Corriente en una célula galvánica

Question

Estaba buscando en los libros de texto de química cómo determinar cuánta corriente debe generar una célula galvánica y qué afecta a ese valor de corriente. Sin embargo, no encontré nada: los libros de texto sólo hablan del CEM de una célula.

Quería saber qué determina la cantidad de corriente que genera una célula. Ciertamente, la cantidad de electrones producidos externamente contribuye a la corriente producida por la célula. Sin embargo, ¿qué pasa con el interior? Las baterías tienen una resistencia interna. ¿Es eso cierto también para las células (debería serlo porque las baterías están formadas por muchas células)? Qué determina la cantidad de resistencia interna: ¿afecta el tipo de electrolito(s)? ¿Si una célula utiliza un electrolito débil (como el ácido acético o carbónico) causará más resistencia interna que si se utiliza algo como el ácido sulfúrico (electrolito fuerte)?

¿Qué pasa si una célula utiliza un electrolito débil como electrolito del cátodo y el electrolito fuerte es el electrolito del ánodo, causará esto más resistencia interna debido a que hay menos iones en el compartimento del cátodo ya que no todo el electrolito se ha disociado en iones (por lo tanto, el catión del cátodo no puede reducirse)?

Answer 1

Aunque la tensión se puede calcular a partir de la serie electromotriz, corriente máxima es más difícil de predecir debido a una serie de factores, algunos de los cuales has mencionado.

1. [Conductividad del electrolito](https://en.wikipedia.org/wiki/Conductivity%28electrolytic%29)_ que varía con los componentes, la concentración, la temperatura, etc. Como usted dice, los electrolitos débiles son menos conductores. La resistencia de un electrolito compuesto sería la suma de sus componentes.

2. [Polarización celular](https://en.wikipedia.org/wiki/Polarization%28electrochemistry%29)_ que es un efecto en las interfaces electrodo/electrolito. Las causas son la acumulación de burbujas de gas, los gradientes de concentración que se desarrollan en el electrolito, etc.

3. Deterioro de los electrodos y/o del electrolito especialmente en caso de drenaje de alta corriente.

4. Por supuesto, como afirma @MaxW, un principal factor es geometría de la célula: área de los electrodos y separación debida a los aislantes y al electrolito.

Por estas razones, aunque la corriente máxima puede calcularse a partir de las resistencias y los CEM, en el uso real, las células suelen estar muy por debajo de su potencial teórico (no es un juego de palabras).

La resistencia de una batería es principalmente la suma de la de las celdas. Como las celdas están unidas con conexiones metálicas, la resistencia entre celdas es normalmente insignificante (aunque he utilizado portapilas mal diseñados con contactos de muelle de alta resistencia que limitaban mucho la corriente, y que dañaban el soporte de plástico debido al calentamiento óhmico).