UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR

QUÍMICA

PROYECTO DE AULA

TEMA: PILA A BASE DE ÁCIDOS.

AUTOR.

1. Llumiquinga Cristian .

Quito, 12 de Diciembre 2014

INDICE

1.1. RESUMEN……………………………………………………………………………..3

1.2. ABSTRACT…………………………………………………………………………….4

I. INTRODUCCIÓN………………………………………………………………5

II. MATERIALES Y MÉTODOS…………………………………………………5

2.1 MATERIALES…………………………………………………………………………..5

2.2 MÉTODOS………………………………………………………………………………6

III. RESULTADOS Y DISCUSIONES……………………………………………………...6

IV. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES…………………………………………8

BIBLIOGRAFÍA……………………………………………………………………………9

ANEXOS…………………………….………………………………………………………10

1.1 RESUMEN.

El proyecto se lo realiza con el fin de demostrar que se puede generar energía de una manera

amigable con el medio ambiente. Utilizando metales como cobre y zinc además de ácidos orgánicos

como ácido cítrico (C6H8O7) y ácido acético (C2H4O2).

Se elige estos ácidos debido a que son de naturaleza orgánica es decir provenientes del carbono

que al estar libres en el aire no producen contaminación, por lo tanto esta pila se vuelve amigable

con el medio ambiente. Al introducir las láminas de cobre y zinc en el medio acido en este caso

vinagre, sal y limón empiezan a tener una reacción electroquímica, donde por efecto de dicha

reacción se produce desprendimiento de hidrogeno en cantidades mínimas y esta reacción es capaz

de generar 2,13 voltios capaces de encender un foco LED.

El procedimiento y los materiales para construir la batería son los siguientes: láminas de zinc,

láminas de cobre, 60 ml de zumo de limón, 60 ml de vinagre, 15g de sal, cable, y la luz LED.

Primero se coloca 20ml de zumo de limón y 20 ml de vinagre en cada vaso, se procede a colocar 5g

de sal en cada bazo, se empieza a colocar una lámina de cobre y una lámina zinc en cada vaso,

luego se procede a unirlos mediante el cable pero se deja una lámina de zinc y otra de cobre libre en

diferentes vasos para que estos se conviertan el polo positivo cobre (cátodo) y en el polo negativo

zinc (ánodo). Y así dando paso a la generación de electricidad que se la puede medir con un

multímetro, esta cantidad de energía es capaz de encender una luz LED de 1,8 voltios en su máxima

capacidad.

1.2 ABSTRACT.

The project is performed in order to demonstrate that it can generate power in a friendly manner

with the environment. Using metals such as copper and zinc as well as organic acids like citric acid

(C6H8O7) and acetic acid (C2H4O2).

These acids are chosen because they are organic in nature ie the carbon from being free in the air

do not cause pollution, so this stack becomes environmentally friendly. By introducing the sheets of

copper and zinc in the acidic medium in this case vinegar, salt and lime begin to have an electro-

chemical reaction , where the effect of the hydrogen evolution reaction occurs in minute amounts

this reaction and is capable of generating 2 13 volt able to light a LED bulb.

The procedure and materials to build the battery are: zinc sheets, copper sheets, 60 ml of lemon

juice , 60 ml of vinegar, salt 15g , cable, and LED light. First is placed 20ml lemon juice and 20ml

of vinegar in each cup , we proceed to put 5g of salt in each spleen, you begin to place a sheet of

copper and zinc sheet in each glass , then proceed to unite by but the wire sheet is left and another

zinc -free copper in different vessels so these copper positive pole (cathode) convert and zinc in the

negative pole (anode) . And thus leading to the generation of electricity that it can be measured with

a multimeter, this amount of energy is able to light a LED light 1.8 volts at full capacity.

I. TÍTULO

1.1. INTRODUCCIÓN.

En la actualidad es claramente visible la

contaminación ambiental causada por las pilas

comunes hechas de elementos muy nocivos

para el medio ambiente al estar libres en el

aire. Las pilas comunes al ser desechadas de

la manera incorrecta, estas riegan sus

electrolitos en el suelo junto con metales

pesados como el plomo, causando una grave

contaminación ambiental.

Al igual que existen metales conductores

de electricidad también existen ácidos

orgánicos e inorgánicos que poseen esta

capacidad como lo son el sulfúrico y

clorhídrico presentes en las baterías comunes

pero con estos ácidos existe un inconveniente

son demasiado fuertes y contaminan el medio

ambiente. Pero también hay ácidos orgánicos

con esta misma capacidad como los son el

ácido cítrico y el vinagre, que son poco

fuertes y no contaminan el medio debido a su

naturaleza orgánica.

En este proyecto para producir energía de

forma respetuosa con el medio ambiente, y

más rentable con ácidos naturales (cítrico y

acético) y no metales tóxicos (Cu y Zn). La

energía se produce en un medio ácido, porque

la reacción entre Cu y Zn, donde el Cu se

oxida y el Zn gana electrones hay una buena

fluidez de estos en este medio acido dando

lugar a la generación de energía eléctrica en

baja cantidad.

Se propone construir una batería a base de

ácidos orgánicos, además de dos metales

cobre y zinc para mediante una reacción

electroquímica estos elementos en un medio

acido puedan generar energía. Se encontrará

sustancias químicas orgánicas que sean

capaces de generar mayor cantidad de

energía.

II. MATERIALES Y MÉTODOS

2.1 MATERIALES

3 láminas de cobre, 3 láminas de zinc, 4

vasos, 6 pinzas, 120 ml de ácido acético, 90

ml de limón, 30 gramos de sal, 25 centímetros

de alambre de cobre gemelo, luces LED,

jeringuilla, balanza, multímetro, fósforos.

2.2 MÉTODOS

Se extrae 60 ml de zumo de limón en un

vaso, en los 3 vasos se coloca con la

jeringuilla 40 ml de ácido acético, seguido de

20 ml del zumo de limón extraído

anteriormente y en esta solución se mezcla

10g de sal, se repite el mismo proceso en los

otros 2 vasos. Se procede a pesar la mezcla y

se obtiene que la mezcla pesa 174g sin tomar

en cuenta el peso de los vasos.

A continuación se coloca una placa de

cobre en cada vaso, se procede a hacer lo

mismo con las placas de zinc. Con el cable se

une el cobre con un zinc de otro vaso

utilizando las pinzas. Como se presenta en la

figura 1.

Figura 1. Conexiones entre láminas.

A continuación se pesa nuevamente y se

obtiene que el peso total incluido láminas de

cobre y zinc sea de 216g esto sin incluir el

peso de los vasos.

Luego se coloca un cable que salga de la

lámina de zinc hasta la luz LED, luego se

procede a hacer lo mismo con el cobre,

tomando en cuenta que el cobre es el polo

positivo (cátodo) y el zinc el polo negativo

(ánodo).

III. RESULTADOS Y DISCUSIONES

Se observa que el LED logra encenderse

demostrando así que el Zn y el Cu mediante

una reacción electroquímica, producen

energía en un medio acido debido al flujo

constante de electrones que es ayudado por la

sal (NaCl).

Como lo dijo Lamberto A. Rubio en su

libro electroquímica. “El ánodo del Zn se

disuelve emitiendo iones, mientras que en el

catado, el ion cobre se descarga,

precipitándose sobre el electrodo.”

Polo - polo +

Zn = Zn ++ +2(-) Cu++ +2(-) = Cu

Por lo tanto en el proyecto se obtiene el

mismo resultado porque el cobre se convierte

en el polo positivo de la batería ya que pierde

electrones mientras al ganar electrones el zinc

pasa a ser el polo negativo.

Se lograron generar 2.13 voltios de

energía, con la solución compuesta de ácido

cítrico (Zumo de limón), ácido acético

(vinagre) y sal. Que fueron capaces de

encender a la luz LED de 1,8 voltios en su

máxima capacidad durante 3 y 30 horas

agitando la mezcla cuando se observa que la

luz baja en intensidad esto ocurría

aproximadamente cada 45 minutos.

Se llegó a obtener esta cantidad de energía de

acuerdo a como se muestra en la tabla 1

PH Voltaje

Limón 2-3 1.63 v.

Vinagre 2-3 1.77 v.

Limón con sal 1-2 1.83 v.

Vinagre con sal 1-2 1.97 v.

Limón, vinagre y

sal 0-1 2.13 v.

Tabla 1. Variación de energía según el pH.

Se observó desprendimiento de pequeñas

burbujas que contenían hidrógeno desde la

placa de zinc, esto se debe a que la corriente

pasara de izquierda a derecha, o sea en,

dirección contraria a la que llevan los

electrones; cuando los electrones alcanzas la

superficie del Zn, puesto que no pueden

escapar a través de la solución, se unen al ion

H+ para dar ligar a un átomo de hidrogeno

neutro que se desprende en estado gaseoso.

2H+ +2(-) = 2H => H2

En la figura 2 se puede observar el

desprendimiento de hidrogeno en forma de

burbujas que salen solo desde el ánodo

(lámina de Zn).

Figura 2. Desprendimiento de hidrogeno

gaseoso en forma de burbujas.

Luego de la reacción se procede a pesar de

nuevo la mezcla y obtenemos que el peso

total es de 216g. No se observa variación de

peso.

IV. CONCLUSIONES Y

RECOMENDACIONES

1. CONCLUSIONES

Después de pruebas de pH y

mediciones de voltaje se concluye

que mientras más acida es la solución

más energía genera.

Se concluye que el ácido cítrico,

vinagre y sal en porcentajes de 40%,

40% y 20% respectivamente, junto

con los metales Zinc y Cobre, se

obtiene energía eléctrica en bajas

cantidades, pero que son capaces de

encender una luz LED.

En la reacción hubo

desprendimiento de hidrogeno que se

lo observa a simple vista, pero que fue

mínima en cuanto a peso, ya que no se

vio variación de peso en la solución.

2. RECOMENDACIONES

Se recomienda que se construya

más prototipos de esta contextura,

para lograr llegar a encender un motor

de 12 voltios con este modelo de

experimentación.

Se recomienda buscar otros metales

que puedan generar mayor energía a

un menor costo de similares

características a los usados.

BIBLIOGRAFÍA.

Sanches Cerezo Sergio, (1984). Las reacciones químicas. Imago

Brescia, Arents, Meislich, Turk, Weiner (1979). Fundamentos de química (3ª. Ed.). Continental

S.A.

Timberlake, K. Timberlake, W. (2008). Química (2ª. Ed.). Pearson.

Praloran, J.C. (1977). Los Agrios “técnicas agrícolas y producciones tropicales”. BLUME

editorial.

Dr Lamberto A. Rubio Felipe, (1951). Electroquímica, Fundamentos. Editorial TECNOS, S.A

Madrid.

Dr Lamberto A. Rubio Felipe, (1953). Electroquímica, Aplicaciones. Editorial TECNOS, S.A

Madrid.

ANEXOS