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CONSTRUCCION DE UNA PILA

Cabrera Toledo D. F , Imbachi Alvarado H. F [email protected], [email protected] Martes de 11 a 1 p.m – Laboratorio de Electromagnetismo – Universidad del Cauca RESUMEN

En la práctica se realiza la construcción de una pila química aplicando el proceso electroquímico con tan solo diferentes tipos de jugos ácidos y electrodos de diferentes materiales.

INTRODUCCION Una pila química es aquella en donde su objetivo consiste en generar energía eléctrica por medio de reacciones electroquímicas, también conocida como “Reacción Redox”. Los valores de las corrientes eléctricas de las reacciones electroquímicas dependen del tipo de jugo acido que se utilice y además de los tipos de materiales utilizados como electrodos. Las pilas electroquímicas funcionan como generadores de corriente eléctrica, de la misma manera que las pilas convencionales de los hogares; Una gran diferencia que existe entre esa pila y las demás, es que la intensidad de corriente disminuye con el tiempo, nunca va a permanecer constante.

frutas, y un multímetro para las mediciones deseadas. Los jugos ácidos y los electrodos juegan un papel importante en este proceso, ya que el jugo acido es aquella sustancia electrolítica en donde posee iones libres que se mueven entre el cátodo y el ánodo de los electrodos. El ánodo es aquel electrodo positivo en donde se mueven todos los iones negativos, recibiendo el nombre de aniones. En el anión se produce el estado de oxidación negativa. El cátodo es aquel electrodo negativo en donde se mueven todos los iones positivos, recibiendo el nombre de cationes. En el catión se describe un estado de oxidación positiva Durante la obtención de los datos en práctica se pudo observar diferentes factores que intervenían en la obtención o medición del diferencial de potencia, como lo eran la distancia que podía haber entre los dos electrodos, como se puede observar en la Figura 1 y la figura 2; y también el tipo de jugo acido utilizado en la práctica, por ejemplo si es un jugo puro o una mezcla de jugos.

Las reacciones electroquímicas se producen por medio de los electrodos, ya que uno funciona como Cátodo y el otro, como Ánodo, donde en el ánodo se produce la Oxidación y en el cátodo la reducción

METODOLOGIA Una pila química o también como batería, se crea usando los siguientes materiales principales para su elaboración: una cubeta, electrodos de diferentes materiales, jugos ácidos de diferentes Figura 1. Electrodos a una distancia pequeña.

Figura 2. Electrodos a una distancia grande. Durante la práctica se pudo dar cuenta de que la energía que proviene de la reacción química que se producía era conocida como una fuerza electromotriz, ya que nos genera una diferencia de potencia entre sus dos puntos de nuestra fuente generadora; lo cual hace que haya un movimiento de electrones por el circuito. ANALISIS Y RESULTADOS Para la obtención de los datos, las prácticas se realizaron con tres diferentes tipos de jugos ácidos, naranja, limón y maracuyá; y también

diferentes tipos de electrodos para la obtención de los datos.

En la Tabla 1. Se pueden observar los diferentes datos obtenidos con el jugo de naranja y con los diferentes electrodos utilizados durante la práctica. MATERIAL VOLTAJE OXIDA REDUCE CERCA LEJOS Cobre Hierro 455 mV 453 mV Cobre Plomo 343 mV 330 mV Cobre Aluminio 800 mV 877 mV Cobre Grafito 209 mV 209 mV Grafito Aluminio 955 mV 895 mV Grafito Plomo 428 mV 413 mV Grafito Hierro 528 mV 525 mV Hierro Aluminio 428 mV 427 mV Plomo Hierro 59.3 mV 64 mV Tabla 1. Datos sacados con el jugo de Naranja.

CORRIENTE CERCA LEJOS 410 uA 180 uA 125.1 uA 145 uA 800 uA 500 uA 48.8 uA 45.3 uA 1.415 mA 1.026 mA 500 uA 356 uA 615 uA 471 uA 900 uA 616 uA 153 uA 2.3 uA

En la Tabla 2. Se puede observar los datos obtenidos con el jugo de limón y con los diferentes electrodos utilizados durante la práctica.

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MATERIAL VOLTAJE OXIDA REDUCE CERCA LEJOS Cobre Aluminio 811 mV 813 mV Cobre Plomo 550 mV 531 mV Cobre Hierro 390 mV 400 mV Grafito Cobre 300 mV 130 mV Grafito Aluminio 989 mV 990 mV Grafito Hierro 417 mV 389 mV Grafito Plomo 445 mV 430 mV Plomo Aluminio 427 mV 438 mV Plomo Hierro 56 mV 25 mV Tabla 2. Datos sacados con el jugo de Limón.

CORRIENTE CERCA LEJOS 658 uA 432 uA 3 uA 84 uA 387 uA 375 uA 130 uA 600 uA 2. 9 mA 1.01 mA 900 uA 610 uA 544 uA 400 uA 1.9 mA 790 uA 70 uA 28 uA

En la Tabla 3. Se puede observar los datos obtenido con el jugo de maracuyá y con los diferentes electrodos utilizados durante la práctica.

MATERIAL OXIDA REDUCE Cobre Plomo Cobre Hierro Cobre Aluminio Grafito Cobre Grafito Aluminio Grafito Hierro Grafito Plomo Plomo Aluminio Plomo Hierro Hierro Aluminio

VOLTAJE CERCA LEJOS 370 mV 398 mV 458 mV 456 mV 769 mV 707 mV 138 mV 153 mV 1.086 V 1.008 V 498 mV 400 mV 465 mV 444 mV 455 mV 457 mV 60 mV 50 mV 403 mV 407 mV

CORRIENTE CERCA LEJOS 542 uA 328 uA 159 uA 182 uA 927 uA 672 uA 130 uA 425 uA 731 uA 942 uA 1.8 mA 1.461 mA 702 uA 652 uA 714 uA 499 uA 1.242 uA 859 uA 238 uA 47 uA

Tabla 3. Datos obtenidos con el jugo de maracuyá. CONCLUSIONES A la hora de realizar la práctica se pudo apreciar una gran diferencia de voltajes, esto se debe en gran parte al pH que posee cada jugo ácido y a los electrodos utilizados para la práctica. Con el jugo de Naranja acido, se pudo apreciar que el mayor voltaje se obtuvo cuando los electrodos de Grafito y Aluminio se encontraban cerca fue de 955 mV. También el mayor voltaje se obtuvo con los mismos electrodos, Grafito y Aluminio cuando los electrodos se encuentran separados una gran distancia, se obtuvo un voltaje de 895 mV. Con el jugo de limón acido, se puede apreciar que el mayor voltaje se obtuvo cuando los electrodos de Grafito y Aluminio se encontraban cerca fue de 989 mV. También el mayor voltaje se obtuvo con los mismos electrodos, Grafito y Aluminio, cuando los electrodos se encuentran separados una gran distancia, se obtuvo un voltaje de 990 mV.

Con el jugo de maracuyá acido, se puede apreciar que el mayor voltaje se obtuvo cuando los electrodos de Grafito y Aluminio se encontraban cerca fue de 1.086 V. También el mayor voltaje se obtuvo con los mismos electrodos, Grafito y Aluminio, cuando los electrodos se encuentran separados una gran distancia, se obtuvo un voltaje de 1.008 V. Aparte de los voltajes obtenidos con los electrodos de grafito y aluminio, también se obtuvieron voltajes altos con los electrodos de Cobre y Aluminio en los tres diferentes jugos ácidos. Con el jugo de naranja acido, y separados una pequeña distancia, se obtuvo un voltaje de 800 mV y separados una gran distancia se obtuvo un voltaje de 877 mV. Con el jugo de limón acido, y separados una pequeña distancia, se obtuvo un voltaje de 811

mV y separados una gran distancia se obtuvo un voltaje de 813 mV. Con el jugo de maracuyá acido, y separados una pequeña distancia, se obtuvo un voltaje de 769 mV y separados una gran distancia se obtuvo un voltaje de 707 mV. En cuanto a la corriente se puede ver en las tablas que la mayor corriente se obtuvo con los electrodos de Grafico y Aluminio, y los tres diferentes jugos ácidos utilizados en el laboratorio. Como conclusión final se puede decir que el Grafico, el cobre y el Aluminio son los electrodos que mejor reaccionaron con los tres jugos ácidos utilizados; ya que con ellos fue que se obtuvieron los mayores voltajes y las mayores corrientes, sin importar si los electrodos se encontraban separados a grandes o pequeñas distancias. Estos resultados se deben a las propiedades que poseen los electrodos de grafito, aluminio y cobre; también se debe a los tipos de jugos ácidos utilizados. El electrodo de Grafito y el de cobre, es donde se produce el estado de oxidación y en el electrodo de aluminio se produce el estado de reducción. El Grafito está formado en gran mayoría de Carbono, pero lo que hace que exista conductividad eléctrica es debido a su estructura, sus átomos de carbono que los anillos hexagonales contenidos en un mismo espacio plano; en los anillos hexagonales existen dobles enlaces que permiten el movimiento de electrones, produciendo una transferencia de electricidad. El aluminio en uno de los materiales más utilizados debido a su estructura atómica, generando una mayor facilidad la conductividad eléctrica.

BIBLIOGRAFIA

Bibliografía BOCKRIS, J. O. (s.f.). Electroquimica moderna. Editorial Reserte, S. A. . KHANACADEMY. (s.f.). Reacciones de oxidacion-reduccion. Conocimiento fisico.

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limon

Maracuyá