En la velocidad de deriva, cuando un electrón llega al terminal positivo de una batería ¿qué está haciendo este electrón?

Antes de discutir el comportamiento de los electrones en las baterías, es necesario aclarar algunos conceptos. El movimiento de los electrones dentro de una batería implica reacciones electroquímicas y flujo de corriente. Los electrones se comportan de manera diferente dentro de una batería que en un conductor puro, como un cable de metal. A continuación, se presentan algunas explicaciones básicas sobre el movimiento de los electrones en una batería:

El principio básico de funcionamiento de las baterías

Existen dos electrodos dentro de la batería, uno negativo (ánodo) y otro positivo (cátodo). Durante el proceso de descarga, el electrodo negativo se oxida y libera electrones, mientras que el electrodo positivo absorbe electrones. Estos electrones fluyen desde el electrodo negativo al positivo a través de un circuito externo, formando así una corriente eléctrica.

El movimiento de los electrones en una batería

Flujo de electrones durante la descarga

• Ánodo: En el electrodo negativo, una reacción electroquímica hace que los electrones sean extraídos del átomo, y estos electrones se acumulan en el electrodo negativo.

• Circuito externo: Los electrones fluyen desde el terminal negativo al terminal positivo a través del circuito externo (el cable que conecta el terminal negativo y el terminal positivo) para completar la conducción de la corriente.

• Cátodo: En el electrodo positivo, los electrones son absorbidos por la reacción electroquímica y participan en la reacción de reducción.

Movimiento de iones en el electrolito

Además del flujo de electrones en el circuito externo, también hay movimiento de iones en el electrolito. Los cationes (iones cargados positivamente) se mueven del negativo al positivo, y los aniones (iones cargados negativamente) se mueven del positivo al negativo. Este movimiento de iones es necesario para mantener el equilibrio de carga dentro de la batería.

Cuando los electrones llegan al extremo positivo de la batería

Cuando los electrones viajan a través de un circuito externo hasta el electrodo positivo de la batería, participan en la reacción electroquímica de reducción que tiene lugar en el electrodo positivo. Específicamente:

• Participación en una reacción: Los electrones son aceptados por una sustancia química en el electrodo positivo y participan en una reacción electroquímica de reducción, como la reducción de iones metálicos.

• Equilibrio de carga: La entrada de electrones ayuda a mantener el equilibrio de carga en el electrodo positivo, evitando que el electrodo positivo se vuelva excesivamente positivo.

• Liberación de energía: En este proceso, la transferencia de electrones va acompañada de la liberación de energía química, que puede ser utilizada para fines externos, como impulsar un motor eléctrico o encender una bombilla.

Resumen del comportamiento de los electrones

• Del negativo al positivo: Durante la descarga de la batería, los electrones fluyen del terminal negativo al terminal positivo a través de un circuito externo.

• Participación en reacciones químicas: Después de que el electrón llega al electrodo positivo, participa en la reacción de reducción en el electrodo positivo.

• Conversión de energía: La energía eléctrica se convierte en otras formas de energía (como la energía mecánica o la energía lumínica) mediante la transferencia de electrones.

Aspectos a tener en cuenta

Es importante destacar que, al discutir el comportamiento de los electrones, generalmente tomamos una visión macroscópica y describimos el comportamiento de un gran número de electrones, en lugar del comportamiento de un solo electrón. En los procesos físicos reales, el comportamiento de los electrones individuales es mucho más complejo, involucrando los principios de la mecánica cuántica.

Conclusión

Cuando los electrones llegan al electrodo positivo de la batería, participan en una reacción de reducción en el electrodo positivo, ayudando a mantener el equilibrio de carga y convirtiendo energía en el proceso. Este comportamiento de los electrones es una parte central de cómo funcionan las baterías, permitiéndoles proporcionar energía a los circuitos externos.