Battery
16 Mar, 2013
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PDFFruit like electrolyte
PRESENTATION: You can create a vegetable battery with 2 copper and zinc electrodes (or any other pair of different metals) inserted in fruit or other acid materials. A voltmeter will provide the values of this generator (with other different metals) or the electrolyte (with different vegetables, yogurts,…).
- Experimenting with constant current and voltage sources, G. Kortemeyer, Phys. Teach. 48, 68 (2010)
INTRODUCTION. Electrochemistry is the name of one of the branches in which Chemistry is divided. It focuses on the study of the transformation of electric energy and chemical energy. That is, it studies the chemical reactions which are produced on the surface of separation of an electrical conductor (electrode) and an ionic conductor (electrolyte). Examples: lemon battery, galvanic cell, Daniell cell, etc.
OBJECTIVE: To test that out of a lemon (or any other fruit) and two electrodes electricity can be generated.
MATERIALS: lemons and mandarins, electrodes (lead, aluminum, copper), cable, multimeter.
SETUP: We do two slits in the lemon (or any other fruit) and we insert the metallic electrodes in them (aluminum sheet and copper coin, for instance). Once assembled what will become our battery, we connect them with the help of two cables to the multimeter. This will show the voltage generated by the lemon battery.
EXPLANATION: This experiment (battery or lemon peel) consists of inserting a lemon (or another fruit, such as a mandarin in our case), 2 electrodes of different metals, for instance, a copper coin and an aluminum sheet. These objects provoke an electrochemical reaction, which will be mediated by the lemon juice, generating a small amount of electric current. When the battery is assembled, a multimeter can be employed to check the generated voltage (generally it does not exceed 1V).
CONCEPTS: electrochemistry, oxidation/reduction, electric current.
MORE INFORMATION:
TEXTS:
- 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.
STUDENTS 2011-2012: César Álvarez, Pablo Álvarez, Yara Álvarez
LINK pdf STUDENTS (in Spanish):
4 responses to "Battery"
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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