Acumuladores
Montar un acumulador sencillo y demostrar la posibilidad de almacenar energía en forma de energía química.
La base científica de este experimento
Existe un tipo de pilas galvánicas en las que la electrólisis puede invertirse. Estas pilas pueden cargarse mediante una corriente eléctrica y, posteriormente, generar corriente al invertir las reacciones de los electrodos. Durante la carga, la energía se almacena en forma de energía química, por lo que a veces se denominan «acumuladores».
Equipo utilizado
- Cables de conexión, rojos — ELE-005, ELE-006
- Cables de conexión, negros — ELE-007, ELE-008
- Pinzas de cocodrilo — ELE-009
- Electrodos de plomo — CHE-020
- Tapas para celdas de ensayo — CHE-021
- Vaso de precipitados de 50 ml — CHE-002
- Portalámparas — ELE-014
Productos químicos y reactivos
- Ácido sulfúrico 0,5 M — R:35 S:26-30-45
Notas de seguridad
- Los compuestos de plomo que se generan durante el proceso son tóxicos y perjudiciales para el medio ambiente. Utiliza siempre gafas protectoras y guantes.
Preguntas para los alumnos
- ¿Qué tensión has medido en la pila de arranque?
- ¿Qué ocurre durante el proceso de carga?
- ¿Qué tensión mediste tras el proceso de carga?
Qué puedes esperar
Se mide una diferencia de potencial de 0 voltios, ya que las semicélulas son idénticas, tanto en lo que respecta a los metales como a la concentración de la solución. Se genera una corriente en el circuito y, debido a la electrólisis que tiene lugar, se producen burbujas en los electrodos, lo que da lugar a la formación de oxígeno e hidrógeno. Durante este proceso, los electrodos acumulan una carga eléctrica. REACCIONES. Al hacer pasar una corriente eléctrica por la pila, se produce la electrólisis: PbSO₄ + 2e⁻ → Pb + SO₄²⁻ (cátodo, +). PbSO₄ + 2 H₂O → PbO₂ + 4H⁺ + SO₄²⁻ + 2e⁻ (ánodo, –). También se produce una cierta cantidad de oxígeno (ánodo) e hidrógeno (cátodo), debido a la electrólisis del agua. Como el dióxido de plomo es de color marrón y el plomo es gris, los electrodos tienen un aspecto diferente y se ha creado una nueva pila con electrodos distintos. La diferencia de potencial entre los electrodos es de aproximadamente 2 V. Cuando se interrumpe el suministro de corriente, la electrólisis cesa. Las cargas acumuladas en los electrodos se descargan, ya que la reacción puede invertirse. Cuando se consume la energía de la pila, las reacciones se invierten de la siguiente manera. PbO₂ + H₂SO₄ + 2 e⁻ → PbSO₄ + H₂O (cátodo, +). Pb + SO₄²⁻ → PbSO₄ + 2 e⁻ (ánodo, –). Así pues, durante estos procesos, el estado de oxidación del plomo cambia. La lámpara se enciende y se muestra una lectura de la corriente. La corriente disminuye lentamente hasta que la bombilla se apaga. El acumulador ya está descargado, pero es posible recargarlo de nuevo.
Eliminación
Vierte los líquidos en el contenedor de residuos.
Realiza este experimento en tu clase
Este experimento forma parte de ATP Volta, un laboratorio científico móvil autónomo que convierte un aula normal en un laboratorio STEM en pleno funcionamiento, con más de 200 experimentos de física, química, biología, robótica e ingeniería. « Gali », el tutor de IA integrado en ATP Connect, guía a los alumnos en cada paso y responde a sus preguntas en la mesa de trabajo.
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