Pila a secco

Pila a secco Dispositivo portatile che trasforma energia chimica in energia elettrica, sfruttando una reazione di ossidoriduzione (vedi Elettrochimica). Sono pile a secco le comuni pile utilizzate per far funzionare apparecchi portatili quali radio, walkman, calcolatrici e orologi.

La più antica versione di pila a secco – ancora oggi utilizzata – è la pila zinco-carbone o pila Leclanché, dal nome del chimico francese Georges Leclanché, che la inventò nel 1866. Il suo voltaggio è di 1,5 volt (la tensione agli elettrodi di una qualunque pila elettrica dipende unicamente dalle due specie chimiche protagoniste dell’ossidoriduzione che avviene al suo interno: l’agente riducente e l’agente ossidante; per una pila Leclanché, tali specie chimiche sono sempre zinco e manganese). L'elettrodo negativo è l’involucro stesso della pila, realizzato in zinco; quello positivo è una barretta di grafite inserita al centro del dispositivo e rivestita di un cartoncino imbevuto di biossido di manganese. Poiché l’elettrodo di zinco è il stesso rivestimento della pila, via via che questa si scarica le sue pareti esterne si assottigliano e diventano fragili; è questo il motivo per cui può capitare che una volta esaurita, una pila perda parte del liquido interno.

Un’altra versione di pila a secco è la pila a bottone, o pila Mallory, comunemente utilizzata negli orologi al quarzo e nelle calcolatrici. Viene anche detta pila a mercurio, perché l'elettrodo positivo è costituito da ossido di mercurio. Fornisce una tensione leggermente inferiore alla Leclanché (circa 1,4 V), ma garantisce una corrente costante e una maggiore durata; il suo elettrolita, infatti (idrossido di potassio), corrode lo zinco in misura minore rispetto a quello della pila Leclanché (cloruro di ammonio), con un considerevole aumento della durata.

Poiché il voltaggio fornito da una pila dipende solo dalle specie chimiche coinvolte, pile dello stesso tipo ma di dimensioni diverse non si differenziano per il voltaggio, ma soltanto per la durata: in quelle più grandi è contenuta una quantità maggiore di reagenti, ed è quindi garantita una durata maggiore. Per ottenere voltaggi più alti, è necessario collegare più pile in serie; ad esempio, con due pile Leclanché accoppiate si ottiene un voltaggio di 3 V (la somma dei valori di ciascuna).