LA PILA A LIMONE “Esperimento di scienze” Scuola secondaria di primo grado classe 3°B Federico Aldi Anno Scolastico 2013-2014

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

La pila di Volta è come la mia? 1799 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). 2014 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.

La pila di Volta è come la mia? Struttura pila di volta Struttura della mia pila

Realizzazione della pila Materiali utilizzati Costruzione del circuito Verifica dell’esperimento Spiegazione del fenomeno verificato

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.

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

Costruzione del circuito Il circuito una volta seguite le indicazioni si presenta come segue:

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 .

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.

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