PS 22 Con i materiali a disposizione del precedente problema (barrette metalliche e corrispondenti soluzioni dei sali degli stessi metalli) costruite un dispositivo capace di trasferire gli elettroni dal riducente all'ossidante attraverso un circuito esterno, causando l'accensione di un LED.
CONOSCENZE UTILI
occorrre un voltaggio di 3 volt per fare accendere un LED.
aggiungere le definizioni di:
riducente = cede elettroni (all'ossidante)
ossidante = acquista elettroni (dal riducente
DISEGNO - SCHEMA DEL PROGETTO
+ Descrizione e spiegazione del funzionamento del dispositivo progettato
- PIANO DI LAVORO
- disegnamo lo schema del circuito dovevate inserirlo come immagine
- prendiamo 4 beker contenenti 4 solfato di rame, e 4 nitrato di zinco
- colleghiamo il circuito da secondo lo schema
- osserviamo se si accende il led e misuriamo il voltaggio e l'amperaggio
- DESCRIZIONE E SPIEGAZIONE DEL DISPOSITIVO PROGETTATO
- il circuito funziona, grazie al passaggio di ioni positivi dall'anodo al catodo e negativi dall'anodo al catodo attraverso il ponte salino, e di elettroni tra le varie sostanze (troppo vago) ceduti dall'anodo, dove avviene l'ossidazione, al catodo, dove avviene la riduzione, attraverso il circuito elettrico esterno. Abbiamo accoppiato le soluzioni alla volta in modo da creare una pila (solfato di rame+nitrato di zinco), e collegata (una singola pila) attraverso un ponte salino ke lo abbiamo creato con il cloruro di potassio in acqua.
REGISTRAZIONE dei dettagli costruttivi, modifiche, misurazioni.
-DETTAGLI COSTRUTTIVI
- i ponti salini in vetro non sono bastati, perciò l'ultimo ponte l'abbiamo creato con la carta da filtro impregnata di soluzione salina l'abbiamo messa a forma di U rovesciata cn una estremità nel nitrato ed una nel solfato.
- MISURAZIONE VOLTAGGIO E AMPERAGGIO
- Abbiamo realizzato 2 pile unite in serie poi ci siamo uniti al gruppo UC e abbiamo raggiunto la quota 4 pile. Con 2 pile l'amperaggio del nostro circuito è arrivato a 490 microA ed un voltaggio di 1,85V ed il LED non si è acceso. Con 4 pile il nostro circuito ha incrementato il suo voltaggio a 3,60 V e l'amperaggio era 390 microA ed il LED Blu si è acceso.
INTERPRETAZIONE dei risultati ottenuti e possibili miglioramenti.
- abbiamo ottenuto un buon circuito ma poteva anche essere aumentato il voltaggio con un trasformatore.
Domande & Risposte
Domanda 1. Da quali semicelle era costituito il vostro dispositivo, quale era il catodo e quale l'anodo?
Risposta 1. Il nostro catodo era il nitrato di zinco la semicella Cu/Cu/(II) mentre l'anodo era il solfato di rame la semicella Zn/Zn(II).
Domanda 2. Scrivete le semireazioni previste su ciascun elettrodo separatamente durante il funzionamento.
Risposta 2.si sono create solo delle bollicine attorno ai elettrodi. Queste sono reazioni colalterali. Quelle principali sono, ai catodi (riduzione del rame(II)): Cu++ + 2é (provenienti dall'anodo) --> Cu; agli anodi (ossidazione dello zinco): Zn --> Zn++ + 2 é (ceduti al circuito e diretti al catodo).
Domanda 3. Scrivete la reazione chimica di ossidoriduzione complessiva da voi prevista durante il funzionamento del dispositivo
Risposta 3. La reazione complessiva, in ogni pila, è: Cu(II) + Zn --> Cu + Zn(II)
Domanda 4. Aumentando la superficie degli elettrodi e le dimensioni del ponte salino quale variabile sarebbe influenzata?
Risposta 4. nessuna. No, aumenterebbe la corrente erogata.
Domanda 5. Di quale soluzione aumentereste la concentrazione per avere un maggior voltaggio? Quale altra modifica potreste adottare per incrementare il voltaggio? La concentrazione dell'ossidante, Cu(II) o solfato di rame. Si potrebbero cambiare il metallo dell'anodo, scegliendone uno che si ossida più facilmente dello zinco (a potenziale di riduzione ancora più negativo), come alluminio, e sostituire il metallo e la soluzione al catodo con l'Ag/Ag+, che ha un potenziale di riduzione più positivo del rame.
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