±õ´Ç³å³¦´Ç³¾Ãº
- 1. Centre de Documentació i Experimentació en Ciències i Tecnologia 32. Pila electroquÃmica que encén una bombeta Objectius • Observar com es pot fer en el laboratori una pila que pot encendre una bombeta. Introducció Les piles electroquÃmiques que s’acostumen a muntar en el laboratori com les piles de Daniell, acostumen a tenir una elevada resistència interna (uns milers d’ohm) de manera que no és possible que facin funcionar un motor o encendre una bombeta. La pila que es proposa té tres avantatges: - una resistència interna molt petita - les concentracions dels reactius són superiors a les està ndard de les piles Daniell (1 mol/dm3) - es fa servir un metall molt reductor. Material i Equipament Equipament Reactius i altres materials − Vas de precipitats de 250 cm3 − Àcid sulfúric, dissolució 3 mol.dm-3 − Proveta de 250 cm3 CORROSIU − Fil de coure gruixut (uns 30 cm) − Cinta de magnesi (uns 30 cm) − Pinces de cocodril i cables de connexió − Bombeta de 3,5 V amb el seu portalà mpades Despreniment de gasos irritants! − VoltÃmetre digital − Paper de vidre Ulleres de seguretat i guants. Procediment Muntatge i execució de l'experiència Ulleres de seguretat. 1. Posa 150 cm3 de la dissolució 3 mol.dm3 d’à cid sulfúric en un vas de precipitats de 250 cm3. 2. Neteja bé amb paper de vidre els trossos de fil de coure i de cinta de magnesi. Cargola’ls en espiral (fes-ho entorn d’un llapis, per exemple). 3. Connecta els extrems dels dos fils metà l·lics mitjançant cables i pinces a una bombeta de 3,5 V. 4. Submergeix amb suavitat els extrems cargolats dels metalls en la dissolució. Pila electroquÃmica que encén una bombeta -1-
- 2. Centre de Documentació i Experimentació en Ciències i Tecnologia 5. Observa i pren nota del que passa. Retira els metalls i connecta un voltÃmetre en lloc de la bombeta. Pren nota del voltatge d’aquesta pila. Qüestionari Semipila Eº / V 1. Quan marca el voltÃmetre?. A partir Mg2+| Mg -2,37 de la taula de potencials d’elèctrode H+ | H2 0,0 pots justificar el valor del voltatge d’aquesta pila? 2. Quines altres variables són importants a tenir en compte per explicar el voltatge d’aquesta pila electroquÃmica? 3. Descriu tots els fenòmens que s’observen en el funcionament d’aquesta pila. Pila electroquÃmica que encén una bombeta -2-
- 3. Centre de Documentació i Experimentació en Ciències i Tecnologia Pila electroquÃmica que encén una bombeta Material per al professorat Orientacions didà ctiques Temporització ! 20 minuts en total Alumnes als quals s'adreça l’experiència Alumnes de segon cicle d’ESO (només com a demostració espectacular) i de batxillerat Orientacions metodològiques Es tracta d’un experiment il·lustratiu que es recomana que faci el professor/a, i que dirigeixi després la discussió sobre les respostes a les qüestions. Orientacions tècniques L’experiment convé fer-lo en llocs amb bona ventilació o en una vitrina per a gasos. Gestió dels residus: poden llençar-se a la pica deixant corre aigua abundant. Conclusions Resultats esperats El voltÃmetre ha de marcar més de 2,5 V. Les dues semireaccions principals en aquesta pila són: 2 H3O+ + 2e- → H2 + 2 H2O Mg → Mg2+ + 2e- A més del despreniment d’hidrogen es pot notar el despreniment d’un gas irritant, probablement SO2. És possible que a més es produeixi la reacció: SO42- + 4H+ + 2e- → H2SO3 + H2O (Eº = 0,20 V) Cal tenir en compte que les concentracions són superiors a les està ndard per a una pila. Propostes de recerca Investigar com afecten la FEM d’una pila factors tals com la concentració dels reactius, la temperatura, la formació de compostos de coordinació... Es pot suggerir com a possible treball de recerca. Pila electroquÃmica que encén una bombeta -3-