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Electroquímica es una rama de la química que estudia la transformación entre la energía eléctrica y la energía química.

La Electrólisis consiste en la descomposición mediante una corriente eléctrica de sustancias ionizadas denominadas electrolitos.

Un electrolito es una sustancia que se descompone en iones (partículas cargadas de electricidad) cuando se disuelve en los líquidos del cuerpo o el agua, permitiendo que la energía eléctrica pase a través de ellos.

No Electrolito: Es un soluto no disociado en iones, entonces no puede conducir la electricidad.

Conducción Eléctrica en un medio líquido.

La conductividad en medios líquidos está relacionada con el pH, es decir con la presencia de sales en solución, cuya disociación genera iones positivos y negativos capaces de transportar la energía eléctrica si se somete el líquido a un campo eléctrico. Estos conductores iónicos se denominan electrolitos o conductores electrolíticos.

La fuerza electromotriz (FEM) es toda causa capaz de mantener una diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito abierto o de producir una corriente eléctrica en un circuito cerrado.

Se mide en voltios como el Potencial Eléctrico por lo que la fórmula es:

Se relaciona con la diferencia de potencial entre los bornes y la resistencia interna del generador mediante la fórmula (el producto es la caída de potencial que se produce en el interior del generador a causa de la resistencia óhmica que ofrece al paso de la corriente). La f.e.m. de un generador coincide con la diferencia de potencial en circuito abierto.

La fuerza electromotriz de inducción (o inducida) en un circuito cerrado es igual a la variación del flujo de inducción Φ del campo magnético que lo atraviesa en la unidad de tiempo, lo que se expresa por la fórmula (Ley de Faraday). El signo – indica que el sentido de la f.e.m. inducida es tal que se opone a dicha variación (Ley de Lenz).

Una pila es un GENERADOR: Es decir un dispositivo que transforma la energía potencial química en energía eléctrica.

Hay un famoso experimento que consitía en colgar mediante un gancho de cobre a una rana recién decapitada, de un balcón de hierro. En dicho experimento se observó que el cadáver experimentaba contracciones musculares. Este fenómeno se atribuyó en un principio a la entonces llamada “energía vital”. Pero las experiencias de Galvani demostraron que este tipo de hechos eran una manifestación más de la energía eléctrica (por aquel entonces era conocida ya la energía electrostática); a esta manifestación de la energía eléctrica se le llamó POTENCIAL DE CONTACTO.

Cuando dos materiales conductores distintos se ponen en contacto, debido a la diferencia de sus potenciales de barrera (que significa que tienen distinta distribución de energía en sus bandas de conducción), se produce entonces una fuerza electromotriz, capaz pues de generar corriente eléctrica. Este es el fundamento de la píla eléctrica.

Pueden construirse pilas con dos materiales cualesquiera. Lo que sucede es que, generalmente, las fuerzas electromotrices obtenidas son tan sumamente pequeñas que no son utilizables en la práctica, lo que convierte la fabricación de una pila en un delicado estudio físico-químico.

La primera pila, (de la que por su construcción vino el nombre de pila), es la de Volta: ésta consistía en una serie de discos de cobre y cinc alternativamente “apilados”, separados por un cartón empapado en ácido sulfúrico de débil concentración. Su f.e.m. era de aproximadamente 1,2 V. y podían obtenerse corrientes considerables.

Otro tipo de pila, muy usado en los laboratorios por su alta estabilidad, es la de Daniell, pero poco manejable en aplicaciones prácticas, ya que el electrolito empleado es líquido.

En la actualidad, el tipo más usado es el de Leclanché, muy manejable porque el electrolito es semisólido (pila seca), robusta, de larga duración y de una tensión nominal de 1,5 V.

Ni la fuerza electromotriz ni la resistencia interna de una pila permanecen constantes. Cuando la pila sale de fábrica, su fuerza electromotriz es ligeramente superior a la nominal, y su resistencia interna muy baja. Debido al uso, o simplemente por el transcurso del tiempo, la pila “envejece”. El electrolito se polariza y pierde su capacidad de reacción química, originando que la fuerza electromotriz disminuya y la resistencia interna aumente, hasta que la pila es prácticamente inutilizable: se dice que se ha “agotado”; lo que ha ocurrido es que ha utilizado toda su energía potencial química, transformándola en energía eléctrica. Una vez agotada no se puede recargar y se debe desechar, aunque se observa una cierta regeneración al cabo de un tiempo de reposo.

Para demorar el agotamiento, en el electrolito se mezclan cierta sustancias que actúan como despolarizantes. En la pila Leclanché el despolarizante es bióxido de manganeso.

De unos años a esta parte y debido a la miniaturización, se han desarrollado otros tipos de pilas, también secas, y sumamente pequeñas. Las más típicas son llamadas de mercurio, con forma de píldora. Sometidas a una descarga relativamente fuerte, mantienen muy poco tiempo su fuerza electromotriz nominal, pero tienen un alto poder de regeneración, por lo que resultan muy adecuadas para funcionamiento en régimen intermitente durante largos periodos de tiempo.

El Potencial de reducción es la espontaneidad, o la tendencia a ocurrir la reacción redox entre dos especies químicas. Una reacción redox se puede suponer que es la suma de dos semirreacciones, podemos atribuir a cada una de las semipilas o electrodos un potencial. Así, el potencial de la pila(Eº) vendrá dado por la diferencia de los dos potenciales de electrodo:

Eº pila = Eº reducción – Eº oxidación

O lo que es lo mismo:

Eº Celda = Eº cátodo – Eº ánodo

Es necesario aclarar que el “potencial de electrodo” es la carga electrostática que tiene un electrodo, y el “potencial de reducción” es la carga electrostática que tiene un electrodo asociado a una reacción de reducción.

Una pila seca esta formada por celdas electrolíticas galvánicas con electrolitos pastosos. Una pila seca común es la pila de zinc-carbono, que usa una célula llamada a veces célula Leclanché seca, con un voltaje nominal de 1,5 voltios, el mismo que el de las pilas alcalinas (debido a que ambas usan la misma combinación zinc-dióxido de manganeso). Suelen conectarse varias células en serie dentro de una misma carcasa o compartimento para formar una pila de mayor voltaje que el provisto por una sola. Una pila seca muy conocida es la «pila de transistor» de 9 voltios (pila PP3), constituida internamente por un conjunto estándar de seis células de zinc-carbono o alcalinas, o bien por tres células de litio.

Acumuladores de Plomo

El acumulador de plomo elemental consiste en un recipiente lleno de una solución de ácido sulfúrico (SO₄H₂) como electrólito, donde se sumergen dos placas hechas de una malla muy fina de plomo, rellenas una con óxido de plomo (PbO₂) y otra de plomo (Pb) finamente dividido en forma esponjosa. La placa de óxido de plomo funciona como polo positivo del acumulador y la placa de plomo esponjoso como polo negativo y entre ellas hay una tensión nominal de 2 voltios.
Durante el proceso de descarga las dos placas van convirtiéndose en sulfato de plomo      (SO₄ Pb) a cuenta del ácido sulfúrico del electrólito por lo que la concentración de este va disminuyendo, de esta forma una medición de la concentración de ácido en el electrólito da una indicación adecuada del estado de carga del acumulador.

Pila Niquel-Cadmio

La pila níquel-cadmio es de desarrollo mas reciente y ha encontrado considerable uso en equipos electrónicos portátiles. Es una pila que puede soportar sobrecargas ya sea en su régimen de descarga o de carga, o permanecer descargada durante mucho tiempo. Siendo una pila secundaria puede ser recargada. Estando completamente cargada, el electrodo positivo de la pila níquel-cadmio, es hidróxido de níquel, mientras el negativo es cadmio metálico. El electrólito es hidróxido de potasio. El voltaje medio de trabajo, bajo condiciones normales es de 1,2 volts

Los acumuladores de níquel-cadmio se fabrican en una amplia variedad de tamaños y formas, siendo los más populares de ellos los tipos rectangulares de cierre hermético, y los cilíndricos de “botón”. En el tipo de placa sintetizada, las placas están dispuestas en grupos y conectadas por cintas soldadas y separadas por distanciadores. Los grupos de placas positivas y negativas están entremezcladas y colocadas en un recipiente de plástico. Durante la carga y la descarga de un acumulador de níquel-cadmio, no hay prácticamente cambios. en la densidad del electrólito. Éste actúa solamente como un conductor para transferir los iones hidróxido de un electrodo al otro, dependiendo esto de la condición de carga de la pila.

Capacidad Nominal:

Es la capacidad para la que están diseñados los equipos. La capacidad real en un momento determinado puede ser mayor o menor que la nominal en los equipos dotados con sistema Inverter, ya que estos modulan la capacidad adaptándose a las necesidades de cada momento.

Corrosión del Hierro:

La corrosión es un proceso de envejecimiento natural bajo la influencia del oxígeno y agua. En la naturaleza el hierro sólo se encuentra en forma estable como mineral de hierro u óxido de hierro. En la producción de hierro en un alto horno, el mineral de hierro se reduce mediante adición de carbón. El estado „reducido“ es termodinámicamente inestable; esto significa que el hierro intenta volver a un estado energéticamente estable como óxido de hierro, es decir a oxidarse.

El ejemplo más familiar de corrosión es la oxidación del hierro, que consiste en una compleja reacción química en la que el hierro se combina con oxígeno y agua para formar óxido de hierro hidratado. El óxido es un sólido que mantiene la misma forma general que el metal del que se ha formado, pero con un aspecto poroso, algo más voluminoso, y relativamente débil y quebradizo.

Hay cuatro métodos para evitar la oxidación del hierro :

1) mediante aleaciones del hierro que lo convierten en químicamente resistente a la corrosión, es el más satisfactorio pero también el más caro. Un buen ejemplo de ello es el acero inoxidable, una aleación de hierro con cromo o con níquel y cromo. Esta aleación está totalmente a prueba de oxidación e incluso resiste la acción de productos químicos corrosivos como el ácido nítrico concentrado y caliente.

2) amalgamándolo con materiales que reaccionen a las sustancias corrosivas más fácilmente que el hierro, quedando éste protegido al consumirse aquéllas. Es igualmente satisfactorio pero también costoso. El ejemplo más frecuente es el hierro galvanizado que consiste en hierro cubierto con cinc. En presencia de soluciones corrosivas se establece un potencial eléctrico entre el hierro y el cinc, que disuelve éste y protege al hierro mientras dure el cinc.

3) recubriéndolo electrolíticamente con una capa impermeable que impida el contacto con el aire y el agua, es el más barato y por ello el más común. Este método es válido mientras no aparezcan grietas en la capa exterior, en cuyo caso la oxidación se produce como si no existiera dicha capa. Si la capa protectora es un metal inactivo, como el cromo o el estaño, se establece un potencial eléctrico que protege la capa, pero que provoca la oxidación acelerada del hierro.

4) pinturas, los recubrimientos más apreciados son los esmaltes horneados, y los menos costosos son las pinturas de minio de plomo.

FABRICACION CASERA DE CIRCUITOS IMPRESOS

Presento acá una técnica sencilla que he empleado durante mucho tiempo para confeccionar mis prototipos de forma económica y rápida a una calidad muy buena. Usted perfeccionara la técnica con la practica. Básicamente consiste en transferir el toner de una imagen fotocopiada en un acetato o impresa en una transparencia con impresora LASSER, en la superficie virgen cobre de una baquelita para PCB. ¿Que necesitas?: Deberás disponer de un software para diseño de circuitos impresos, hay muchos en la webb, puede cer EAGLE,PCBEXPRESS;TRAXMAKER….etc. Puedes adquirir otros, que también son muy buenos Una ves hayas aprendido a dibujar tus prototipos deberás imprimirlos en tamaño 1:1, sin invertir la imagen y diseñando por la cara superior (top View). Imprime en alta resolución; burbuja o láser. Fotocopia la imagen en acetato ^TRANSPARECIAS PARA IMPRESORA Y QUE SEA PARA IMPRESORA JET O DE BURBUJA] MUCHA ATENCION ASI IMPRIMAMOS CON LASER EL ACETATO DEBE SER TIPO BURBUJA… La razon se esta eleccion se debe a un fabuloso descubrimiento que detecte en esta tranasparencia y es que tiene una capa de una solucion soluble al agua esto es fabuloso ya que la idea es que el TONNER LASSER quede debilmente aderido a la transparencia pero fuertemente aderido al cobre al ser soluble al agua una capa nos permite que sea super facil despegarse la imagen de la transparencia y quede muy buena sobre el cobre a demas no es necesario aplicar mucho calor con la plancha que aplasta y deforma las figuras o pistas y pads. si tu original es papel o Imprime en este acetato directamente si tu impresora es láser. Nota:cuando imprimas trata de producir un original con todos los prototipos que te quepan en la hoja, eso no te aumentara el costo de la fotocopia y te permitirá tener mas de un intento en caso de dañar algún acetato y mientras aprendes la técnica.

Preparación de la superficie del cobre. Deberás desengrasar la superficie del cobre. Emplea jabón desengrasante, alcohhol industrial,tetracolruro de carbono o los que encuentres. utiliza una esponja de ollas no abrasiva; como la Scotch Brite de 3M. Lava generosamente con agua, cuidando que en tus dedos al lavar no quede nada de este jabón. Seca con algo muy limpio, ojalá papel desechable. Nunca utilices servilletas con perfume, pues pueden volver a engrasar el cobre.

Una vez seca la lamina ojala la seques con secador de pelo, toma una plancha casera que tenga recubrimiento de teflon si es posible coloca el acetato por la cara impresa enfrentada a la cara del cobre, asegurate que no se mueva la imagen en el primer contacto, no presiones demasiado por que se te podría levantar el cobre

Luego toma una mota de papel desechable y presiona fuertemente el acetato contra el cobre por medio de movimientos circulares, mira muy bien que el toner se adhiera lo mas fuerte posible al cobre, esto se nota verificando la no-existencia de burbujas de aire o corrugas en el acetato adherido al cobre, si notas que el cobre se enfría antes de una buena adherencia, puedes aplicar mas calor con la plancha a la baquelita, pero cuidando que el calor no sea demasiado por que podrían correrse las líneas o aplastasen distorsionando la imagen.

Un truco que yo empleo es colocar el acetato adherido al cobre boca abajo y aplicar el calor por detrás o por el lado de la baquelita, pero pongo adelante un trapo con el fin de emparejar la presión de la plancha si esta no esta recubierta de teflon .

Continua luego los movimientos con la mota de papel y por unos tres minutos luego humedece un poco la mota en agua fría pero hazlo rápido y trata de enfriar las superficies adheridas hazlo por 30 segundos y luego deposita el sanduche en agua fría, déjalo unos 10 segundos y retira con mucho cuidado el acetato. Si la adherencia y desengrase fueron buenos, el impreso saldrá muy bueno de lo contrario las pequeñas imperfecciones se corrigen con un marcador de tinta indeleble para evitar el ataque químico en zonas no deseadas. Una ves tengas la imagen transferida al cobre deberás preparar la solución de ataque químico, toma algo así como medio pocillo de cloruro férrico y disuélvelo en agua caliente como a 70 grados trata de no inhalar los gases de la reacción al disolver. Una ves disuelta la solución, toma una cubeta donde te quepa la lamina de cobre y procede a agitarla suavemente como muestra la animación.

Esto se hace con el fin de oxigenar la solución, que mejora la rapidez y calidad del ataque químico, si tu impreso es muy grande o la disposición exige retirar mucho cobre, podría suceder que durante la agitación la solución se te sature o se te agote químicamente. Este síntoma se puede verificar con el grado de coloración verde de la solución de la cubeta y es cuando el color pasa de rojizo a verdaceo si esto pasa cambia la solución por solución nueva. Toma la cubeta con tus dos manos y procede a inclinarla de lado a lado.

Cuando termines de retirar todo el cobre lava muy bien la baquelita y sécala con un algodón empapado en thinner, retira el toner del cobre y luego procede a perforar los agujeros. Usa un minitaladro con broca de 1/32 de pulgada, el taladro no debe vibrar mucho y debe estar muy bien centrada la broca, ojalá usar un taladro de velocidad variable, no intentes usar taladros grandes, puedes dañar la broca no sobra decirte que en todas estas operaciones protege tus ojos con gafas, sobretodo si usas para perforar un moto-tool ( Dreemel ).

Al acabar todos los huecos, limpia las rebadas de los taladros con la misma esponja, luego lava y seca. Después procede a proteger la superficie contra el oxido causado por tus dedos o el medio ambiente, para esto toma laca transparente en aerosol de buena calidad y rocía el lado del cobre, pero hazlo de lejos con el fin de que la capa de laca sea muy delgada tan delgada como se pueda. Si no te queda delgada podrías tener problemas al soldar si se te va la mano con la laca retírala con el tinner muy bien y repite la operación.

Un método mas automático para revelar la imagen, en lugar de la cubeta que te ocupa mientras podrías estar haciendo otra cosa es fabricar un tanque de revelado como te indicare a continuación con laminas de acrílico construye un tanque como se muestra en la animación y por medio de una manguera pequeña aplícale el aire de un motor de pesera, este método acorta los tiempos y aumenta la calidad del ataque químico.

NOTA: Si no tienes taladro y lo quieres hacer, te recomiendo esta idea yo la use cuando fui estudiante; consíguete un compás con las siguientes características debe tener un sistema de soporte de la punta metálica tipo mediacaña, corta la media caña con una sierra y móntala sobre un buje de acople que una de forma alineada el eje de un motor pequeño y la media caña como se muestra en el gráfico, puedes usar el motor de un secador de pelo o un juguete.

Cuando requieras realizar impresos a dos caaras, aun no experimento con la metalizada de agujeros; aunque no es dificil yo hago lo siguiente. La capa top la imprimo real y la capa down la imprimo virtual, luego simplemente transfiero una cara pero cuando la llevo al baño de ataque protejo con laca la otra cara, al acabar el ataque limpio el barniz y el toner transfiero la otra cara pero antes realizo los agujeros que en este caso serviran para hacer que las dos caras encajen exactamente con el impreso caliente colocamos el otro acetato con mucho cuidado y cuidando que los huecos comunes ajusten a esta nueva cara y al final protegemos con barniz la imagen impresa anterior, esperamos a que seque o aceleramos el proceso de secado con un secador de pelo. Llevamos al ataque quimico,y asi ya tenemos un impreso de dos caras.

Cuando utilices impresos con base de fibra de vidrio al cortar y perforaar no inhales el povito que resulta tapate la nariz o toma una mascarilla. Para cortar perforar los impresos ya que algunos componetes como conectores y suiches requieren perforacciones adicionales y de formas que no siempre son agujeros yo utilizo un moto-tool pero he aprendido que las brocas y fresas que vende Dreemel son algo costosas yo simplemente voy a una tienda de articulos dentales y compro fresas y discos de carburo son de la misma calidad y hasta diamantados y cuestan mucho menos.

Observa que práctico es este mandril sujeta la broca por un sistema de prisioner. Debes procurar que el tornillo sea corto para evitar cabeceo y vibración del taladro.

Ten precaución al manipular el cloruro férrico aunque no es letal mancha la ropa, el piso y hasta tu piel. El no esta considerado como cancerígeno pero aun no te confíes. Este compuesto es altamente higroscopico y esto causa que se precipite mantenlo tapado siempre en recipientes que sean vidrio o sintético. Este compuesto lo puedes comprar en pequeñas cantidades en una tienda de artículos electrónicos o por libras en un almacén de productos químicos, es muy barato por libra