Es generalmente aceptado que hay seis fuentes fundamentales de la electricidad. Estas son: calor, luz, fricción, presión, magnetismo y acción química. De estos, el magnetismo es el más importante, contribuyendo en gran medida la mayor parte de la producción eléctrica en todo el mundo. Generadores de energía, ya sea hidroeléctrica o alimentada por carbón, petróleo, gas o energía nuclear, todos utilizan magnetismo como los medios reales de generación de electricidad. Luz, actuando sobre los paneles solares, poco a poco está ganando en importancia, pero todavía tiene que hacer grandes avances en la producción de electricidad comercial debido a su costo. Electricidad generada directamente por el calor, presión y fricción tienden a ser muy pequeño--microvoltios salida de un termistor cuando se expone al calor o a la salida igualmente pequeña de un micrófono de cristal cuando se someten a presión sonora--o incontrolable, como en el caso relámpago, causado por la fricción. Acción química en forma de baterías es tanto la más antigua de producir corriente eléctrica y ha tenido un gran impacto en nuestra forma moderna de vida.
En 1791 Luigi Galvani descubrió actividad eléctrica en los nervios de las ranas que él era de disección. Pensaba que la electricidad era de origen animal y puede ser encontrada solamente en los tejidos vivos. Unos años más tarde, en 1800 Alessandro Volta descubrió que se podía producir electricidad por medios inorgánicos. De hecho, mediante el uso de pequeñas láminas de cobre y zinc y paño los espaciadores empapados en una solución ácida, construyó una batería - el primer aparato capaz de producir electricidad. Muchos eran rápidos para predecir que la electricidad no serviría un propósito útil. Algunos todavía lo hacen. Sin embargo, electricidad tiene un papel central en nuestras vidas hoy en día
Escuchando lecciones de química, muchos estudiantes pueden preguntarse por qué fue jamás inventado, si era necesario inventar realmente nunca y si el mundo estaría mejor sin él. Los pequeños experimentos que siguen pretenden interesar a estos estudiantes en el estudio de la química y fenómenos eléctricos. Estos simples y (se espera) interesantes experimentos pueden enseñar los conceptos fundamentales de electricidad y la química sin pedir mucho del estudiante. Muchas de estas demostraciones se adaptan fácilmente a diversas configuraciones y cada uno puede hacerse independientemente o como parte de un currículo completo.
VASO poroso - un vaso poroso real para el propósito puede ser difícil de encontrar. Su propósito es evitar que la mezcla rápida de distintas soluciones, permitiendo el intercambio de iones. Para estos propósitos puede adaptarse una maceta de terracota (arcilla) del tipo utilizado en jardinería simplemente por tapar el agujero en la parte inferior con cera fundida y dejar que se enfríe. Otra respuesta más económico se encuentra en la construcción de una barrera de papel. Como se muestra en la figura 4, rollo de papel para formar un cilindro y péguelo en la parte inferior del contenedor principal usando un adhesivo de silicona que líquidos no pueden pasar entre las dos zonas definidas por el papel. Una barrera de sola hoja sería demasiado permeable, por lo tanto utilizar por lo menos tres capas de papel al construir este dispositivo.
AGUA destilada - no utilice agua desionizada en lugar de agua destilado real. Muchas veces el agua se vende para uso doméstico es desionizado en lugar de agua destilada. Asegúrese de que la etiqueta indica "agua destilada" en lugar de "agua purificada". ¿Cuál es la diferencia? Muchas sustancias son solubles en agua y algunas de estas sustancias se separan en iones positivos y negativos en el agua. Generalmente estos se componen de moléculas que tienen enlaces iónicos, mientras que las moléculas no iónicas permanecen intactas, sólo en solución. Por ejemplo, el azúcar se disuelve fácilmente en agua y las moléculas del azúcar permanecen intactas como azúcar. Agua desionizada puede tener cualquier número de sustancias disueltas que no den lugar a los iones, sin embargo, están presentes sin embargo. Aparte de esto, una muestra de la mala calidad de agua desionizada puede contener cantidades significativas de iones. Por otro lado, el agua destilada es generalmente muy puro - que contienen las moléculas de agua sólo real.
SOLUCIONES (importante): la dilución de ácidos es peligrosa. Si se añade agua a un ácido concentrado, pueden explotar violentamente, causando lesiones graves. Nunca vierta agua en el ácido concentrado. Siempre agregue el ácido al agua. Si usted necesita para diluir un ácido, obtener ayuda de su instructor. El uso de zumos de frutas y vinagre de mesa proporcionará la fuerza ácida realmente necesaria en estos experimentos. Sólo en una clase de química, con la seguridad apropiada capacitación y supervisión de equipo e instructor, otros ácidos emplearán, si lo desea. Al hacer una solución de sulfato de cobre o sulfato de zinc, agregar estos productos químicos a agua en lugar de agregar el agua a la sustancia química.
OTRAS precauciones (importante) - muchos productos químicos, incluso los materiales, aunque no extremadamente peligroso puede ser irritante para la piel, ojos y vías respiratorias. No permita que cualquiera de los productos químicos en estos experimentos para obtener en sus manos o piel. No meter en la boca o comen. Evite respirar los vapores de cualquier de estos productos químicos. No los guarde en botellas u otros recipientes que pudieran confundirse con los envases de alimentos o bebidas. No deje estos productos químicos en un lugar que podría ser confundidos con alimentos o bebidas (como en la mesa o del mostrador o en el refrigerador). No coma ni beba en un trabajo de química o laboratorio de electrónica. Almacenar productos químicos en un lugar separado y controlado de los alimentos y fuera del alcance de los niños. Marcar cada recipiente claramente con el nombre de los contenidos y como un alimento.
MATERIALES:-
-un limón
-una tira de cobre
-una tira de zinc
-un voltímetro
-dos cables con pinzas cocodrilo
-un termómetro o un reloj con una pantalla LCD
Rodar el limón firmemente con la palma de su mano sobre una mesa u otra superficie dura para romper algunos de los pequeños sacos de jugo de limón. Inserte las dos tiras de metal profundamente en el limón, teniendo cuidado de que las tiras no toquen. Con el voltímetro, mida la tensión entre las dos bandas (Figura 3). Debe mostrar cerca de un voltio.
Sería bueno poder iluminar una bombilla con su limón nuevo accionado a batería, pero por desgracia no es lo suficientemente fuerte. Si usted fuera trate de encender una bombilla usando esta configuración, el voltaje a través de las tiras caería inmediatamente a cero. En vista de esto, si quiere demostrar que la corriente producida por esta batería es capaz de encender algo, prueba con un pequeño dispositivo que utiliza una pantalla LCD. Un reloj o un termómetro generalmente funciona bien. Una pantalla LCD consume una cantidad muy pequeña de la corriente y la batería de limón es capaz de conducir adecuadamente este tipo de dispositivos. Retire cualquier batería convencional que está en su reloj o termómetro y poder con su batería de limón. Usted debe ver el dispositivo de reanudar el funcionamiento normal. Si no, tratar de cambiar la polaridad de la electricidad de su batería de limón. Este sistema le permite demostrar que la batería es producir energía incluso si usted no tiene un voltímetro.
¿Cómo funciona esta batería? Los átomos de cobre (Cu) atraen electrones más que los átomos de cinc (Zn). Si se coloca un pedazo de cobre y un trozo de cinc en contacto entre sí, muchos electrones pasará el cinc al cobre. Como se concentran en el cobre, los electrones repelen. Cuando la fuerza de repulsión entre los electrones y la fuerza de atracción de electrones al cobre a ser igualado, se detiene el flujo de electrones. Lamentablemente no existe ninguna manera de aprovechar este comportamiento para producir electricidad porque el flujo de cargas se detiene casi de inmediato. Por otro lado, si se bañan las dos tiras en una solución conductora y conectarlos externamente con un cable, las reacciones entre los electrodos y la solución de equipan el circuito con cargas continuamente. De esta manera, el proceso que produce la energía eléctrica continúa y se vuelve útil.
Como una solución conductora, se puede utilizar cualquier electrólito, ya sea una solución de ácido, base o sal. La batería de limón funciona bien porque el jugo de limón es ácido. Probar la misma configuración con otros tipos de soluciones. Como ustedes saben, otras frutas y verduras también contienen jugos ricos en iones y por lo tanto son buenos conductores eléctricos. Entonces, no se limitan a usar limones en este tipo de batería, pero puede hacer que las baterías de cada tipo de fruta o verdura que desee.
Como cualquier batería, este tipo de batería tiene una vida limitada. Los electrodos se someten a reacciones químicas que bloquean el flujo de electricidad. La fuerza electromotriz disminuya y la batería deja de funcionar. Generalmente, lo que pasa es la producción de hidrógeno en el electrodo de cobre y el electrodo de zinc adquiere los depósitos de óxidos que actúan como una barrera entre el metal y el electrolito. Esto se conoce como los electrodos están polarizados. Para lograr una vida más larga y voltajes más altos y los flujos actuales, es necesario utilizar electrolitos más adecuados para el propósito. Las baterías comerciales, aparte de sus electrolitos normales, contienen productos químicos con una afinidad para el hidrógeno que se combinan con el hidrógeno antes de que pueden polarizar los electrodos
Preguntas:
•Citrus frutas son ácidas, que ayuda a su jugo para conducir la electricidad. ¿Qué otras frutas y verduras podría usted tratar de que funcionaría como las baterías?
•Si tienes un multímetro, se puede medir la corriente producida por la batería. Comparar la efectividad de diferentes tipos de frutas. A ver que pasa al cambiar la distancia entre los clavos.
¿Frutas ácidas •no siempre funcionan mejor? Medir el pH (acidez) del jugo de fruta y compare con la corriente a través de los cables o el brillo de la bombilla.
