Contextualización

La Química es una ciencia fundamental que permea todas las áreas de nuestra vida, desde los procesos biológicos que ocurren en nuestros cuerpos hasta los avances tecnológicos que impulsan el mundo moderno. En este proyecto vamos a sumergirnos en uno de los temas más fascinantes de la química: las Pilas.

Las pilas son dispositivos que convierten la energía química en energía eléctrica a través de un proceso llamado reacción de oxidación-reducción. Están compuestas por dos partes principales: el ánodo y el cátodo. En el ánodo ocurre la oxidación, que es la pérdida de electrones, y en el cátodo ocurre la reducción, que es la ganancia de electrones. Cuando conectamos un dispositivo a una pila, como una lámpara o un teléfono celular, los electrones fluyen del ánodo al cátodo, pasando por el dispositivo, y esta corriente de electrones es lo que alimenta el dispositivo.

En nuestra vida diaria, usamos pilas en innumerables dispositivos electrónicos, como teléfonos celulares, laptops, cámaras, relojes, etc. Además, las pilas también son fundamentales en aplicaciones más avanzadas, como en las sondas espaciales, en los autos eléctricos e incluso en marcapasos, que son dispositivos implantados en el cuerpo humano para regular el ritmo del corazón.

Introducción

En este proyecto, vamos a estudiar a fondo el funcionamiento de las pilas y realizar una actividad práctica para construir y probar varias pilas caseras. Te invitamos a explorar el maravilloso mundo de la química y la física y a desarrollar habilidades valiosas, como la capacidad de resolver problemas, la creatividad y el trabajo en equipo.

Sugerencia de recursos para profundizar en el tema:

• Libro "Fundamentos de Química", de Raymond Chang y Kenneth Goldsby.
• Videos de la Academia Khan sobre el tema (en portugués): Khan Academy
• Sitio Toda Matéria, con artículos sobre el tema: Toda Matéria

Actividad Práctica

Título de la Actividad: Construyendo y Probando Pilas Caseras

Objetivo del Proyecto

El objetivo de este proyecto es proporcionar a los alumnos una comprensión más profunda sobre el funcionamiento de las pilas, a través de la construcción y prueba de varias pilas caseras. Además, los alumnos también aprenderán sobre la importancia de las pilas en nuestra vida, las diversas aplicaciones de las pilas y los impactos ambientales causados por el desecho inadecuado de las pilas.

Descripción Detallada del Proyecto

Los grupos, compuestos por 3 a 5 alumnos, profundizarán en la teoría sobre el funcionamiento de las pilas, incluyendo los conceptos de oxidación-reducción, ánodo, cátodo y diferencia de potencial (ddp). Investigarán sobre las diversas aplicaciones de las pilas y los impactos ambientales causados por el desecho inadecuado de las pilas. Luego, construirán y probarán varias pilas caseras, utilizando diferentes materiales, y analizarán los resultados obtenidos.

Materiales Necesarios

• Varios tipos de frutas y verduras (como limones, papas, tomates)
• Zinc y cobre (puede obtenerse de monedas antiguas o cables)
• Cables de conexión
• Multímetro
• Lámpara LED
• Papel, lápiz y regla para anotaciones y dibujos
• Computadora con acceso a internet para investigaciones
• Libros de referencia

Paso a Paso Detallado para la Realización de la Actividad

1. Comienza el proyecto investigando y estudiando sobre el funcionamiento de las pilas, incluyendo los conceptos de oxidación-reducción, ánodo, cátodo y diferencia de potencial (ddp). Anota todo lo que consideres relevante para el proyecto.

2. Investiga sobre las diversas aplicaciones de las pilas en nuestra vida diaria y en los avances tecnológicos. Además, investiga los impactos ambientales causados por el desecho inadecuado de las pilas.

3. Ahora, con el conocimiento adquirido sobre el funcionamiento de las pilas, construye varias pilas caseras, utilizando diferentes tipos de frutas y verduras como electrolitos, y zinc y cobre como electrodos.

4. Conecta cada pila al multímetro y registra la diferencia de potencial (ddp) obtenida. Anota los resultados.

5. Conecta cada pila a una lámpara LED y observa si se enciende. Anota los resultados.

6. Compara los resultados obtenidos con las diferentes pilas e intenta explicar qué influyó en el rendimiento de cada una.

Entregas del Proyecto y cómo se Conectan con las Actividades Sugeridas

Los alumnos deben entregar al final del proyecto:

1. Documento escrito: Los estudiantes deberán redactar un documento analítico en formato de informe sobre todo el proceso de construcción y prueba de las pilas, incluyendo los siguientes temas principales:

   • Introducción: Los alumnos deben contextualizar el tema de las pilas, su relevancia y aplicación en el mundo real, y el objetivo de este proyecto. Los estudiantes también deben explicitar la importancia del tema para la sociedad, citando ejemplos cotidianos y la importancia del uso sostenible y del desecho adecuado de las pilas.

   • Desarrollo: Los alumnos deben describir la teoría detrás del funcionamiento de las pilas, explicar en detalle cómo se construyeron y probaron las pilas, presentar y discutir los resultados obtenidos e indicar la metodología utilizada.

   • Conclusiones: Los alumnos deben concluir el trabajo retomando sus puntos principales, explicitando los aprendizajes obtenidos y las conclusiones extraídas del proyecto.

   • Bibliografía: Los alumnos deben indicar las fuentes de información utilizadas para la realización del proyecto, como libros, sitios web y videos.

2. Presentación oral: Cada grupo deberá hacer una presentación oral resumiendo el trabajo realizado, presentando los resultados obtenidos y discutiendo las conclusiones.