“Esperimento di scienze”
Scuola secondaria di primo
grado classe 3°B
Anno Scolastico 2013-2014
Federico Aldi
Obiettivi dell’esperimento
- Creare una pila alternativa a quelle usualmente usate
- Applicare le nozioni da me acquisite durante gli studi
- Dimostrare come creare una batteria con materiali differenti
da quelli tradizionalmente utilizzati
2
La pila di Volta è come la mia?
1799
2014
• La prima pila della storia fu inventata da Alessandro Volta,
essa era formata da due metalli (rame e zinco) separati da
una soluzione acida (acqua ed acido solforico).
• La pila da me realizzata ha lo stesso principio di
funzionamento (rame e zinco sono ugualmente presenti), la
differenza è l’acido che separa i due metalli, nel mio caso
infatti è l’acido citrico contenuto nel succo del limone.
3
La pila di Volta è come la mia?
Struttura pila di volta
Struttura della mia pila
4
Realizzazione della pila
 Materiali utilizzati
 Costruzione del circuito
 Verifica dell’esperimento
 Spiegazione del fenomeno verificato
5
Materiali
- Quattro limoni freschi e belli grossi;
- strisce di rame e zinco delle dimensioni 2cm ×
5cm;
- un LED che per accendersi richiede poca
corrente elettrica;
- infine, un filo elettrico di rame isolato.
6
Costruzione del circuito
Praticare un piccolo foro nella parte superiore
delle strisce per realizzare i collegamenti
Incidere i limoni per ottenere delle tacche di larghezza
pari a quella delle strisce di rame e zinco; la distanza
tra una tacca e l’altra deve essere di appena 1 cm
Inserire le strisce nelle tacche in modo alternato, facendo
attenzione che in ogni limone le due strisce di rame e di zinco
non si tocchino e siano parallele l’una di fronte all’altra
Collegare le diverse lamine con il filo elettrico
fissandolo ai fori e infine collegare il LED
7
Costruzione del circuito
Il circuito una volta seguite le indicazioni si presenta
come segue:
8
Verifica della pila
Infine chiudendo il circuito, collegando l’ultima estremità del filo
di rame all’ultima lamina non collegata, possiamo osservare come
il led si illumina, verificando così il funzionamento della pila a
limone .
9
Spiegazione del fenomeno
IL LED SI ACCENDE! Ma perché questo avviene? Riflettiamo…
La pila realizzata, secondo le modalità indicate, è simile nel
principio di funzionamento a quella costruita da Alessandro
Volta: due metalli (rame e zinco) separati da una soluzione acida.
Nella nostra pila, la soluzione acida è costituita dal succo del
limone (contenente il 5-7% di acido citrico) che separa le due
sottili lamine di rame e di zinco.
10
Spiegazione del fenomeno
Ma come ha origine l’energia elettrica che fa illuminare il LED?
Gli atomi di rame (Cu) attirano gli elettroni verso di sé con una forza maggiore di
quanto non facciano gli atomi di zinco (Zn). Questo flusso di elettroni genera appunto
l’energia elettrica necessaria a far funzionare il LED. La “pila al limone” non è altro che
un semplice esempio di cella galvanica che trasforma l’energia chimica (contenuta nel
limone) in energia elettrica. Ѐ quindi un dispositivo che permette di compiere un lavoro
(accendere una lampadina, alimentare un orologio) sfruttando la corrente elettrica
generata da reazioni chimiche, più precisamente da reazioni di ossidoriduzione. Il fatto
meraviglioso è che quattro limoni riescano ad accendere un LED, che funziona grazie
alla debole energia elettrica generata dalla lenta trasformazione biochimica del succo
acido quando viene a contatto con il rame e lo zinco. I due metalli fanno sì, che
l’energia solare accumulata dai limoni durante i mesi della maturazione, riaffiori e si
sprigioni facendo funzionare un LED. L’energia elettrica si è sviluppata quindi a spese
del metallo zinco che si è corroso: infatti, quando si estrae, dopo un certo tempo, la
lamina di zinco dal limone, si può verificare che non è più lucida come all’inizio
dell’esperimento. Questo fenomeno di corrosione rientra in quello più vasto che
riguarda i fenomeni elettrochimici
11