ELECTRICIDAD QUIMICA “Batería de Limón” Aida Elizabeth León
LABORATORIO DE FISICA 3ro. BGU - QUIMESTRE QUIMESTRE II
I. INTRODUCCIÓN Una batería de limón es una u na batería usada en los en los experimentos expuestos en muchos libros de física y Química. Se hace mediante la inserción de dos metales dos metales diferentes, por ejemplo un galvanizado y uno de cobre de cobre , en un puente de iones (acido), el cobre sirve como electrodo positivo (cátodo) y el metal galvanizado como el electrodo negativo (ánodo). Estos dos metales funcionan como electrodos como electrodos,, causando una reacción electroquímica que genera una pequeña diferencia de potencial, potencial, o también llamado voltaje eléctrico.
Objetivos Generales:
Figura 1
Comprender e interpretar básicos de la electroquímica. electroquímica. Conocer los electricidad.
principios
los
principios
básicos
de
la
Objetivos Específicos:
Determinar las formas de producir energía eléctrica por reacción química. Obtener una fuente de energía eléctrica limpia y sin contaminar nuestro medio ambiente.
¿Por qué sucede? Cuando este compuesto se disuelve, las moléculas se dividen en iones positivos y negativos, que se mantienen separados entre sí por efecto de las moléculas del líquido. Los metales cobre y zinc constituyen los electrodos, que deben ser sumergidos en el electrolito sin que lleguen a entrar en contacto. La placa de cobre es el electrodo positivo o ánodo y la placa de cinc el electrodo negativo negativo o cátodo, ver figura 2.
II. MARCO TEÓRICO El fundamento de las pilas y acumuladores es la transformación de la energía química en eléctrica, oxidación-reducción mediante reacciones de producidas en los electrodos, que generan una corriente de electrones. El funcionamiento de una pila es sencillo, consiste básicamente básicamente en introducir electrones en uno de los extremos de un alambre y extraerlos por el otro. La circulación de los electrones a lo largo del alambre constituye la corriente eléctrica. Para que se produzca, hay que conectar cada extremo del alambre a una placa o varilla metálica sumergida en un electrolito que suele ser una solución química, que en nuestro caso es el jugo de limón, ver ver figura 1.
Experimentos Físicos Químicos – Electricidad
Figura 2 Al reaccionar el electrolito con los dos metales se produce una transmisión de electrones, que han sido extraídos del zinc, hacia el cobre, con lo que los átomos de zinc son oxidados e incorporados a la disolución, ver figura 3.
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1 Multimetro (en caso de requerir observar el voltaje generado, de no tenerlo, no es necesario).
IV. PROCEDIMIENTO 1.- Realizamos dos pequeños cortes en un limón.
Figura 3 Y obtenemos la siguiente reacción química: Zn
→ Zn²⁺
⁻
- 2e
Esto ocurre porque los átomos de zinc tienen más tendencia que los de cobre a ceder electrones. En el cobre se produce una reducción de los i ones hidrógeno H+ de la disolución, los electrones liberados por los átomos de zinc recorren el hilo conductor hacia la placa de cobre y son captados por los H+, que se convierten en átomos de hidrógeno y escapan en forma de gas. Estos electrones en movimiento son los que originan la corriente eléctrica, dando lugar a la siguiente reacción. ⁺
⁻
. Cu² + 2e
→
2.- Introducimos en los cortes una moneda de cobre en nuestro caso puede ser una de un centavo, y un clavo galvanizado de zinc o una pequeña lamina de este material.
Cu
Cuando se corta la conexión exterior entre las placas, los electrones no pueden desplazarse a lo largo del hilo de una placa a a otra, con lo que se interrumpe la reacción. El experimento funciona mientras existan átomos de zinc para formar el sulfato correspondiente. Cuando la placa de zinc se ha desintegrado por completo ya no puede producirse la reacción, por lo que la pila ya no tiene uso
3.- En la moneda conectamos el cable de color rojo por medio de un conector lagarto, el mismo que será el positivo; de la misma manera obtenemos el cable de color negro para el negativo.
III. MATERIALES
4 limones ½ metro de cable eléctrico fino (numero 20 u 22 AWG) 12 conectores tipo lagarto 5 monedas de un centavo u pequeñas laminas de cobre puro. 5 Clavos galvanizados de zinc.
4.- Repetimos los pasos 1,2 y 3 para cuatro o cinco limones, que nos permite obtener un circuito en serie como lo podemos apreciar en la grafica.
Opcional:
1 Diodo led (preferible de color rojo, por su bajo voltaje de funcionamiento)
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5.- Obtenida la conexión en serie de los limones, esperamos unos minutos para que se produzca la reacción química, para visualizar la energía eléctrica podemos utilizar un multímetro u led de bajo voltaje, lo cual nos permitirá observar y apreciar la electroquímica del experimento.
VI. CONCLUSIONES
V. EXPLICACION Y RESULTADOS
Por cada limón obtendremos alrededor de 1 voltio y una corriente eléctrica de 0.3mA, dando como resultado una energía 0,3mW. Habitualmente para encender un diodo led color rojo, necesitamos un voltaje de 3V, 0.85mA, lo cual lo podemos obtener con tres limones conectados en serie.
¿Cargar un celular? Verifiquemos para un caso de cargar un celular el voltaje requerido es de 3.7 V, 800mAh; el voltaje necesario lo podemos obtener de cuatro limones en serie dándonos un voltaje aproximado de 4 V y una corriente de 1.2mA, que a comparación a lo requerido es pequeña y nos da la idea que debemos tener una cantidad apreciable de limones lo cual no es tan factible y económico, pero el propósito de este experimento es demostrar que se puede aprovechar la energía obtenida de la reacción química de los limones, nos aparece una interrogante
Una reacción química tiene lugar entre los metales dentro del cítrico, esto crea un voltaje que impulsa a los electrones a través del circuito. Un error habitual es creer que el cítrico genera la electricidad, lo que sucede es que el electrolito (el jugo del cítrico) combinado con el zinc y el cobre, hace de batería, la cual a su vez completa un circuito eléctrico. Los cítricos como los limones, son excelentes conductores de electricidad. No producen mucha energía por sí mismos, pero si utilizamos varios de ellos creando un circuito en serie, podemos producir suficiente electricidad como para encender una bombilla. Los LED pueden recibir energía por medio de cítricos, ya que éstos requieren menos energía que las bombillas. También las calculadoras son instrumentos útiles que pueden proveerse de energía con este método.
VII. REFERENCIA BIBLIOGRAFÍA [1]http://www.thenakedscientists.com/HTML/ experiments/exp/charging-ipods-with-lemons/ [2]http://www.iutep.tec.ve/uptp/images/Descar gas/materialwr/libros/WilkerGarciaMorenoProyectosEducativosParaFeriaDeCiencias.pdf
¿Con esa corriente puedo cargar el celular? Lo explicaremos de la siguiente manera: 800mA me representa el 100% de lo requerido en corriente, comparando con lo obtenido con los limones que es 1.2 mA, eso me representa un 0.15% de lo que necesito, para cargar el celular es un valor relativamente bajo, pero aprovechable obtenida de la reacción química de los limones, en otra palabras si se puede cargar.
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