Construcción de una pila quimica

CONSTRUCCIÓN DE UNA PILA QUÍMICA Bernardo García Osorio 100614020981, Isabela Yanza Insuasty Insuasty 100614021010, Daniel al!a "i#era 102214011909 $%BO"%&O"IO D' '$'(&"O)%G*'&I+)O * "OG"%)% I*G'*I'"I% '$'(&"O*I(%, .I+I(% /*I'"+ID%D D'$ (%/(%

1. OBJETIVOS 1.1 Concluir el funcionamiento de una pila electroquímica. 1.2 Determinar la dependencia que existe entre los materiales utilizados y la diferencia de potencial que produce la pila.

2. INTRODUCCIÓN La construcción de una pila química, consiste en la conversión de la energía química en energía elctrica. para realizar dic!o experimento, algunos de los elementos necesarios fueron, "ugos naturales #frutas $cidas%, electrodos de dife diferrente entes s mater ateria iale les, s, mult multíímetr metro o. &ara ara gara garant ntiz izar ar el mayo mayorr entendimiento es necesarios aclarar algunos conceptos, tales como'

Pila  (odas  (odas las pilas consisten en un electrolito electrolito #que puede ser líquido, líquido, sólido o en pasta% pasta%,, un electr electrodo odo positi positivo vo y un electr electrodo odo negati negativo vo.. )l conect conectar ar los electrodos al aparato que !ay que alimentar, llamado carga, se produce una corriente elctrica. Las pilas en las que el producto químico no puede volver a su forma original una vez que la energía !a sido consumida, se llaman pilas primarias o voltaicas. Las pilas en las que el producto químico puede ser reconstituido se llaman pilas secundarias o acumuladores.

Energía química La energía energía es un recurso recurso natural natural con distintos distintos elementos elementos asociado asociados s que permiten !acer una utilización industrial del mismo. *l concepto re+ere a la capacidad de poner en movimiento o transformar algo. La química, por su parte, !ace referencia la composición, la estructura y las propiedades de la materia. *l trmino tamin permite nomrar a la ciencia que estudia estos aspectos "unto a las modi+caciones que experimenta la materia durante las denomi denominad nadas as reacc reaccion iones es químic químicas. as. La energ energía ía químic química, a, por lo tanto, tanto, es aquella producida por reacciones químicas.

a energía el!c"rica

La energía elctrica es una fuente de energía renovale que se otiene mediante el movimiento de cargas elctricas #electrones positivos y negativos% que se produce en el interior de materiales conductores #por e"emplo, cales met$licos como el core%. *l origen de la energía elctrica est$ en las centrales de generación, determinadas por la fuente de energía que se utilice. )sí, la energía elctrica puede otenerse de centrales solares, eólicas, !idroelctricas, trmicas, nucleares y mediante la iomasa o quema de compuesto de la naturaleza como comustile.

Elec"r#$# *s un conductor elctrico utilizado para !acer contacto con una parte no met$lica de un circuito, por e"emplo un semiconductor, un electrolito, el vacío #en una v$lvula termoiónica%, un gas #en una l$mpara de neón%, etc.

%n#$# -e denomina $nodo al electrodo positivo de una clula electrolítica !acia el que se dirigen los iones negativos dentro del electrolito, que por esto recien el nomre de aniones.

C&"#$# -e denomina c$todo al electrodo negativo de una clula electrolítica !acia el que se dirigen los iones positivos, que por esto recien el nomre de cationes.

C#n'er(i)n $e la energía  (al y como postula el primer &rincipio de la (ermodin$mica, la energía no se crea ni se destruye, simplemente se transforma. La energía puede transformarse de una forma a otra, como por e"emplo de electricidad a calor o de calor a electricidad. )unque el que pueda convertirse no signi+ca que sea ste un proceso siempre f$cil y tampoco que una de las conversiones ser$ m$s costoso que la otra.

*ul"íme"r# n multímetro, tamin denominado polímetro tster o multitster , es un instrumento elctrico port$til para medir directamente magnitudes elctricas activas como corrientes y potenciales#tensiones% o pasivas como resistencias, capacidades y otras. Las medidas pueden realizarse para corriente continua o alterna y en varios m$rgenes de medida cada una. Los !ay analógicos y posteriormente se !an introducido los digitales cuya función es la misma #con alguna variante a/adida%.

C#ne+i)n $e ,ila( en (erie La conexión de pilas se lleva a cao al unir el polo positivo de una con el polo negativo de otra y así sucesivamente de acuerdo con la 0* #fuerza electromotriz% que se desea otener.

-. *ONTJE E/PERI*ENT

      

&ara esta pr$ctica de laoratorio, se usaron los siguientes materiales' Cueta 3ugo de maracuy$ "ugo de limón "ugo de lulo ultímetro *lectrodos #core, zinc, aluminio, !ierro, plomo y gra+to% Leds

4 La pr$ctica se inició usando el "ugo de limón vaciandolo en la cueta , se fueron usando los electrodos por pares logrando así todas las cominaciones posiles con los 5 electrodos. en las siguientes im$genes se muestran algunas de las cominaciones usadas con el "ugo de limón' 6 *n la imagen n7mero 1 se puede apreciar el volta"e medido con el multímetro con los electrodos de gra+to y core que fue de 8.195 voltios

:);*< 1

6 *n la imagen n7mero 2 se puede apreciar el volta"e medido con el multímetro con los electrodos de !ierro y plomo que fue de 8,=> voltios? el valor se oserva negativo por lo que el !ierro que era el material negativo fue tomado como positivo.

:);*< 2 6 *n la imagen n7mero = se puede apreciar el volta"e medido con el multímetro con los electrodos de gra+to y @inc que fue de 1.95 voltios? adem$s de esto se pudo oservar que este par de electrodos fue el que otuvo mayor volta"e.

 :);*< = 4 Como segunda parte del laoratorio se usó el "ugo de lulo con el cual se !izo el mismo procedimiento anterior? se vació el "ugo en la cueta y seguidamente se fueron midiendo los volta"es por cada par de electrodos. ) continuación se mostrar$n algunas im$genes que representan lo realizado. 6 *n la imagen n7mero A se puede apreciar el volta"e medido con el multímetro con los electrodos de gra+to y core que fue de 8.159 voltios.

:);*< A 6 *n la imagen n7mero B se puede apreciar el volta"e medido con el multímetro con los electrodos de core e !ierro que fue de 8,=> voltios? el valor se oserva negativo por lo que el !ierro que era el material negativo fue tomado como positivo.

:);*< B 6 *n la imagen n7mero 5 se puede apreciar el volta"e medido con el multímetro con los electrodos de @inc y plomo que fue de 8,B81 voltios? el valor se oserva negativo por lo que el zinc que era el material negativo fue tomado como positivo.

:);*< 5 4 Como tercera parte del laoratorio se usó el "ugo de maracuy$ con el cual se !izo el mismo procedimiento anterior? se vació el "ugo en la cueta y seguidamente se fueron midiendo los volta"es por cada par de electrodos. ) continuación se oservar$ mediante im$genes algunos de los volta"es otenidos con algunos de los pares de electrodos. 6 *n la imagen n7mero > se puede apreciar el volta"e medido con el multímetro con los electrodos de gra+to y plomo que fue de 8,B9 voltios.

:);*< > 6 *n la imagen n7mero 9 se puede apreciar el volta"e medido con el multímetro con los electrodos de ;ra+to y core que fue de 8,15A voltios? el valor se oserva negativo por lo que el core que era el material negativo fue tomado como positivo.

:);*< 9 6 *n la imagen n7mero  se puede apreciar el volta"e medido con el multímetro con los electrodos de @inc y ;ra+to que fue de 8,B81 voltios? el valor se oserva negativo por lo que el zinc que era el material negativo fue tomado como positivo.

:);*<  4 &osteriormente se !izo la mezcla de los "ugos 1 y 2, es decir, el "ugo de limón y el de lulo? se usaron las cominaciones de los electrodos por pares y se midieron los volta"es de cada par. 4 Como cuarto paso se realizó la mezcla de los "ugos 2 y =, es decir, el "ugo de lulo y el "ugo de maracuy$? se usaron las cominaciones de los electrodos por pares y se midieron los volta"es de cada par. 4 Como quinto paso se realizó la mezcla de los "ugos 1 y =, es decir, el "ugo de limón y el "ugo de maracuy$? se usaron las cominaciones de los electrodos por pares y se midieron los volta"es de cada par.

4 Como 7ltimo paso, se utilizó el led con el "ugo de limón, se usó este "ugo porque fue con el que m$s volta"e se otuvo para que así se lograr que el led prendiera. se !icieron varias prueas pero el led no encendía? se usaron los electrodos de zinc y gra+to que como se mencionó antes fueron los materiales que m$s volta"e produ"eron, aun así el led no enciende y se tuvo que !acer un circuito el cual fue realizado en unión con otro grupo porque se carecía de materiales? el circuito constó de 2 pares de electrodos, dos de gra+to y dos de zinc? se conectó el circuito en serie y como se puede ver en la siguiente imagen #:);*< 18%, el led encendió.

:);*< 18

0. RESUTDOS  DISCUSIÓN *n el transcurso del monta"e experimental, las mediciones de volta"es entre cada pare"a de electrodos para cada "ugo y cada cominación de "ugos, arro"ó diferentes resultados, cuya variación parecía depender m$s de la pare"a de electrodos que del "ugo utilizado. *n la siguiente tala podemos oservar dic!os volta"es' Tabla 1: Voltajes por tipo de electrolito y parejas de electrodos.

Como se puede oservar en la anterior tala, durante el proceso se generaron corrientes y volta"es muy peque/os. *stos valores dependen de la acidez de los "ugos y de los metales usados. *l mayor volta"e se otuvo cuando se usó el "ugo de limón con la pare"a de electrodos ;ra+to@inc, su valor fue de 1134 V. *l electrolito es una sustancia conductora, es decir que contiene iones lires, generalmente $cidos, ases o sales. (eniendo en cuenta esto, se aclara la razón por la cual se aprovec!ó la acidez de ciertas frutas para usar sus "ugos como electrolitos. Diferentes metales fueron usados como electrodos, y seg7n sus propiedades químicas, uno de ellos !izo el papel de $nodo y el otro de c$todo. *n el momento en el cual se introdu"eron los electrodos en el electrolito, uno de ellos actuó como $nodo, es decir que se produ"o una reacción de oxidación, en la cual el material perdió electrones? el otro actuó como c$todo es decir, que se produ"o una reacción de reducción, en la cual el material ganó electrones. *sta reacción química entre los electrodos y el  "ugo es lo que produce un volta"e #que puede ser relacionado con la fuerza electromotriz% que impulsa los electrones. ;racias a esta transferencia de

electrones entre los electrodos a travs del "ugo, se produce una corriente elctrica.

&ara el o"etivo adicional del laoratorio, que consistía en encender un L*D usando las pilas químicas, se !izo necesario llevar a la pr$ctica el mane"o otros conceptos como el de la conexión de aterías en serie o en paralelo. *n una conexión en serie los volta"es de las fuentes se suman, por lo tanto se usó esta conexión para otener un volta"e mayor que permitiera encender el led. *n la siguiente +gura se oserva el circuito equivalente que se otiene al conectar dos fuentes en serie.

5. CONCUSIONES B.1 La pila química es un gran e"emplo de la conversión de la energía #en este caso, energía química en energía elctrica%. -e pudo notar que el "ugo el cual estaa compuesto solamente con extracto de limón, fue el que nos arro"ó mayor volta"e #especí+camente con electrodos de gra+to y zinc%, pero dic!o volta"e no fue su+ciente para encender la omilla, para lo que fue necesario unirnos a otro grupo y conectar nuestras pilas de mayor volta"e, en serie y así otener una 0* de 1.A1voltios aproximadamente, lo mínimo para encender levemente dic!a omilla, que era nuestro o"etivo. B.2 0inalmente se puede decir que el "ugo que se usó fue el de limón, ya que con este se otuvo un mayor volta"e, este "ugo causa una reacción electroquímica mediada por el $cido del limón que genera una peque/a cantidad de corriente elctrica que al ser usada con los dos pares electrodos de zinc y gra+to en un circuito en serie pudo lograr que se encendiera el led . B.= Durante este laoratorio se comproó como las reacciones químicas son la ase de funcionamiento de las pilas. Con el an$lisis de resultados y un poco de investigación, se logró identi+car el papel que cumplió cada elemento dentro de este experimento #electrodos como $nodo y c$todo y el "ugo como electrolito%. *l intercamio de electrones de dic!o proceso fue el resultado de estas dos reacciones químicas' la oxidación y la reducción. *n la medición se otuvieron valores de volta"es muy peque/os, la mayoría de ellos no superaron 1 oltio, lo cual no fue su+ciente para lograr encender el Led que se nos fue asignado. Deido a lo anterior se tuvo que usar una pila química adicional y conectarla en serie con la primera, de forma que sus tensiones se sumar$n para producir una tensión resultante su+ciente para lograr encender el Led.

3. BIBIO6R78 E +le'FFFC'FsersFserFDoGnloadsFH::C)I28C: