LA PILA LIMONERA
Pepe Carbó, Mar García: Física y Química
Carmen Desco: Tecnología
I.E.S. MARJANA CHIVA
Valencia
Manuel Mota Caparrós: Procedimientos de Diagnóstico
Clínico y Biología y Geología
Introducción:
En la sociedad en que vivimos somos dependientes de la energía. La electricidad ha supuesto un avance muy importante para el hombre en los últimos años. Debemos conocer cómo se obtiene, cómo se transporta y que este hecho repercute directamente en cómo tratamos nuestro planeta. Por tanto es necesario pensar en un uso adecuado de la electricidad y la obtención de energía sostenible.
Proponemos realizar una pila con limones para explicar el funcionamiento de las pilas o baterías, porqué obtenemos corriente eléctrica y qué fenómenos se producen.
Esperamos obtener un voltaje máximo de unos 2 o 3 voltios y 5 mA con varios limones (que es un voltaje muy por debajo del que necesitamos cualquier día de nuestra vida) y así concienciar por tanto a los alumnos del uso responsable de la electricidad que tenemos en casa.
Objetivos:
• Aprender a trabajar en grupo.
• Respetar a los compañeros en el aula y en el laboratorio.
• Proponer ideas para explicar lo que observamos.
• Experimentar con cosas de la vida cotidiana.
• Descubrir la metodología de la investigación.
• Conocer un poco más la electricidad y cómo se produce.
• Cómo funcionan las pilas, sus diferentes tipos y la importancia de su reciclado.
• Conocer las reacciones químicas que se producen.
• Conocer mejor las propiedades de los limones.
• Observar diferencias entre las dos clases que van a realizar el proyecto 3º ESO y 3º ESO de diversificación curricular en un IES público.
Relación del tema propuesto con el curriculo del Curso:
El proyecto lo van a realizar en el Ámbito Científico y en las asignaturas de Física y Química y Tecnología, de dos clases de 3º ESO, siendo una clase de diversificación curricular.
El proyecto está relacionado con el currículo de 3º ESO en:
• El método científico.
• Trabajo en el laboratorio.
• La reacciones químicas.
• La química en la sociedad y el medioambiente.
• La energía, electricidad y circuitos eléctricos.
• Uso de las TIC en el aula.
Breve descripción del proyecto:
Se pretende realizar una pila con limones y encender un led, una calculadora o cualquier otro aparato electrónico y comprobar el voltaje y la corriente eléctrica.
El proyecto se va a realizar en el aula, en el laboratorio y en el taller de tecnología.
El trabajo que pensamos realizar es el siguiente:
1- Construir la pila con limones y medir algunas magnitudes eléctricas básicas (I,V). 2- Comprobar que el pH del limón es ácido y determinar su acidez (asociado al grado
de madurez).
3- Observar al microscopio las partes de un limón.
4- Concienciar a los alumnos del centro de la importancia del reciclado de pilas con la realización de carteles informativos en el centro con códigos QR.
5- Iluminar un LED.
Material y recursos necesarios:
Para la pila de limones: 1- Unos 5 o 6 limones.
2- Material eléctrico: cables, clavos, piezas de cobre, bombillas led, voltímetro etc.
Para determinar la acidez y el pH del limón: 1- NaOH 0,1M
2- Zumo de limón 3- Fenoftaleína al 1% 4- pHchímetro.
Para observación al microscopio: 1- Microscopio
2- Pinzas
3- Cubre y portaobjetos.
Normas de seguridad
El NaOH es corrosivo. Reacciona con agua, ácidos y otros materiales como metales. Causa quemaduras en piel y ojos y es irritante en tracto respiratorio y digestivo.
Debe usarse gafas, guantes y bata y manejar en campana o ambientes ventilados.
Procedimiento:
Conocer las características de los limones: Determinar su pH:
• Obtener zumo de limón.
• Medir su pH con el pHchímetro.
Determinar la acidez de los limones: (valoración ácido-base del zumo de limón con NaOH 0,1M y fenoftaleína 1% como indicador).
• Obtener zumo de limón.
• Filtrar el zumo. (5 ml de zumo).
• Añadir al zumo de limón 2-5 gotas de fenoftaleína al 1%.
• Llenar la bureta con NaOH 0,1M.
• Verter gota a gota el NaOH sobre la solución de zumo con fenoftaleína que es incolora hasta que cambie a color rosa.
• El volumen de NaOH gastado se multiplica por un factor que es 1,28 para obtener los gramos de ácido cítrico por litro de zumo.
Observar al microscopio el tejido de un limón:
• Cortar un trozo de la pulpa de un limón.
• Colocar el tejido de limón con las pinzas en un porta objetos.
• Cubrir con un cubreobjetos.
• Observar al microscopio óptico.
Montar la pila con limones:
• Coger los limones.
• Colocar a cada limón un clavo y un electrodo de cobre.
• Conectar los limones con cables del clavo de un limón al cobre del siguiente limón.
• Cerrar el circuito conectando el voltímetro y una bombilla de led.
• Comprobar el voltaje y si se enciende la bombilla.
Tiempo necesario para desarrollar esta práctica:
Cuestiones previas y motivadoras para los alumnos:
¿Por qué proponemos una pila con limones? ¿Se produce electricidad?
¿Podemos cambiar de fruta?
¿Cómo conectamos los limones, es importante?
Análisis Proyecto Experimental
1- Hemos aprendido a manejar el microscopio óptico.
Hemos observado los limones en fresco con el microscopio óptico obteniendo imágenes entre 40 y 400 aumentos. Observando las células del limón que son parecidas a las de la cebolla, son células grandes que contienen el zumo.
2- Hemos hablado del concepto de pH, de cómo medirlo, de forma cualitativa (tira de pH), y de forma cuantitativa (pHchímetro).
Hemos medido el pH del zumo de limón.
Hemos hecho una valoración ácido base para calcular la acidez del zumo de limón, gr de ácido cítrico/1 litro de zumo de limón.
3- Hemos hecho la pila con limones, utilizando placas de zinc y cobre, cables, bombillas led y hemos medido el voltaje obtenido con el polímetro
4- Hemos realizado una campaña de concienciación sobre el reciclado de pilas, con carteles, eslogan y códigos QR para informar por todo el centro.
Conclusiones del Proyecto
-El grupo de 3ºPDC ha participado de manera muy satisfactoria en este proyecto-investigación sobre la pila limonera, mostrando un gran interés y capacidad de asombro en todo momento: (al medir el pH del zumo de limón, al observar en el microscopio, al encenderse los leds con las conexiones entre limones, etc.). También ha tenido buena actitud de trabajo en grupo, como demuestra la entrega de murales con código QR sobre el reciclaje de pilas, las fichas y fotos, sus conclusiones e impresiones (todas ellas muy positivas y con ganas de repetir para otros proyectos esta forma de trabajar).
Respecto a la parte conceptual y como era de esperar, les ha costado bastante entender qué es la corriente eléctrica, tipos de conexiones, etc. Olvidando fácilmente conceptos de acidez y basicidad, relación ddp e intensidad, nombres correctos de materiales empleados, etc. En el plano personal coincido con mis alumnos/as (3º pdc), la experiencia ha sido muy buena, al ver su motivación y la de mi compañero Manuel y compañeras Carmen y Mar, que han participado como profesores en este proyecto, demostrando que la transversalidad (Física y Química, Tecnología y Farmacia) puede funcionar perfectamente.
-He seguido el método de trabajo propio de la asignatura de Tecnología. Por tanto, es un método muy práctico pero la medida de magnitudes eléctricas en años anteriores lo realizo con resistencias eléctricas y no es tan visual cómo ha sido con los limones o con las patatas. Esta vez ha sido mucho más motivador. Por tanto, para otros años continuaré con esta práctica.
La capacidad de asombro en la clase de 3º PDC ha sido mayor que en la otra clase de 3ºC y además han trabajado con más interés debido a su menor número de alumnos/as (15 frente a 25) y a sus características propias (alumnos/as con dificultades académicas, con refuerzos en cursos anteriores, el ver una repercusión directa del trabajo práctico en la nota de esta 2ª evaluación, etc.) por todo ello pienso que la experiencia ha sido muy gratificante.
Bibliografía
• Bases químicas de medio ambiente Manual de laboratorio. Mª Luisa Martín García, Sagrario Torres Cartas, Pilar Aragón Revuelta, Carmen Gómez Benito.
Editorial UPV 2004.
• Prácticas de Química general. Mercedes Esplá Moncho, Rosa Tormos Faus, María Luisa Gabernet Martí. Editorial UPV 2001.
• Indices de Madurez de frutos cítricos. Enrique Quinza Guerrero, Manuel T. López marcos. Servicio de extensión agraria Ministerio de agricultura 1978.
• Innovacción y experiencias educativas. Joaquín Ruiz Molina. IES Zaidín Vergeles Granada 2008.
• ¿Qué hay detrás del enchufe? Guía del profesor. Material didáctico Museo de las Ciencias Príncipe Felipe. Ciudad de las Artes y las Ciencias de Valencia.
• ¿Plastilina para explicar electricidad y electrónica?. Alicia Prats Martínez IES Les alfabegues 2013. Curso como motivar a los estudiantes con actividades científicas atractivas Cefire 2013.
• Descobrint L´electricitat. Eva Cebrián y Laura Redondo. Col▪legi San Josep. 2008. . Curso como motivar a los estudiantes con actividades científicas atractivas Cefire 2008.
• Ciència als Cítrics. Maribel Sánchez Prix y Manuel Sánchez Prinetti. IES 4 Tulell. 2011. . Curso como motivar a los estudiantes con actividades científicas atractivas Cefire 2011.
• Un Rollo Patatero. María Teresa Sevillano Berasategui. IES Sorolla. 2012. Curso como motivar a los estudiantes con actividades científicas atractivas Cefire 2012.
• Ficha de seguridad NaOH: http://iio.ens.uabc.mx/hojas-seguridad/hidroxido_de_sodio.pdf
• Ficha seguridad fenoftaleína: http://portales.puj.edu.co/doc-quimica/fds-labqca-dianahermith/C20H14O4.pdf
