Ce sunt bateriile? Cum obții o pilă electrochimică? Din ce este compusă o baterie? Poți obține baterii din lămâi?
La aceste întrebări ne răspund studenții Universității Transilvania din Brașov Sârghi Jean-Ionuț, Ilie Alexandru și Sîmpetru Gabriela de la Facultatea Design de Produs și Mediu, Secția Ingineria și Protecția Mediului în Industrie.
În experimentul de mai sus avem exemplificate celule electrochimice numite popular și baterii:
– bateria umedă
– bateria cu hârtie
– bateria din lămâie
Bateria umedă ori celula Daniell, prima celulă electrochimică practică, este compusă din doi electrozi plasați în electroliți iar apoi cei doi electrozi sunt uniți cu un fir ce trece printr-un voltmetru.
Electrozii folosiți în celula Daniell:
– la capătul negativ, acolo unde se cedează electroni (are loc oxidarea) se află o plăcuță de zinc
– la capătul pozitiv, acolo unde are loc primirea de electroni (are loc procesul de reducere) se află cuprul
Electrolitul folosit este:
– sulfat de zinc ZnSO4 în care punem plăcuța de zinc
– sulfat de cupru CuSO4 în care punem plăcuța de cupru
Atunci când unim cei doi electroci prin voltmetru și permitem ionilor de zinc să călătorească spre catod folosind o punte, noi vom observa o tnesiune în voltmetru.
Bateriile funcționează prin permiterea ionilor de zinc să călătorească de la anod către catod prin soluția de electrolit și prin permiterea electronilor să călătorească, prin fir, de la anod la catod.
Acea deplasare a electronilor este chiar curentul electric de care avem nevoie pentru a-l folosi în aparatele noastre.
Tensiunea obținută este egală cu potențialul de reducere al celor doi electrozi.
Bateria cu hârtie se folosește de azotatul de potasiu, KNO3, pe post de electrolit. Electrozii și sărurile de zinc și cupru sunt puse pe hârtie, legătura dintre ei este realizată cu azotat de potasiu.
Atunci când cei doi electrozi sunt legați prin voltmetru și fir vedem că obținem aproximativ 940-950 mV sau ~0,95 volți.
Atunci când testăm o lămâie pe post de baterie descoperim că obținem aceeași tensiune. După cum vedem în experimentul de mai sus, o singură lămâie nu este suficientă să aprinzi un led, dar cu trei lămâi puse în serie obții suficient de multă tensiune pentru a aprinde un LED de 3 volți.
Electrolitul este sucul de lămâie sau, de la ora de chimie, acidul citric – C6H8O7.
Atunci când pui trei lămâi în serie obții un voltaj mai mare, dar dacă le-am pune în paralel, ai obține un amperaj mai mare.
Grijă mare: plăcuțele ori electrozii nu trebuie să se atingă ori să fie puse în legătura printr-un fir FARA a exista un consumator, precum este voltmetrul, altfel vom strica bateria pentru că se formează un scurt-circuit.
În exemplele de mai sus am putut vedea că firul trecea mereu printr-un voltmetru, care este consumatorul nostru.
Despre baterii poți afla mai multe urmărind episodul 8 al emisiunii Tehnnocultura:
Poți, de asemenea, să citești despre baterie aici:
http://tehnocultura.com/2015/03/17/tehnocultura-tvs-008-bateria/
Un interviu despre baterii cu doamna Prof. Univ. Dana Perniu, care predă la Faculatatea Design de Produs și Mediu poate fi văzut aici:
http://tehnocultura.com/2015/03/20/tehnocultura-interviuri-008-despre-baterii-cu-dana-perniu/
AUDIO>> Pentru varianta AUDIO: Subscribe in iTunes
––––––
Extra
– despre baterii: http://tehnocultura.com/2015/03/17/tehnocultura-tvs-008-bateria/
– interviu baterii – http://tehnocultura.com/2015/03/20/tehnocultura-interviuri-008-despre-baterii-cu-dana-perniu/
– baterie din lămâie http://en.wikipedia.org/wiki/Lemon_battery