Pila Voltaica casera

Facultad de Ciencia y Tecnología, Departamento de Química. Electiva de Construcción de pilas. Docente: Sandra Sandoval y José Malagón. Estudiante: Sara Ximena Pinzón Giraldo. [pic 1]

Código:2019115054.  Bogotá D.C

UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA NACIONAL

FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA

DEPARTAMENTO DE QUÍMICA

TEORÍAS QUÍMICAS III

Sara Ximena Pinzón Giraldo

[pic 2]

INTRODUCCIÓN

Este informe pretende dar a conocer los resultados obtenidos tras la montura del experimento de formación de pila casera, dando posibilidad de establecer las medidas necesarias para el funcionamiento efectivo de dicho montaje. De esta manera se busca comprender el flujo energético entre los dos metales y el factor fundamental de la solución electrolítica como un conductor del montaje. En la segunda parte se disponen dos metales distintos (cobre y arandela) en un recipiente el cual contenía una solución acidulada de vinagre, este se dejó por un tiempo a la intemperie con el objetivo de observar e indicar los cambios y reacciones generadas dentro del mismo.

OBJETIVO GENERAL

Mostar de forma objetiva el funcionamiento de la pila casera partiendo de elementos comunes, además mostrar el comportamiento de la energía eléctrica, mediante procesos electroquímicos.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

• Hacer que el bombillo led emita cierta intensidad lumínica por medio de la producción de energía aportada por las sustancias 
• Mostar la fabricación de una pila casera en pasos muy fáciles y con objetos de la cotidianidad.
• Conocer la forma para generar una corriente eléctrica, gracias a las propiedades resultantes de estas reacciones químicas.
• Determinar qué cantidad de voltaje es capaz de producir la pila.
• Entender los comportamientos electroquímicos de una pila casera usando tres clases de electrólitos.

MARCO CONCEPTUAL

• Polos:

1. Polo negativo (Ánodo): Es un electrodo que produce una reacción química de oxidación. Su polaridad es negativa en este caso el zinc.
2. Polo positivo (Cátodo): un cátodo es un electrodo en el que se genera una reacción de reducción. Su polaridad es positiva en este caso el cobre.

• Electrodos: Cada uno de los polos de una corriente eléctrica que se ponen en un líquido o un gas para que la electricidad fluya a través de éstos

.

• Oxidación: Reacción química muy poderosa donde un elemento cede electrones, y por lo tanto aumenta su estado de oxidación. Se debe tener en cuenta que en realidad una oxidación o una reducción es un proceso por el cual cambia el estado de oxidación de un compuesto.

• Reducción: Reacción química en la que una sustancia (oxidante) se reduce al combinarse con otra (reductor), de tal forma que gana electrones y disminuye su número de oxidación: siempre que se produce una reducción, se produce la oxidación de otra sustancia.

• Voltaje: Magnitud física que cuantifica la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos.

• Voltímetro: instrumento para medir la diferencia de potencial entre dos untos en un circuito eléctrico.

• Electrólito: Es una sustancia que puede someterse al electrolisis (la descomposición en disolución a través de la corriente de electricidad). Los electrolitos contienen iones libres que actúan como conductores eléctricos.

1. ACTIVIDAD EMPERIMENTAL

1. MATERIALES

• Vinagre .
• 1 hielera.
• Cu (Cobre en cable).
• Zn (Zinc en arandelas).
• Multímetro.
• Bombillo led.
• Agua con sal (90ml)

1. PRODECIMIENTO 1

Pila casera con vinagre:

1. En la hielera agregar los 90 ml, en seis de los cuadros que la conforman, adicionar 15 ml de solución.
2. Amarrar un cable de cobre a una arandela de cobre, repetir este procedimiento con seis arandelas.
3. Sumergir los electrodos (Cu y Zn) en el vinagre sin dejar que se rocen o se toquen para no generar un corto en la pila.
4. Con el voltímetro medir la cantidad de voltios generados por el electrolito y electrodos.
5. Sumergir los polos del led en el electrolito, teniendo en cuenta la polaridad de los electrodos, sabiendo que el Zn es un ánodo y el Cu es el cátodo y ver si este emite alguna luminosidad.  

Pila casera con Agua y sal:

1. En la hielera poner los 90 ml, en seis de los cuadros que la conforman poner 15 ml de solución salina.
2. Repetir los pasos 2, 3, 4, y 5 de la solución anterior.

Realizados dos o tres montajes sin seguir ningún patrón de medida no se obtuvieron unos buenos resultados, pero al momento de establecer un patrón de medida para el electrolito (con medidas en mL a partir de una jeringa como patrón de referencia) se obtuvieron mejores resultados, tomando en cuenta la siguiente secuencia:

[pic 3] 

Imagen 1. Secuencia pila voltaica

El anterior esquema orientó a la elaboración de un montaje cuyo recipiente tiene en su interior una arandela y cable de cobre, unidos a su par contrario ubicado en el recipiente continuo de la siguiente manera:  

[pic 4]

Se procedió a realizar el montaje con 3 pares de metales en los que cada extremo se unió a un polo del bombillo led. Se obtuvo una correcta iluminación de un led a los 8 pares de metales como se muestra a continuación:

[pic 5][pic 6]

Se realizó otro ensayo con 10 pares de metales para encender 2 bombillos led el cual dio resultado, pero no tuvo el mismo resultado para 3 bombillos led. El montaje se dejó conectado y pasadas 4 horas la intensidad de los dos leds disminuyó, pero permaneció encendida.