Pila de limón

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Si está buscando instrucciones sobre como construir una batería de limón para usar con una bombilla led, vea Lemon Battery en Wikibooks.
Pila de limón
Ánodo Cobre
Cátodo Zinc
Electrolito Ácido (ácido cítrico)
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Una celda de batería de limón se hace con un limón y dos electrodos metálicos de diversos metales (como cobre y zinc). Puede encender una bombilla led.

La pila de limón es un experimento propuesto como proyecto en muchos libros de texto de ciencias. Consiste en insertar, en un limón, dos objetos hechos de metales diferentes, por ejemplo un clavo galvanizado de zinc (también denominado zincado) y una moneda o clavo de cobre. Estos dos objetos funcionan como electrodos, causando una reacción electroquímica mediante el jugo de limón que genera una pequeña cantidad de corriente eléctrica.

El objetivo de este experimento es demostrar a los estudiantes cómo funcionan las baterías. Después de que la pila está ensamblada, se puede usar un multímetro para comprobar el voltaje generado, que usualmente no supera 1 V y una corriente de aproximadamente 0,1 mA como máximo.[1]​ El voltaje y corriente producido es insuficiente para encender un led estándar, para lo que se requeriría una batería hecha de varias pilas de limón. Se necesitan al menos dos pilas conectadas en serie para duplicar el voltaje y varias conectadas en paralelo para alcanzar corrientes del orden de 5 mA. De esta forma, se puede encender un diodo led de bajo voltaje (aproximadamente dos o tres voltios).

Reacciones químicas[editar]

Una pila eléctrica es un dispositivo que convierte energía química en energía eléctrica por un proceso químico transitorio, tras lo cual cesa su actividad y han de renovarse sus elementos constituyentes, puesto que sus características resultan alteradas durante el mismo. Se trata de un generador primario. Esta energía resulta accesible mediante dos terminales que tiene la pila, llamados polos, electrodos o bornes. Uno de ellos es el polo negativo o ánodo y el otro es el polo positivo o cátodo.

La estructura fundamental de una pila consiste en dos electrodos, metálicos en muchos casos, introducidos en una disolución conductora de la electricidad o electrolito.[cita requerida]

Técnicamente ocurren la oxidación y la reducción. [2]

En el ánodo, el cinc (zinc) es oxidado:

Zn → Zn2+ + 2 e-

En el cátodo, se reducen los iones hidrógeno presentes en el zumo del limón:

2 H++ 2 e- → H2

Para medir los voltajes e intensidades, se conecta la punta del polímetro que va al polo positivo (+) al cobre (punta roja) y al cinc la otra punta del polímetro (punta negra) que va al polo negativo (-). El electrodo de cinc es una fuente de electrones.[3]

La tensión y la intensidad alcanzados dependen de la acidez de los limones y del tamaño y del metal de los objetos usados.

Metales[editar]

Sección transversal de una pila de cobre/zinc.

Otras combinaciones de metales (como magnesio y cobre) son más eficientes, pero generalmente se emplean zinc y cobre porque son razonablemente seguros y fáciles de obtener.

Usar una tira de magnesio en vez del zinc debe duplicar, aproximadamente, la corriente producida en la celda de limón (aproximadamente 240 µA con zinc y cerca de 400 µA con magnesio) y también aumenta levemente la tensión (0,97 V con zinc y 1,6 V con magnesio).

Otras frutas y vegetales[editar]

Batería de patata.

Una alternativa común a los limones es la patata[4]​ o a veces manzanas. Puede usarse cualquier fruta o vegetal que contenga ácido u otro electrolito, pero se prefieren los limones debido a su mayor acidez.[5]

Diodo led[editar]

En términos generales, pueden considerarse de forma aproximada los siguientes valores de voltaje para los diodos led:[6]

  • Rojo = 1,8 a 2,2 voltios.
  • Anaranjado = 2,1 a 2,2 voltios.
  • Amarillo = 2,1 a 2,4 voltios.
  • Verde = 2 a 3,5 voltios.
  • Azul = 3,5 a 3,8 voltios.
  • Blanco = 3,6 voltios.

La Intensidad de corriente está comprendida entre 10 y 20 mA.[7]

Para alargar la vida de los led´s (y de todos los componentes en general), se pueden seguir algunos consejos:[7]

  • No hacerlos trabajar al límite. Si un LED indica que permite un paso de corriente de máximo 20 mA, es una buena práctica no exceder el límite de 15 mA.
  • Así mismo, a más voltaje más luz darán, pero también se calentarán más y su vida durará menos.

Véase también[editar]

Referencias[editar]

Enlaces externos[editar]