Batería
16 Mar, 2013
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PDFA froita como electrolito
PRESENTACIÓN: Pódese formar unha batería vexetal con dous electrodos de cobre e zinc (ou outro par de metais diferentes) inseridos nunha fruta ou outros materias ácidos. Un voltímetro proporciónanos os valores deste xerador e permítenos comprobar o efecto de cambiar os electrodos (con outros metais diferentes) ou o electrólito (con diversos vexetais, iogures,…).
- Experimenting with constant current and voltage sources, G. Kortemeyer, Phys. Teach. 48, 68 (2010)
INTRODUCIÓN: Denomínase electroquímica a unha das ramas nas que se divide a química, que se encarga do estudo da transformación entre a enerxía eléctrica e a enerxía química. É dicir, estuda as reaccións químicas que se dan na superficie de separación dun condutor eléctrico (eléctrodo) e un condutor iónico (electrolito). Exemplos: pila con limón, cela galvánica, pila Daniell, etc.
OBXECTIVO: Comprobar que a partir dun limón (ou outra froita) e dous eléctrodos pódese xerar electricidade.
MATERIAIS: limóns e mandarinas, eléctrodos (chumbo, aluminio, cobre), cables, polímetro.
MONTAXE: Facemos dúas ranuras no limón (ou calquera outra froita) e inserimos nelas os eléctrodos metálicos (lámina de aluminio e moeda de cobre, por exemplo). Unha vez montada a que será a nosa pila, conectámola con axuda de dous cables ao polímetro. Este mostraranos a voltaxe xerada pola batería de limón.
EXPLICACIÓN: Este experimento (batería ou pila de limón), consiste en inserir nun limón (ou outra froita, como unha mandarina no noso caso), dous eléctrodos de metais diferentes, por exemplo unha moeda de cobre e unha lámina de aluminio. Estes dous obxectos provocan unha reacción electroquímica, que será mediada polo mollo de limón, xerando unha pequena cantidade de corrente eléctrica. Cando a pila está montada, pódese empregar un polímetro para comprobar a voltaxe xerada, (xeralmente non supera 1 V).
CONCEPTOS: electroquímica, oxidación/redución, corrente eléctrica.
MÁIS INFORMACIÓN:
TEXTOS:
- P.A. Tipler, Física, Editorial Reverté, 2011.
- R. Ehrlich, Turning the World Inside Out and 174 Other Simple Physics Demonstrations, Princeton University Press, 1997.
- J.B. Umland, J.M. Bellama, Química general, Thomson, 2010.
ALUMNADO 2011-2012: César Álvarez, Pablo Álvarez, Yara Álvarez
ENLACE pdf ALUMNADO (en castelán):
4 responses to "Batería"
Thanks for sharing. I like your article and opinion….
Esta clase de experimentos son muy interesantes para realizar en el aula porque de una manera llamativa se les puede explicar a los alumnos el funcionamiento de una batería y de las reacciones redox. Y aunque los voltajes obtenidos en esta clase de baterías son muy bajos (el voltaje aumenta si se ponen varias frutas en serie, y la corriente juntando series de frutas en paralelo), son suficientes para permitir el funcionamiento de un reloj, lo cual no solo resulta inusual a los alumnos, si no a la mayoría de la gente, por lo que en muchas tiendas pueden encontrarse relojes o radios con baterías de patatas.
Para la creación de una batería es necesario un electrodo positivo o cátodo, un electrodo negativo o ánodo y electrolitos que permiten el paso de los electrones. Cuando se trabaja con frutas es su propia pulpa rica en azúcar, almidón y ácido la que actúa de electrolito impulsando los electrones.
Además del limón y otros cítricos las patatas son uno de los mejores conductores por ser ricos en agua, en almidón y sobretodo en potasio que facilita mucho el paso de la corriente a través de ellas. Por su tamaño y densidad, las patatas permiten que los electrones circulen a una velocidad menor que en el limón (porque su composición es más líquida) pero de forma fluida lo que hace que las baterías de patata duren más que las de limón.
En la Universidad de Jerusalén están trabajando para demostrar el uso de la patata como batería eléctrica no solo por sus características sino porque se trata de uno de los cultivos más baratos y abundantes del planeta, haciendo su uso más práctico que el de otras frutas o vegetales similares. Trabajando con patata cocida se facilita el paso de los electrones ya que es más blanda y menos densa (se reduce la resistencia interna). De esta forma, han comprobado que produce diez veces más energía que una patata cruda y casi la mitad que una pila AA comercial. Afirman que con una batería de patata se podría cargar un teléfono móvil o otro pequeño aparato sin necesidad de enchufarlo a la corriente. Experimento útil como apoyo a las explicaciones de las reacciones redox dentro del bloque 3 “reaccións químicas” de la materia de Química de 2º de bachillerato.
Interesante experimento para explicar las reacciones químicas! Desde luego sorprende a más de uno, no solo a los alumnos, sino a la mayoría de personas poco relacionadas con estos conceptos electrolíticos en los alimentos. Además de ser un experimento que sirva para explicar la electrólisis en la química, también sirve para explicar conceptos de electricidad y circuitos en la asignatura de tecnología, que se comienza a introducir en los cursos de 2º y 3º de la ESO, pudiendo tratar así los conceptos de serie y paralelo. En el caso concreto del 2º vídeo se ve como conectando varias baterías (cada limón, o taza de agua con sal) el voltaje de estas se suma y es capaz de alimentar un led. Si esto lo hacemos con un mayor número de alimentos conectados en serie, o con otros que generen más electricidad seríamos capaces de cargar un móvil como decían otros compañeros, ya que muchos se cargan simplemente a 5 voltios. Cabe mencionar, que a mayores de los cítricos y las patatas, que suelen generar más electricidad que los primeros, existen otros alimentos que también dan muy buen resultado, como son los encurtidos, debido su alto contenido en sal, la cual es rica en iones y son buenos conductores de la electricidad. Podemos ver más alimentos conductores en este pequeño documental de la RTVE.
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