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H 2 O una molecola piena di energia LICEO SCIENTIFICO F. P. di CALBOLI FORLì CLASSE 1 A.

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Presentazione sul tema: "H 2 O una molecola piena di energia LICEO SCIENTIFICO F. P. di CALBOLI FORLì CLASSE 1 A."— Transcript della presentazione:

1 H 2 O una molecola piena di energia LICEO SCIENTIFICO F. P. di CALBOLI FORLì CLASSE 1 A

2 Il problema energia!!!! Trovare energia è una delle necessità principali di ogni vivente: senza energia non esisterebbe la vita!!! Ma dovè? Come ottenerla? Come non danneggiare il nostro ambiente?

3 Lo studio degli ecosistemi ci ha insegnato che i viventi si passano lenergia lun con laltro, dando origine alla catena alimentare: estraggono cioè lenergia contenuta nella materia di cui si nutrono.

4 In realtà le cose sono molto più complicate di quanto sembra……… E dalla catena si passa alla rete alimentare

5 Resta però il problema di come lenergia entra in una qualunque rete alimentare…. Abbiamo studiato che tutta lenergia proviene dal Sole!!!! E che sono le piante a renderla disponibile a tutti gli altri organismi, uomo compreso!

6 Attraverso la fotosintesi clorofilliana le piante possono sfruttare energia pulita (la luce del sole) per produrre lalimento base di ogni organismo, il glucosio. Per far ciò sfruttano le proprietà dellacqua! Vediamo come fanno e cerchiamo di copiare da loro.

7 La fotosintesi è un processo biochimico alquanto complicato che si può riassumere nel modo seguente : 6 CO H 2 O + luce C 6 H 12 O O H 2 O Glucosio allo scopo di mettere in evidenza che l'ossigeno che si libera durante la fotosintesi deriva dalla scissione di molecole d'acqua e non è quello contenuto nelle molecole dell'anidride carbonica.

8 E divisa in due fasi: Fase luminosa, dove lenergia solare scinde la molecola dellacqua in idrogeno e ossigeno; lossigeno viene liberato nellaria che respiriamo, mentre lidrogeno viene utilizzato nella fase successiva. Fase oscura, in cui il carbonio della CO2 viene organicato utilizzando lidrogeno della fase precedente, cioè viene trasformato in glucosio, fonte energetica indispensabile per la vita di tutti i viventi.

9 Allora scindiamo anche noi lH 2 O!!! Si può usare uno strumento antico….. Il voltametro di Hofmann che richiede però il consumo di elettricità: una forma di energia molto costosa!!!

10 Ma possiamo farlo anche in maniera più economica e con materiali poveri!!!! MATERIALI, STRUMENTI E ATTREZZATURE. Acqua del rubinetto Recipiente 2 Provette o bicchiere da vodka 2 fili elettrici da 30 cm Pila da 9 volt Fiammifero Matita PROCEDIMENTO Prendere un recipiente di plastica trasparente e versarvi dellacqua. Prendere due bicchieri da vodka (le nostre provette!!) e riempirle dacqua. Posare una mano sopra ai bicchieri e immergerli rovesciati nellacqua vicino al bordo. Togliere la mano una volta toccato il fondo. Nel contempo prendere due fili elettrici e spellare il filo per una lunghezza di 1cm da una parte e di 3 cm dallaltra; arrotolare il rame rimasto attorno a una matita. Una volta attorcigliato sfilare la matita e annodare la parte con un centimetro di rame di un filo a un polo della pila da nove volt. Fare lo stesso processo con laltro filo. Inserire lestremità a spirale allinterno dei bicchiere e osservare.

11 Dopo circa due ore si comincia a notare qualche cambiamento: si formano delle bollicine allinterno delle provette e il livello dellacqua allinterno diminuisce. Nella provetta, il cui filo è collegato al polo positivo della pila, il volume dellacqua è maggiore rispetto a quello dellaltra provetta, mentre lo spazio rimasto vuoto è minore. Nella provetta dove il volume è minore, la fiamma di un fiammifero si ravviva (chiara prova della presenza dellossigeno!!!), mentre nellaltra provetta si sente un piccolo scoppio (è lidrogeno!!!). MA NOI VOGLIAMO PRODURRE ENERGIA E NON CONSUMARLA!!

12 ABBIAMO SCOPERTO LE FUELL CELL Queste celle sono composte da due elettrodi separati da un elettrolita. Gli elettrodi hanno una struttura porosa a base di carbone su cui è disperso un catalizzatore costituito da leghe di platino. Un catalizzatore è una sostanza, fonte o dispositivo che interviene in una reazione chimica aumentandone la velocità ma rimanendo inalterato al termine della stessa. Lelettrolita, invece, è una membrana ad alta conducibilità protonica capace, cioè, di far passare i protoni ma non gli elettroni.

13 Negli elettrodi avvengono 2 reazioni separate, ma che, grazie alla migrazione di protoni ed elettroni, combinano idrogeno ed ossigeno in assenza di fiamma ottenendo corrente elettrica continua, acqua e poco calore rispetto a una normale combustione. I due gas vengono messi a contatto ciascuno con uno dei due elettrodi. Lidrogeno si scinde in protoni ed elettroni grazie allazione del catalizzatore. I protoni passano attraverso la membrana polimerica. Gli elettroni migrano verso il catodo, generando corrente elettrica. Nel catodo ossigeno ed idrogeno reagiscono prima tra loro, generando due ioni di ossigeno negativi e poi con i protoni formando così la molecola dacqua.

14 Se poi lidrogeno lo produciamo con un pannello fotovoltaico da soli… il gioco è fatto! Facciamo come le piante: estraiamo dallacqua lidrogeno e lossigeno grazie alla luce e poi con la fuell cell produciamo energia elettrica H 2 O + luce (fotovoltaico) idrogeno fuel cell elettricità In sintesi H 2 O tanta energia!

15 GRAZIE per lattenzione!!!! La classe 1ª A Scienze applicate Anno scolastico 2010 – 2011 Prof. Casali Claudio


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