Nuestra pila casera

Introducimos en un limón dos placas en forma de cuña, una de Cu y otra de Zn tal como se aprecia en la foto. Las conectamos por medio de un cable a un microamperímetro y........

¡ Tenemos circulando electrones por el cable!

Para que circulen electrones por el circuito se requiere un proceso de oxidación y otro de reducción simultáneos: uno en cada electrodo.

Para conocer el electrodo en el que se produce la oxidación, sólo hace falta un voltímetro preparado para medir en corriente continua. La aguja se moverá en la escala (voltaje positivo si el voltímetro es digital) siempre que el electrodo en que se realiza la oxidación (-) esté conectado al polo negativo del voltímetro, y aquel en que se realiza la reducción (+) al positivo.

Para que exista paso de corriente tuvimos que conectar la cuña de Zn al polo negativo (por tanto ahí se produce una oxidación) y la de Cu al positivo (ahí se produce una reducción). El sentido de la corriente es el mismo que en la pila Daniell: del electrodo de Zn salen electrones por el circuito externo hasta el electrodo de Cu. Recuerda lo que pasa en la pila Daniell. Ver teoría. ¿Ocurre aquí lo mismo?

El tejido del limón con sus divisiones celulares hace de puente salino. El voltaje que nosotros hemos obtenido con un limón y un par de cuñas es de 0,8 V.

 

Dos limones

Si colocamos dos limones con sus cuñas de Cu y Zn, uniendo Cu a Zn y los extremos a un voltímetro (un circuito en serie) el voltaje obtenido será mayor. Con dos limones puestos en serie la teoría dice que debemos obtener lo doble, 1,6 V, pero sólo logramos 1,1 V. Como se ve en la figura, la aguja está en la mitad del recorrido de la escala de 2V.

El polímetro debe estar en posición de medir c.c. y en este modo se debe respetar la polaridad.

Conectamos la punta del polímetro que va al polo positivo (+) al Cu (la punta roja de la foto) y el Zn al punto marcado como = en el polímetro. El electrodo de Zn es una fuente de electrones.

La intensidad que circula no es capaz de poner incandescente el filamento de una bombilla de linterna, por lo tanto si montamos un circuito con una bombilla esta no emite luz.

Con dos limones y un montaje de circuito en paralelo logramos tambien un voltaje de 0,8 V, igual al de un solo limón, pero suministra mayor intensidad.

 


Pila con electrodos de grafito y de Zn

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El grafito es un electrodo inerte y no interviene en la reacción redox (ni se oxida ni se reduce), pero en él se reducirá o se oxidará algún ión de los jugos del limón.

Usando un electrodo de grafito y una cuña de Zn, para observar el paso de la corriente tuvimos que conectar el grafito al polo + del polímetro y el Zn al negativo. El voltaje obtenido ahora es de 1 a 1,1 voltios. El sentido de la corriente en el circuito externo es del electrodo de Zn al electrodo de grafito.

 


Pila con electrodos de grafito y de Cu

En este montaje, para que la aguja se mueva, tuvimos que conectar el electrodo de Cu al polo negativo del polímetro: el sentido de la reacción redox cambió. Esto nos indica que del electrodo de Cu salen electrones hacia el polímetro y que en él se está produciendo una reacción de oxidación. El voltaje obtenido en esta pila es de 0,2 voltios.

No sabemos muy bien si se oxida el Cu ( tiene poca tendencia a hacerlo, pero puede ser atacado por el ácido del limón) o si tiene lugar otra reacción, pero lo que si sabemos es que de ese electrodo salen electrones y que en él se produce una oxidación.

Esta ha sido nuestra investigación.

Hemos reflexionado también, sobre el avance que se produjo en el rendimiento de las pilas. Desde estas pilas elementales hasta las baterías actuales de tamaño reducido y gran carga han transcurrido 200 años de gran revolución tecnológica. Los avances más importantes en cuanto a miniaturización se produjeron en los últimos 25 años.

Dos tipos de pilas usamos en nuestros aparatos domésticos : las alcalinas (más caras y señaladas en el envase con una "L" y más tóxicas); y las salinas (señaladas con una "R").

Las salinas generan electricidad a partir de dióxido de magnesio (polo positivo), cloruro de amonio y de cinc (polo negativo, el Zn se oxida).

Las alcalinas sustituyen el cloruro amónico por el hidróxido de un metal alcalino.

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