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Ok, visto che è un esperimento facile da fare e decisamente istruttivo, quest'oggi vi insegnerò a fare una pila!
Prima un pochino di teoria:
Le pile funzionano sfruttando le reazioni di ossidoriduzione. In termine semplici da capire, le ossidoriduzioni consistono in un flusso di elettroni dall'elemento meno elettronegativo a quello più elettronegativo; tale flusso altro non è che energia elettrica. Se teniamo separate due semireazioni in modo tale che il flusso segua un percorso esterno al sistema di reazione, è possibile trasformare l'energia in lavoro. Quella che vi propongo è una pila davvero semplice da realizzare e che vi farà capire più o meno che cosa accade quando usate le batterie.
Ok, bando alle ciance! Vediamo un po' che dobbiamo fare:
Intanto conviene rimediare tutto il materiale occorrente:
Ma vediamo nel dettaglio... Allora:
-Due barattoli da conserva, bassi con collo largo (Reperibili da qualsiasi nonnaXD)
-Del cotone idrofilo (Reperibile in farmacia)
-Una lamina di rame (Se trovate qualche fabbro che vende i fogli vi basterà tagliarne un pezzo da quelli, sennò comprate un tubo di rame e pazientemente lo tagliate e spianate come ho fatto ioXD)
-Una lamina di zinco (La faccenda è un pochino complicata, mandatemi un messaggio privato e vi spiegherò come ottenerne molto facilmente una)
-Una soluzione satura di acqua distillata e cloruro di sodio (Satura vuol dire che continuate a mettere sale dentro all'acqua fino a che, anche girando a lungo col cucchiaino, non se ne scioglie più)
-Una soluzione di 36g di Solfato di zinco monoidrato (Per ottenerlo ci sono due modi, tra cui uno pericoloso, quindi meglio che cito l'altroXD Fate una soluzione di Solfato di rame piuttosto concentrata ed inserite al suo interno una lamina di zinco. Con il tempo il rame dovrebbe depositarsi sul fondo, mentre lo zinco dovrebbe diciamo "sparire". Il liquido incolore che avrete modo di separare dal rame rimasto sul fondo è solfato di zinco concentrato, quindi diciamo che per l'esperimento userete 75ml di questo composto e 75ml di acqua distillata)
e 132ml d'acqua distillata (Inserite pochi cucchiaini alla volta e girate fino a che non ottenete un composto omogeneo).
P.s: il Solfato di zinco se non lo mangiate non dovrebbe crearvi problemi, ma vi consiglio di indossare guanti in lattice quando lo maneggiate.-Una soluzione di 50g di Solfato rameico pentaidrato (Si trova nei negozi di articoli agricoli, visto che si usa come funghicida. Cercate di prenderlo puro)
e 132ml d'acqua distillata (Inserite pochi cucchiaini di solfato di rame e girate fino a che non ottenete un composto omogeneo. Può richiedere un bel po' di tempo. Il trucco sarebbe di scaldarlo a fuoco basso sul fuoco dentro ad un pentolino, ma se lo fate, usate un pentolino che poi butterete!)
P.s: il Solfato di rame è tossico ed irritante per la pelle, quindi quando lo maneggiate (sia in polvere che in soluzione) indossate sempre dei guanti in lattice!-Un piccolo tubo a U (In ferramenta i tubicini di gomma ve li tirano dietro. Compratene uno, piegatelo ad U rovesciata e tagliatelo in modo da avere la lunghezza giusta perché il tubo si trovi inserito fino a metà dei due barattoli, senza toccare il fondo. Fermatelo poi con un elastico per mantenere la forma)
-Un voltmetro (Reperibile in ferramenta, controllate che i due cavi presentino gli agganci "a coccodrillo", altrimenti comprateli separatamente)
Ok, ora che abbiamo tutto quel che ci serve, vediamo come procedere:
Passo 1: Versiamo la nostra soluzione di Solfato rameico in uno dei due barattoli, stando attenti a travasare solo il liquido (La polverina blu che si era formata sul fondo del contenitore non travasatela!)
Facciamo lo stesso col Solfato di Zinco
Passo 2:Inseriamo la lamina di rame nella soluzione di solfato rameico, facendo in modo che metà sia immersa e metà sia asciutta
Facciamo lo stesso con la lamina di zinco
Facoltativo:Proviamo a misurare il voltaggio mettendo i "coccodrilli" del voltmetro sulle lamine (Il filo rosso dovrebbe andare sulla lamina di rame, quello nero sulla lamina di zinco).
Girando la manopola su 20 (O almeno sulla quantità minima consentita dal voltmetro), vedremo che:
Che cosa è successo?Non vi è scambio di elettroni, di conseguenza la corrente elettrica non viene generata in quanto i due sistemi (i due barattoli) sono isolati.Passo 3:Prendiamo il nostro bel tubo ad U e tappiamolo da una parte con del cotone idrofilo
Ora (andate a farlo nel lavello sennò combinate un macelloXD), con molta attenzione e pazienza (io ho usato un imbutino, voi inventatevi qualcosaXD) versate la soluzione satura di cloruro di sodio nel lato aperto del tubo, fino a che esso non è completamente riempito di soluzione (cercate di fare poche bolle d'aria, se ci riuscite). A questo punto, tappiamo anche l'altro lato del tubo.
Prima di tornare alle nostre due celle (così sono chiamate ora, visto che tra un po' saranno due componenti di una batteria), fate una prova: rovesciate il tubo a U e controllate che non fuoriesca liquido (il cotone idrofilo dovrebbe bagnarsi, ma non far uscire neppure una goccia).
Passo 4:Inseriamo il nostro ponte salino nelle due celle in modo che sia immerso in esse senza toccare né il fondo, né le due lamine.
Passo 5:Accendete il voltmetro come avete fatto prima e godetevi il voltaggio che sale, fino a raggiungere:
Questo è il voltaggio massimo raggiunto dalla vostra pila!
Che cosa è successo?State assistendo ad una reazione di ossidoriduzione in cui il rame si riduce (Ossia il suo numero di ossidazione passa da 2+ a 0). In formule:
Cu2+(aq) + 2 e(-) → Cu(s)
Mentre lo zinco si ossida (Ossia il suo numero di ossidazione passa da 0 a +2). In formule:
Zn(s) → Zn2+(aq) + 2 e(e-)
E la reazione completa è:
Zn(s) + Cu2+(aq) → Zn2+(aq) + Cu(s)
Il nostro ponte salino, permette agli elettroni [e(-)] di passare dall'agente ossidante (il rame) all'agente riducente (lo zinco) senza che le due soluzioni entrino in contatto. Ed è con questo movimento di elettroni che il nostro circuito esterno (ossia il voltmetro), accumula energia elettrica!Beh, una volta finito l'esperimento, non vi resta che ammirare la vostra opera!
Varianti:1) Se invece del voltmetro collegate due fili alle lamine e poi poggiate delicatamente l'altro capo di essi sotto ad una lampadina molto piccola, la vedrete emettere una minuta luminosità (il voltaggio è troppo esiguo, ma l'effetto è garantito!XD)
2) Esistono diversi metalli conduttori con cui effettuare questo esperimento: Litio, Palladio, Oro, Argento... (Ok, meglio che non lo fate, soprattutto perché sono tutti piuttosto costosi!XD)
A chi interessa l'argomento, su Wikipedia c'è un po' di storia e qualche nozione di teoria:
La pilaEdited by » Petra - 5/10/2011, 15:33
uhmm potrebbe tornarmi utile 