informe-construcción de una pila química si

Universidad del cauca, Bermeo Melo., Burbano Hernández., Claros Carballo y Contreras Ossa.

Laboratorio De Electromagnetismo

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Resumen- En la práctica se pretende realizar la construcción de una pila eléctrica utilizando una pareja de electrodos diferentes los cuales causan una reacción electroquímica que será influida por el jugo ácido, el cual genera una pequeña cantidad de corriente eléctrica mediante una reacción de redox espontánea. Palabras clave: - Electrolitos. Abstract – In practice is to perform the construction of a battery using a different pair of electrodes which causes an electrochemical reaction which will be influenced by the acid juice, which generates a small amount of electric current through a spontaneous redox reaction.

INTRODUCCIÓN Los jugos cítricos son una clase de electrolitos en los cuales hay presencia de iones sueltos que ayudan a la interacción de las cargas presentes. Para examinar esta característica se requiere de tres tipos de sustancias cítricas y cinco electrodos. Con el fin de detectar la mayor cantidad de voltaje se procede a evaluar todas las posibles parejas de metales con cada una de las sustancias y así establecer cual produce la mejor reacción

electroquímica. Todo esto se puede comprobar con la ayuda del multímetro digital.

MARCO TEÓRICO Electrolito: Un electrolito es cualquier sustancia que contiene iones libres, los que se comportan como un medio conductor eléctrico. Debido a que generalmente consisten en iones en solución, los electrólitos también son conocidos como soluciones iónicas, pero también son posibles electrolitos fundidos y electrolitos sólidos. Electrodo: Un electrodo es un conductor eléctrico utilizado para hacer contacto con una parte no metálica de un circuito. El ánodo es definido como el electrodo en el cual los electrones salen de la celda y ocurre la oxidación, y el cátodo es definido como el electrodo en el cual los electrones entran a la celda y ocurre la reducción. Cada electrodo puede convertirse en ánodo o cátodo dependiendo del voltaje que se aplique a la celda. Jugos Ácidos: Las frutas conducen electricidad, porque ellas contienen agua con varias sustancias disueltas en ella. La mayoría de estas tienen un poco de ácido, lo que resulta en varios iones libres que permiten el flujo de la electricidad, por lo tanto las frutas ácidas son excelentes conductoras de electricidad. El limón, la naranja y la piña son frutas ácidas ya que ellas contienen ácido cítrico que las vuelve buenas conductoras.

CONSTRUCCIÓN DE UNA PILA QUÍMICA

J.A. Bermeo Melo1, C.A. Burbano Hernández2, D.F. Claros Carballo3 y C.A. Contreras Ossa4. 1Ingeniería física, Facultad de Ciencias Exactas y de la Educación, Universidad delCauca,jessicabm@unicauca 2Ingeniería física, Facultad de Ciencias Exactas y de la Educación, Universidad del Cauca,burbanoh@unicauca 3Ingeniería física, Facultad de Ciencias Exactas y de la Educación, Universidad del Cauca,dfclaros@unicauca 4Ingeniería física, Facultad de Ciencias Exactas y de la Educación, Universidad del Cauca,cristiancontre@uni

cauca Tel:3132115024



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RESULTADOS

Los siguientes son resultados obtenidos en la práctica de laboratorio, que nos ayudan a ver un comportamiento más detallado del fenómeno.

A. Imágenes

Imagen 1 Pila de zumo de limón.

B. Tablas

Tabla 1 Voltajes Jugos individuales

Voltaje (mV) Jugos E.A +/- E.B +/- 1 2 3 Zn - Fe + 530 439 460 Zn - Cu + 950 890 985 Zn - Al + 470 500 463 Zn - Pb + 497 450 495 Fe - Cu + 376 457 439 Fe - Al + -450 530 150 Fe - Pb + -120 410 270 Cu - Al + -402 -400 -426 Cu - Pb + -411 -410 -409 Al - Pb + -260 -280 40

Tabla 2 Voltajes Jugos Mezclados

Voltaje(mV) Jugos E.A +/- E.B +/- 1y2 1y3 2y3 Zn - Fe + 405 456 395 Zn - Cu + 897 884 875 Zn - Al + 504 426 448 Zn - Pb + 497 478 484 Fe - Cu + 430 407 488 Fe - Al + 66 -20 24 Fe - Pb + 15 7 49 Cu - Al + -344 -412 -395 Cu - Pb + -407 -385 -369 Al - Pb + -80 -180 -13

Dónde: E.A Electrodo A E.B Electrodo B (+/-) Sondas del tester Zn zinc Fe Hierro Cu Cobre Al Aluminio Pb Plomo

Tabla 3 conductividad de materiales



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PROCESAMIENTO DE DATOS

El voltaje y el flujo de cargas varía respecto a la concentración de acidez de cada uno de los jugos implementados en la práctica, sustancias como el limón posee más concentración cítrica y por ende mayor circulación de iones libres, condición adecuada para el tránsito de la corriente eléctrica efectuada por la diferencia de potencial entre los electrodos presentes. Por otro lado la mezcla de jugos arrojó los datos pertinentes de corriente ya que no exceden ni están por debajo de los datos presentados con las sustancias individuales, esto se debe a que la amalgama de líquidos constituye la combinación de concentración cítrica de cada una de ellas. Los electrodos están formados por ciertos metales conocidos por sus características conductoras de electricidad, adicional a esto se puede detectar que presentan cierta afinidad con electrones o protones, de esto depende si el voltaje marcado en el multímetro manifiesta una carga positiva o negativa. En las tablas se puede corroborar que materiales como el Hierro (Fe) y el Zinc (Zn) son afines con los electrones (carga negativa), mientras que cobre (Cu) lo es con los protones (carga positiva). Para metales como el aluminio (Al) y el Plomo (Pb) es más complejo determinar de esta manera esta característica por los bajos niveles de conductancia frente a los demás materiales. Con tablas anexas (Tabla 3) se puede verificar la conductividad de los electrodos, cuyos valores no se encuentran muy alejados de los obtenidos durante la práctica; dichas discordancias pueden darse a lugar por efectos aleatorios como la presencia de aire ionizado o errores sistemáticos dados por la inapropiada ubicación de los electrodos, al momento de medir el voltaje, al hacer contacto entre las puntas del multímetro y el electrodo, es muy posible que el electrodo este oxidado o galvanizado con una capa mínima, que impide el contacto directo, por lo que es necesario raspar un poco el área en contacto para minimizar errores

1. ¿Qué son los electrolitos? R/ Un electrolito o electrólito es cualquier sustancia que contiene iones libres, los que se comportan como un medio conductor eléctrico. Debido a que generalmente consisten en iones en solución, los electrólitos también son conocidos como soluciones iónicas, pero también son posibles electrolitos fundidos y electrolitos sólidos. ¿Qué es la fuerza electromotriz? R/ Se denomina fuerza electromotriz (FEM) a la energía proveniente de cualquier fuente, medio o dispositivo que suministre corriente eléctrica. Para ello se necesita la existencia de una diferencia de potencial entre dos puntos o polos (uno negativo y el otro positivo) de dicha fuente, que sea capaz de bombear o impulsar las cargas eléctricas a través de un circuito cerrado. Reporte la combinación jugos – electrodos a la cual se obtuvo el mayor voltaje; ¿es justificable este resultado? R/ La combinación con la cual se obtuvo el mayor voltaje fue la del zumo de piña con los electrodos Zinc y Cobre. Esto se debe a las buenas propiedades conductivas de estos materiales y a que la piña es una de las frutas cítricas más ácidas. 2. De obtenerse voltajes negativos explique el porqué de este comportamiento. R/ El fundamento de una pila electroquímica es siempre una reacción redox que se puede desglosar en dos semirreacciones: la oxidación (pérdida de electrones) que tiene lugar en el ánodo, que es el electrodo negativo, y la reducción (ganancia de electrones) que transcurre en el cátodo o polo positivo. Basándonos en lo anterior, el par de electrodos utilizados cambian de polaridad según sus propiedades y las de los electrolitos presentes en las sustancias como consecuencia de los materiales en contacto y causando que haya voltajes negativos.



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3. Consulte sobre la batería (pila) de Bagdad. Estudie su procedencia e indique la factibilidad de que este dispositivo en realidad fuese una pila. R/ Esta fue descubierta en unas tumbas cerca de Bagdad con otro tipo de antigüedades, el arqueólogo alemán Wilhelm König, entonces a cargo del Laboratorio del Museo Estatal de Bagdad, lo identificó como una probable pila eléctrica. El primer análisis de este objeto consistió en introducir en su interior un electrolito, y conectarle una lámpara, que se encendió muy débilmente, lo cual demuestra que está generando energía, que es lo que hace una pila por lo cual se decía que este objeto se comportaba exactamente igual que una pila eléctrica moderna.

CONCLUSIONES

Por medio de los datos obtenido en la practica se puede concluir que:

� Los electrodos zinc y cobre fueron los mejores conductores eléctricos sin importar la sustancia con la que estuvieran en contacto.

� Los electrodos hierro y plomo junto con las 3 mezclas de los zumos arrojaron los voltajes más bajos.

� El limón es una de las sustancias que más

generó voltaje en comparación con las otras.

� Si el multímetro registra un dato negativo la polaridad esta invertida.

� El área en contacto, entre las puntas del multímetro y el electrodo influye mucho en la conductividad.

� Al mezclar los jugos, se aumenta su potencial eléctrico.

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BIBLIOGRAFÍA

• Wikipedia,” Batería de Bagdad”. 28 jul 2013. < http://es.wikipedia.org/wiki/Bater%C3%ADa_de_Bagdad> ( 5 Sep 2013)

• Guillermo Estefani, sin título, “Tabla 3” [en

línea]. [consultado 07 Sep. 2013]. Disponible en http://www.google.com.co/imgres?imgurl=http://www.artinaid.com/wp-content/uploads/2013/02/conductividad-y-resistividad-de-materiales.gif&imgrefurl=http://www.artinaid.com/2013/04/que-es-una-resistencia-electrica/&h=446&w=408&sz=15&tbnid=5aSVEbabD_DI3M:&tbnh=91&tbnw=83&zoom=1&usg=__-q0KAK2gwJlFcddZJHQGxjTh2gU=&docid=W6T5ajO4Gt6KqM&sa=X&ei=Dn4pUviYM4jy8ATvtoDoDw&ved=0CEMQ9QEwAw&dur=395

• Wikipwdia,” Pila eléctrica”. “Tipos de pila”

1 sep 2013, a las 01:40. < http://es.wikipedia.org/wiki/Pila_el%C3%A9ctrica > (6 sep 2013).



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BIOGRAFIAS

Jessica Alejandra Bermeo Melo, Nació en Popayán, Cauca. Efectúo su bachiller en el colegio la Merced, Actualmente es estudiante de cuarto semestre de Ingeniería Física en la Universidad del Cauca.

Christian Burbano Hernández, nació en Pasto, Nariño. Culmino su estudios básica secundaria en el colegio Jesús Nazareno de El Tambo Nariño, Actualmente reside en Popayán, Cauca y es estudiante de cuarto semestre de Ingeniería Física en la Universidad

del Cauca, con interés en robótica.

Diego Fernando Claros, nació en Pitalito Huila, realizó su bachiller en el colegio departamental y actualmente es estudiante de Ingeniería Física en la universidad del cauca.

Cristian Alexander Contreras Ossa nació el 31 de mayo de 1995 en la ciudad de Popayán, Colombia. Realizó sus estudios primarios y del bachillerato en el colegio Seminario Menor Arquidiocesano y actualmente cursa

tercer semestre de Ingeniería Física en la universidad del Cauca.

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