh o g a r e s ,d a d oq u es u i n g e s t i ó na c c i d e n t a l( l oq u ee sf a c t i b l ep o r s uf o r mayt a ma ñ o )p u e d er e s u l t a r l e t a l . Esu n ap i l ad ema y o rc o s t oq u el ac e l d a s e c a .Co n t e n i d ae nu nc i l i n d r od ea c e r o i n o x i d a b l e ,l ab a t e r í ad eme r c u r i oc o n s t ad e u ná n o d od e c i n c ( a ma l g a ma d o c o n me r c u r i o ) e n c o n t a c t o c o n u ne l e c t r o l i t of u e r t e me n t e a l c a l i n o , q u e c o n t i e n eó x i d od ec i n cyó x i d od eme r c u r i o ( I I ) .

Conc l u s i ón L ab a t e r í ad eme r c u r i oe su n ad el a sp i l a s má sp e l i g r o s a sq u ep u e d ee x i s t i rg r a c i a sa s u sc o mp o n e n t e sq u í mi c o syp o rs u r e a c c i ó nq u í mi c ao x i d or e d u c c i ó ne sp o rt a l mo t i v oq u ep u e d el l e g a rac a u s a rl amu e r t e e ne lc a s od ei n g e r i r l ap o re r r o ro u n a c c i d e n t e . Es t et i p od ep i l a sf u eu n ad el a sp r i me r a se n s e rd e s c u b i e r t a sd a n d ou ng r a na p o r t ee n t i e mp o sd eg u e r r ay aq u ep e r mi t i e r o ne l u s o d el o sr a d i o st r a n s mi s o r e s .Ac t u a l me n t es u u s oe sr e s t r i n g i d op o re l p e l i g r o s oc o n t e n i d o q u ep o s e e ,r e c a l c a n d oq u ee nl aa c t u a l i d a d e s t a sp i l a ss o nt o d au n ao b r ama e s t r ay a q u es ep u e d ea c c e d e ral o sma r c a p a s o s , a u d í f o n o se n t r eo t r o si n s t r u me n t o s mu y u t i l i z a d o se ne s t aé p o c ad el o smi l e n e r s . Re c ome nda c i ón De p o s i t a rl a s p i l a s d e me r c u r i o e n c o n t e n e d o r e se s p e c i a l e sy aq u et i e n eu n a l t op o d e rc o n t a mi n a n t e .

Bi b l i og r a f í a

Sos a ,G.G.( n. d. ) .Al gun a sa pl i c a c i on e s del a sr e a c c i one sr e d ox :Ba t e r i a s El a bo r a do po r . Re t r i e v e d f r o m h t t p : / / d e p a . f q u i m. u n a m. mx / a my d / a r c h i

v e r o / 0 7 . Ba t e r i a s _ 8 8 0 3 . p d f

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