Как добыть электричество из лимона?

Фруктовые батарейки

Моя работа посвящена необычным источникам энергии. В интернете я прочитал о том, что индийские ученые работают над созданием необычных батареек для несложной бытовой техники с низким потреблением энергии. Внутри этих батареек должна быть паста из переработанных бананов и апельсиновых корок. Одновременное действие четырех таких батареек позволяет запустить стенные часы, а для ручных часов хватит одной такой батарейки. Еще я узнал, что компания Sоnу на научном конгрессе в США представила батарейку, работающую на фруктовом соке.

Если «заправить» такую батарейку 8 мл сока, то она сможет проработать в течение одного часа. Применяться новинка может в плеерах, мобильных телефонах.А группа ученых из Великобритании создала компьютер, источником питания для которого является картошка. За основу был взят старый компьютер с маломощным процессором Iпtе1 386. В него вместо жесткого диска поставили карту памяти на 2 мегабайта. Питается это устройство 12 картофелинами, которые меняются каждые 12 дней.

Я задумался над вопросом, зачем люди тратят время на создание «фруктовых» батареек, ведь уже создано большое разнообразие  батареек, аккумуляторов и других элементов питания. Ответ показался мне очевидным. Мы очень часто покупаем элементы питания для игрушек, часов, фонариков, телефонов. На это тратятся денежные средства. Возможно, что можно заменить дорогие гальванические элементы самодельными фруктовыми и овощными батарейками, тогда будет экономия.Если верить интернет-источникам, то когда у меня дома отключат электричество, я смогу некоторое время освещать его при помощи лимонов.

Я решил проверить лично, возможно такое или нет.В данном проекте мною была исследована возможность получения источников питания из фруктов и овощей.

Я поставил перед собой следующие задачи:

1. Создать фруктовые и овощные батарейки. 2. Экспериментально определить  напряжение  таких батареек.3. Выяснить, от чего зависят электрические свойства таких батареек.

4. Постараться зажечь лампочку с помощью фруктовой батарейки.

Эксперимент по созданию батареек

Для создания фруктовых батареек мне понадобились:- Фрукты и овощи- Медная проволока- Канцелярские скрепки- Мультиметр – прибор для измерения силы тока и напряженияВоткнем в лимон скрепку, а к ней подсоединим проволоку. Еще одну проволоку просто воткнем в лимон. Свободные концы проводов соединим с мультиметром. Он регистрирует напряжение 0,49 В. Значит лимон может выполнять роль источника тока.

Затем я провел опыты с киви, бананом, картофелем, грушей, помидором, огурцом, луковицей, яблоком. Эти фрукты и овощи также могут «работать» как батарейки.

Результаты измерений напряжения я занес в таблицу.

Измерения показали, что самое высокое напряжение дает груша, самое низкое – киви. Удивительно, что лимонная батарейка слабее других источников (кроме киви), хотя в сети Internet в основном рассматривается именно лимон как сырье для источников питания.
От чего же зависят электрические свойства «фруктовых батареек»?  Видимо, чтобы это выяснить, я должен узнать, как они работают.

Как работает батарейка

Первый источник электрического тока был изобретен случайно, в конце 17 века итальянским ученым Луиджи Гальвани (на самом деле целью опытов Гальвани был не поиск новых источников энергии, а исследование реакции подопытных животных на разные внешние воздействия). Явление возникновения и протекания тока было обнаружено при присоединении полосок из двух разных металлов к мышце лягушачьей лапки.

Опыты  Гальвани стали основой исследований другого итальянского ученого – Алессандро Вольта. 200 лет назад он  сформулировал главную идею изобретения. Причиной возникновения электрического тока является химическая реакция, в которой принимают участие пластинки металлов. Для подтверждения своей теории Вольта  создал нехитрое устройство из двух пластин металла (цинк и медь) и кожаной прокладки между ними, пропитанной лимонным соком.

Алессандро Вольта выявил, что между пластинами возникает напряжение. Именем этого ученого назвали единицу измерения напряжения, а его фруктовый источник энергии стал прародителем всех нынешних батареек, которые  в честь Луиджи Гальвани называют теперь гальваническими элементами.

Когда цинковый винт контактирует с лимонной кислотой, начинаются две химические реакции. Одна реакция – окисление: кислота начинает забирать атомы цинка с поверхности винта.

Два электрона уходят с каждого атома цинка, придавая атому положительный заряд.

Заряженные атомы цинка – ионы цинка, остаются в лимоне: в темной области около винта через некоторое время.

Другая реакция – восстановление, в ней задействованы положительно заряженные атомы водорода – ионы водорода в лимонной кислоте около винта.

Ионы принимают электроны, высвобождаемые в ходе окислительной реакции с образованием водорода, который можно увидеть в виде пузырьков около винта.
Ионы водорода называют окислителями, потому что они отнимают электроны цинка.

Медная монета – тоже окислитель. В действительности, она даже больший окислитель, чем ионы водорода в лимонной кислоте. То есть медь может притягивать многие свободные электроны, испускаемые цинком. Но процесс не происходит до тех пор, пока между медным и цинковым электродами нет связи. Когда между электродами устанавливается электрическая связь (провод), то медь притягивает электроны из винта и возвращает их через цепь.Движение электронов по цепи – электрический ток.

Условно было принято за направление движение электронов: ток от отрицательного полюса батарейки или электрического элемента к положительному. Поэтому цинк (источник элетронов) – отрицательный полюс в лимонной батарейке, а медь – положительный.

Напряжение лимонной батарейки вызывается разницей между способностью цинка и меди отдавать электроны. Электрический ток, выдаваемый батарейкой, среди всего прочего, зависит от количества электронов, спускаемых химической реакцией.

От чего зависят электрические свойства «фруктовых» батареек

Итак, выяснив принцип работы батареек, я прихожу к выводу, что необходимым условием работы батарейки является присутствие  ионов водорода в овощном и фруктовом соке. Я узнал ( www.wikipedia.org ), что мерой активности ионов водорода в растворе является его кислотность. Значит, на электрические характеристики созданных мною батареек влияет кислотность овощей и фруктов. Поэтому я исследовал зависимость силы тока, даваемой моими источниками от кислотности продукта.
Кислотность я определял с помощью лакмусового индикатора со шкалой. Силу тока измерял мультиметром. Результаты измерений приведены ниже.

Результаты показывают:1. Фруктовые батарейки дают очень слабый ток в цепи2. Значение силы тока зависит от кислотности продукта. Чем больше кислотность, тем больше сила тока.

3. При одинаковой кислотности значения сил тока различаются, значит сила тока зависит еще от каких-то факторов.

Таким образом, я бы порекомендовал в качестве батарейки в непредвиденной ситуации использовать лук репчатый.

Практическое использование батареек

Но будет ли гореть лампочка, если питать ее от фруктового источника?  Я взял лампочку на  3,5 В и 0,26 А. В качестве источника взял картофель, как наиболее доступный овощ. Одна картофелина дает напряжение порядка 0,5 В. От одной лампочка не загорится.

Но я прочитал, что если соединить несколько фруктовых батареек последовательно, это увеличит напряжение пропорционально количеству взятых фруктов. Поэтому в нашем случае мне необходимо как минимум семь картофелин. Лампочка не загорелась. Не загорелась она и при большем количестве картошин. Это вполне объяснимо, ведь токи в такой цепи очень слабые и недостаточны.

Заменим лампочку на светодиод (1,5 В).

Экспериментируя с разным количеством картошин, я добился, чтобы он загорелся. Картошин было семь.

Мне также удалось заставить работать  электронные часы, которые используют в качестве батарейки лимоны. Это очень остроумно, можно сделать кому-нибудь подарок и удивить.

В дальнейшем я также планирую выяснить, сколько лимонов потребуется для работы калькулятора.

Выводы

Работа, которой я занимался, показалась мне очень интересной. Я смог ответить на все интересовавшие меня вопросы.Так, проведенные эксперименты подтверждают гипотезу о возможности создания источников питания из фруктов и овощей.Такие батарейки могут использоваться для работы приборов с низким потреблением энергии.Из использованных фруктов и овощей лучшими источниками электрического тока являются лимон, картофель, лук репчатый.Я убедился в том, что физика наука экспериментальная.

Я учился делать наблюдения, выдвигать гипотезы, проводить эксперимент, делать выводы. Я научился определять напряжение  внутри «вкусной» батарейки и силу тока создаваемую ею. Мне очень понравилось ставить эксперименты самому. Оценивать получившийся результат. Я заметил, что не всегда эксперимент удается, хотя теоретически так должно быть. Например, мне не удалось зажечь лампочку на 3,5 В, поэтому буду пробовать еще, пока не добьюсь результата.

А вообще, порой и не представляешь, сколько интересного происходит вокруг тебя.

Нужно только оглянуться, обратить внимание, а затем провести исследование и ответить на интересующие вопросы.

Список литературы

1. Энциклопедический словарь юного физика. -М.: Педагогика, 1991г2. Энциклопедии «История открытий» серии «Росмэн»

3. http://www.wikipedia.org

4. http://dev.planetseed.com/ru/node/28491
5. http://chemistry-chemists.com/Video/Fruit-battery.html
6. http://lemonlife.ru/kreativ_iz_limonov/batarejka_iz_limona
7. http://gadgetforgeek.com.ua/sdelat-gadget-svoimi-rukami-fruktovye-chasy
8. http://obozrevatel.com
9. Карл Снайдер. Необычная химия обычных вещей (3-е изд.), 1998

Выполнил:Сироткин Георгий

Ученик 8 «В» класса

Руководитель:Сугробова Наталья Викторовна,

учитель первой категории

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение
средняя образовательная  школа №128

Г. Нижний Новгород

Презентация: http://static.livescience.ru/batteries/presentation.pdf

Источник: https://livescience.ru/%D0%A1%D1%82%D0%B0%D1%82%D1%8C%D0%B8:%D0%A4%D1%80%D1%83%D0%BA%D1%82%D0%BE%D0%B2%D1%8B%D0%B5-%D0%B1%D0%B0%D1%82%D0%B0%D1%80%D0%B5%D0%B9%D0%BA%D0%B8

Как сделать батарейку из лимона, проводим эксперимент

Батарейка или гальванический элемент – это химический источник электрического тока. Все батарейки, продающиеся в магазинах, по сути, имеют одинаковую конструкцию. В них используются два электрода из разного состава.

Основным элементом для отрицательного вывода (анода) солевых и щелочных батареек является цинк, а для их положительного (катода) – марганец. Катод литиевых батареек изготавливается из лития, а для анода используются самые различные материалы.

Между электродами батареек расположен электролит. Состав его различен: для солевых батареек, имеющих самый низкий ресурс, используется хлорид аммония. Для изготовления щелочных батареек применяют гидроксид калия, а в литиевых батарейках используется органический электролит.

Самодельная батарейка из подручных средств

При взаимодействии электролита с анодом вблизи него образуется избыток электронов, создающий разность потенциалов между электродами.

При замыкании электрической цепи количество электронов за счет химической реакции постоянно пополняется, и батарейка поддерживает протекание тока через нагрузку.

При этом материал анода постепенно коррозирует и разрушается. При полной его выработке ресурс батарейки оказывается исчерпан.

Несмотря на то, что состав батареек сбалансирован производителями для обеспечения долгой и стабильной их работы, изготовить элемент питания можно и самому. Рассмотрим несколько способов, как можно сделать батарейку своими руками.

Способ первый: батарейка из лимона

Эта самодельная батарейка будет использовать электролит на основе лимонной кислоты, содержащаяся в мякоти лимона. Для электродов возьмем медную и железную проволочки, гвозди или булавки. Положительным будет медный электрод, а отрицательным – железный.

Лимон нужно разрезать поперек на две части. Для большей устойчивости половинки кладутся в небольшие емкости (стаканы или рюмки). Необходимо присоединить провода к электродам и погрузить их в лимон на расстоянии 0,5 – 1 см.

Теперь нужно взять мультиметр и измерить напряжение на получившемся гальваническом элементе. Если его недостаточно, то потребуется еще изготовить своими руками несколько одинаковых лимонных батареек и соединить их последовательно с помощью тех же проводов.

Способ второй: банка с электролитом

Для сборки своими руками устройства, похожего по конструкции на первую батарейку в мире, понадобится стеклянная банка или стакан. Для материала электродов используем цинк или алюминий (анод) и медь (катод).

Для увеличения эффективности элемента их площадь должна быть максимально большой.

Провода лучше будет припаять, но к электроду из алюминия провод придется прикрепить заклепкой или болтовым соединением, так как паять его сложно.

Электроды погружаются внутрь банки так, чтобы они не соприкасались друг с другом, и концы их находились выше уровня банки. Лучше их зафиксировать, установив распорку или крышку с прорезями.

• Для электролита используем водный раствор нашатыря (50 г на 100 мл воды). Водный раствор аммиака (нашатырный спирт) – это не тот нашатырь, который используется для нашего опыта.
• Нашатырь (хлористый аммоний) – это порошок без запаха белого цвета, применяющийся при пайке в качестве флюса или как удобрение.
• Второй вариант приготовления электролита – сделать 20% раствор серной кислоты. При этом нужно заливать кислоту в воду, и ни в коем случае не наоборот. Иначе вода мгновенно закипит и ее брызги вместе с кислотой попадут на одежду, лицо и глаза.

Осталось налить получившийся раствор в банку так, чтобы до краев сосуда оставалось не менее 2 мм свободного пространства. Затем при помощи тестера подобрать необходимое количество банок.

Собранный своими руками элемент питания похож по составу на солевую батарейку, так как содержит хлорид аммония и цинк.

Способ третий: медные монеты

Ингредиентами для изготовления такой батарейки своими руками являются:

1. медные монеты;
2. алюминиевая фольга;
3. плотный картон;
4. столовый уксус;
5. провода.

Нетрудно догадаться, что электроды будут медные и алюминиевые, а в качестве электролита используется водный раствор уксусной кислоты.

Монеты для начала нужно очистить от окислов. Для этого их потребуется ненадолго опустить в уксус. Затем изготавливаем кружочки из картона и фольги по размеру монет, используя одну из них в качестве шаблона. Вырезаем кружки ножницами, картонные кладем на некоторое время в уксус: они должны пропитаться электролитом.

В процессе работы этой батарейки, собранной своими руками, монеты придут в полную негодность, так что не стоит использовать нумизматический материал, представляющий культурную и материальную ценность.

Способ четвертый: батарейка в пивной банке

Анодом батарейки служит алюминиевый корпус банки из-под пива. Катодом – графитовый стержень.

Дополнительно понадобятся:

• кусок пенопласта толщиной более 1 см;
• угольная крошка или пыль (можно применить то, что осталось от костра);
• вода и обычная поваренная соль;
• воск или парафин (можно использовать свечи).

От банки нужно отрезать верхнюю часть. Затем сделать кружок из пенопласта по размеру дна банки и вставить его внутрь, заранее сделав посередине отверстие для графитового стержня.

Сам стержень вставляется в банку строго по центру, полость между ним и стенками заполняется угольной крошкой. Затем приготавливается водный раствор соли (на 500 мл воды 3 столовых ложки) и заливается в банку.

Чтобы раствор не вылился, края банки заливаются воском или парафином.

Для подключения проводов к графитовым стержням можно использовать бельевые прищепки.

Способ пятый: картошка, соль и зубная паста

Такая батарейка – одноразового применения. Она годится для того, чтобы разжечь огонь, замкнув провода накоротко для получения искры.

Для создания картофельной зажигалки понадобится:

• большая картофелина;
• два медных провода в изоляции;
• зубочистки или похожие на них тонкие щепки;
• соль;
• зубная паста.

Разрезаем картофелину пополам так, чтобы плоскость разреза имела максимально возможную площадь. В одной половинке ножом или ложкой выбираем углубление, куда засыпаем соль и добавляем зубную пасту. Смешиваем их между собой до получения однородной массы. Количество «электролита» должно быть вровень с краями углубления.

В другой половинке, которая будет верхней, прокалываем два отверстия на некотором расстоянии между собой таким образом, чтобы они оба попали в углубление с электролитом при сборке «батарейки».

В отверстие вставляем провода, предварительно зачищенные от изоляции примерно на сантиметр. Складываем половинки вместе так, чтобы концы проводов окунулись в электролит.

Зубочистками скрепляем половинки между собой.

Все описанные выше способы не являются полноценной заменой батарейки, купленной в магазине. Напряжение на самодельных элементах может колебаться и его величину невозможно точно подогнать. Долго пользоваться ими тоже не получится.

Но где-нибудь в глуши при отсутствии электричества собрать своими руками элемент питания для мобильного телефона или светодиодной лампочки каждому вполне по силам. Естественно, при наличии соответствующих материалов под рукой.

https://www.youtube.com/watch?v=OZ-T_46g9Do

Способы как сделать батарейку в домашних условиях – неплохая иллюстрация работы гальванических элементов. Сборка их своими руками доступна школьникам на уроках физики.

Источник:

Батарейка из лимона

• Перед началом опыта наденьте защитные перчатки и очки.
• Проводите эксперимент на подносе.

Общие правила безопасности

• Не допускайте попадания химических реагентов в глаза или рот.
• Не допускайте к месту проведения экспериментов людей без защитных очков, а также маленьких детей и животных.
• Храните экспериментальный набор в месте, недоступном для детей младше 12 лет.
• Помойте или очистите всё оборудование и оснастку после использования.
• Убедитесь, что все контейнеры с реагентами плотно закрыты и хранятся по правилам после использования.
• Убедитесь, что все одноразовые контейнеры правильно утилизированы.
• Используйте только оборудование и реактивы, поставляемые в наборе или рекомендуемые текущими инструкциями.
• Если вы использовали контейнер для еды или посуду для проведения экспериментов, немедленно выбросьте их. Они больше не пригодны для хранения пищи.

Информация о первой помощи

• В случае попадания реагентов в глаза тщательно промойте глаза водой, при необходимости держа глаз открытым. Немедленно обратитесь к врачу.
• В случае проглатывания промойте рот водой, выпейте немного чистой воды. Не вызывайте рвоту. Немедленно обратитесь к врачу.
• В случае вдыхания реагентов выведите пострадавшего на свежий воздух.
• В случае контакта с кожей или ожогов промывайте поврежденную зону большим количеством воды в течение 10 минут или дольше.
• В случае сомнений немедленно обратитесь к врачу. Возьмите с собой химический реагент и контейнер от него.
• В случае травм всегда обращайтесь к врачу.

Рекомендации для родителей

• Неправильное использование химических реагентов может вызвать травму и нанести вред здоровью. Проводите только указанные в инструкции эксперименты.
• Данный набор опытов предназначен только для детей 12 лет и старше.
• Способности детей существенно различаются даже внутри возрастной группы. Поэтому родители, проводящие эксперименты вместе с детьми, должны по своему усмотрению решить, какие опыты подходят для их детей и будут безопасны для них.
• Родители должны обсудить правила безопасности с ребенком или детьми перед началом проведения экспериментов. Особое внимание следует уделить безопасному обращению с кислотами, щелочами и горючими жидкостями.
• Перед началом экспериментов очистите место проведения опытов от предметов, которые могут вам помешать. Следует избегать хранения пищевых продуктов рядом с местом проведения опытов. Место проведения опытов должно хорошо вентилироваться и находиться близко к водопроводному крану или другому источнику воды. Для проведения экспериментов потребуется устойчивый стол.
• Вещества в одноразовой упаковке должны быть использованы полностью или утилизированы после проведения одного эксперимента, т.е. после открытия упаковки.

Источник: https://akkummaster.com/prochee/batarejka-iz-limona.html

Источники питания: полтора лимона

Скромная энергетика лимонной батареи компенсируется внешностью и запахом.Скромная энергетика лимонной батареи компенсируется внешностью и запахом.

Под лимоном в последнее время понимают вовсе не цитрусовый плод, а аппетитную пачку денег — на покупку аккумулятора ее точно хватит. Однако же и обыкновенный лимон способен вырабатывать ток — даром что кислота в нем не серная, а… Какая, кстати? Лимонная?

Собираем батарею

Рецепт известен: две пластинки из разных металлов, например из меди и цинка, воткнуть в беззащитный фрукт. Почему обязательно из разных? Для протекания тока нужна асимметрия: одинаковые электроды поведут себя одинаково, толку от их соседства будет мало.

А вот цинк и медь растворяются в кислоте с разной скоростью, и соответствующие электроды приобретают различные электрические потенциалы. У меди он ниже, к ней и двинутся электроны. Если соединить пластинки между собой, то вольтметр, подключенный в такую цепь, покажет наличие напряжения.

Забавный факт: за направление электрического тока в электротехнике условно принимают не движение толпы электронов, а прямо противоположное ему. Таким образом, в нашем эксперименте медный электрод получает знак «+», а цинковый — знак «-».

Запросы растут

Четырех лимонов хватит для пробуждения к жизни индикаторного светодиода. А сколько их потребуется, чтобы крутануть стартер? Давайте прикинем. Испытанный нами цитрус выдал примерно 0,8 В — значит, для напряжения в 12 В понадобится 15 лимонов, включенных один за другим. И всё бы хорошо, но ток, рождаемый одним, даже самым «сильным» лимончиком, составляет от силы 1 мА! Чтобы выжать хотя бы сотню ампер, нужно увеличить число плодов в сто тысяч раз — получается полтора миллиона лимонов. Неудивительно, что под капотами вместо ящиков с цитрусовыми обосновались свинцовые аккумуляторы.

Электроды свинцового аккумулятора тоже разные: отрицательный сделан из порошкообразного свинца, а положительный — из пасты его двуокиси. Они погружены уже не в мякоть лимона, а в раствор серной кислоты — электролит. По мере разряда оба электрода постепенно становятся одинаковыми, превращаясь в так называемый сульфат свинца PbSO4, потребляя серу из электролита, чья плотность уменьшается. С течением времени он всё ближе к дистиллированной воде. Когда оба электрода станут одинаковыми, никакого тока из аккумулятора уже не выжмешь (как и из лимона с двумя одинаковыми пластинками внутри).

Чтобы зарядить аккумулятор, к нему подключают внешний источник электроэнергии. Происходит обратный процесс: сера возвращается в электролит, а оба электрода постепенно восстанавливаются до первоначального состава. Но лимон так не подзарядить.

Конечно, все описанное — сильно упрощенная модель современной батареи. Для придания ей вибростойкости, долговечности, снижения саморазряда в свинцовый сплав вводят небольшие количества сурьмы, кальция, ряд других присадок. Очень важна чистота электролита: даже ничтожные примеси меди и особенно железа резко ускоряют саморазряд, поэтому воду из-под крана доливать никак нельзя.

Так называемые кальциевые аккумуляторы — по сути, те же свинцовые, но с небольшой добавкой упомянутого металла. Их преимущества: очень низкий саморазряд (это позволяет хранить на складах уже залитые и готовые к работе батареи) и меньшая склонность к выкипанию электролита при зарядке (аккумулятор становится практически необслуживаемым).

Это пригодится

На морозе химические процессы замирают, поэтому батарея не только хуже отдает ток, но и отказывается принимать заряд. Отсюда и неожиданные отказы крутить стартер: если поездки кратковременны, электролит не успевает прогреться — заряд не восстанавливается.

При этом генератор работает исправно, но красная лампочка отсутствия зарядки не загорается. Еще одна зимняя особенность.

Помните, мы говорили о падении плотности электролита и превращении активной массы электродов в сульфат свинца? И то и другое увеличивает внутреннее сопротивление аккумулятора — при большой нагрузке изрядная часть вольтов останется в батарее, а не пойдет на стартер.

А слабо поставить на машину мощную батарею — от танка? Если она, конечно, влезет. Эффект будет скромным: при коротких зимних поездках такой аккумулятор все равно мало-помалу разрядится, разве что позже штатного. В заряженном состоянии он, конечно, сможет дольше крутить стартер. Но это нужно лишь тем, у кого машина неисправна: то ли свечи заливает, то ли искры нет… Обладателям же мощной «музыки» лучше озаботиться подбором генератора, соответствующего энергопотреблению: в нормальном режиме именно он обеспечивает всех потребителей, а вовсе не батарея!

Лимоны же оставим для чаепития. Каждый должен заниматься своим делом.

Источник: https://www.zr.ru/content/articles/416999-istochniki_pitanija_poltora_limona/

Батарейка из лимона

• Перед началом опыта наденьте защитные перчатки и очки.
• Проводите эксперимент на подносе.

Общие правила безопасности

• Не допускайте попадания химических реагентов в глаза или рот.
• Не допускайте к месту проведения экспериментов людей без защитных очков, а также маленьких детей и животных.
• Храните экспериментальный набор в месте, недоступном для детей младше 10 лет.
• Помойте или очистите всё оборудование и оснастку после использования.
• Убедитесь, что все контейнеры с реагентами плотно закрыты и хранятся по правилам после использования.

• Убедитесь, что все одноразовые контейнеры правильно утилизированы.
• Используйте только оборудование и реактивы, поставляемые в наборе или рекомендуемые текущими инструкциями.
• Если вы использовали контейнер для еды или посуду для проведения экспериментов, немедленно выбросьте их. Они больше не пригодны для хранения пищи.

Информация о первой помощи

• В случае попадания реагентов в глаза тщательно промойте глаза водой, при необходимости держа глаз открытым. Немедленно обратитесь к врачу.
• В случае проглатывания промойте рот водой, выпейте немного чистой воды.

  Не вызывайте рвоту. Немедленно обратитесь к врачу.

• В случае вдыхания реагентов выведите пострадавшего на свежий воздух.
• В случае контакта с кожей или ожогов промывайте поврежденную зону большим количеством воды в течение 10 минут или дольше.
• В случае сомнений немедленно обратитесь к врачу. Возьмите с собой химический реагент и контейнер от него.
• В случае травм всегда обращайтесь к врачу.

Рекомендации для родителей

• Неправильное использование химических реагентов может вызвать травму и нанести вред здоровью. Проводите только указанные в инструкции эксперименты.

• Данный набор опытов предназначен только для детей 10 лет и старше.
• Способности детей существенно различаются даже внутри возрастной группы. Поэтому родители, проводящие эксперименты вместе с детьми, должны по своему усмотрению решить, какие опыты подходят для их детей и будут безопасны для них.
• Родители должны обсудить правила безопасности с ребенком или детьми перед началом проведения экспериментов. Особое внимание следует уделить безопасному обращению с кислотами, щелочами и горючими жидкостями.

• Перед началом экспериментов очистите место проведения опытов от предметов, которые могут вам помешать. Следует избегать хранения пищевых продуктов рядом с местом проведения опытов. Место проведения опытов должно хорошо вентилироваться и находиться близко к водопроводному крану или другому источнику воды. Для проведения экспериментов потребуется устойчивый стол.
• Вещества в одноразовой упаковке должны быть использованы полностью или утилизированы после проведения одного эксперимента, т.е. после открытия упаковки.

Сок около магниевой пластины шипит. Это нормально?

Всё хорошо.

Магний – активный металл, и он взаимодействует с лимонной кислотой с образованием цитрата магния и выделением водорода.

У меня нет целого лимона. Хватит ли части лимона для опыта?

Используйте то, что у вас есть. Главное расположить магний и медь так, чтобы они не соприкасались.

Пищалка не издает звуков. Что делать?

Для начала убедитесь, что вы присоединили медный стержень к красному крокодилу, а полоску магния — к черному крокодилу.

Во-вторых, проверьте, что красный крокодил зажимает красный проводок пищалки, а черный крокодил — черный проводок.

Очень важно, чтобы крокодилы зажимали металлическую часть провода, а не его изоляцию.

Подсоедините оба металла к пищалке.

Воткните металлы в мякоть лимона и слушайте!

Твердые отходы эксперимента утилизируйте вместе с бытовым мусором. Растворы слейте в раковину и затем тщательно промойте ее водой.

Если батарейка из лимона заряжает пищалку, то логично предположение, что с достаточным количеством лимонов вы можете обеспечить энергией свой дом. Только не спешите в магазин за лимонами! На самом деле, роль лимона не столь значима в этой батарейке. Все происходит благодаря двум разным металлам, погруженным в лимонный сок — именно они и производят электричество.

В чем секрет? В любом осязаемом объекте есть электроны , но у металлов все по-особенному: внутри них часть электронов может свободно перемещаться, а иногда и перебегать от одного металла к другому. Более того, электроны удерживаются разными металлами по-разному. Медь легко перетягивает отдельные электроны от магния через провод , создавая электрический ток. А вот магний со своими электронами расставаться не хочет.И здесь в игру вступает лимон.

Частицы магния со «сбежавшими» электронами (ионы магния Mg2+ ) могут отделиться от полоски металла в лимонный сок, давая возможность электронам переходить от Mg к Cu. Чтобы принять ионы Mg2+, лимонному соку нужно избавиться от некоторых положительных ионов. Хорошо, что в нем содержится много лимонной кислоты, которая легко отдает ионы H+ , как и другие кислоты. Часть этих ионов может забирать электроны у меди  и превращаться в молекулы водорода H2 . Они же, в свою очередь, становятся пузырьками газа и покидают раствор.

А электроны переходят по проводу, и от этого звенит пищалка, пока кусочек магния полностью не растворится.

Что, если вам срочно нужен источник электричества, а под рукой нет меди Cu и магния Mg? Не переживайте! Подойдут и другие пары металлов. Чтобы подобрать хорошую пару, воспользуйтесь так называемым «электрохимическим рядом активности металлов». Металлы в этом ряду будут отдавать электроны всем металлам, стоящим справа от них (так же, как магний отдавал электроны меди). Чем дальше металлы находятся друг от друга, тем лучше они будут делиться электронами по проводу.

Если так получилось, что под рукой нет лимона, воспользуйтесь любым сочным фруктом, овощем или любым раствором с большим количеством ионов. Подойдут подсоленная вода, минералка или сок.

Как насчет огуречной батарейки из алюминия и серебра? Или лимонадной из цинка и золота? Создайте свою батарейку с помощью того, что найдете дома! Попробуйте использовать два элемента, чтобы зажечь светодиод, как в опыте «Элемент Даниеля». Учтите, что более активные металлы будут медленно растворяться и использованные фрукт или напиток нельзя будет употреблять в пищу.

Почему пищалка начинает работать?

Пищалка начинает звучать, как только в проводах появляется электрический ток. Но откуда он берется? Вставляя в лимон магниевую пластину и медный стержень, мы создаем гальванический элемент — химический источник тока. Его мощности достаточно, чтобы заставить пищалку работать.

Как работает батарейка из лимона?

Гальванический элемент, который мы создаем в этом эксперименте, работает благодаря значительной разнице в реакционной способности (или активности) магния и меди. Магний — очень активный металл, и каждый его атом легко избавляется от двух электронов, образуя ионы магния Mg2+. Атомам магния недостает электронов, поэтому магниевая пластинка становится положительно заряженной.

Магний активнее меди, поэтому, если эти два металла входят в одну электрохимическую ячейку, электроны в ней будут перемещаться от магния к меди через пищалку. Именно благодаря такому перемещению электронов ячейка работает. Электроны — отрицательно заряженные частицы, поэтому на медном стержне будет накапливаться избыточный отрицательный заряд.

В таких условиях и медь, и магний чувствуют себя некомфортно, но на помощь приходит лимон. То есть не сам лимон, а его сок, содержащий лимонную кислоту. В растворе лимонная кислота частично распадается на цитрат-анионы и ионы водорода H+ (протоны). Другими словами, лимонный сок работает как раствор электролита, то есть раствор, способный проводить электрический ток. Затем протоны забирают у медного стержня избыточные электроны и образуют молекулы водорода:

2H+ + 2e → H2

Mg0 – 2e → Mg2+

Ионы магния будут переходить в раствор, пока магниевая пластинка полностью не растворится.

Как работает раствор электролита?

Как правило, электролитом является вещество, способное распадаться на ионы при растворении. Образованный при этом раствор называется раствором электролита. Лимонная кислота — не единственное вещество, которое работает как электролит. Электролитом может быть хлорид натрия (поваренная соль) или практически любая водорастворимая соль. При растворении электролита образуются и отрицательно (анионы), и положительно (катионы) заряженные ионы. Они помогают поддерживать баланс между зарядами в ячейке, убирая избыточный положительный или отрицательный заряд с металлических пластинок. Без такого баланса батарейка не смогла бы работать.

Какие металлы можно использовать в этом эксперименте?

В ряду активности металлов наиболее активные расположены слева, а менее активные — справа:

Li → K → Ba → Ca → Mg → Al → Zn → Fe → Sn → Pb → H → Cu → Hg → Ag → Pt → Au

Электроны перемещаются от более активного металла к менее активному, поэтому батарейка будет работать, если два металла в ней будут значительно различаться по активности. Например, другой парой металлов, которая подошла бы для эксперимента, были бы медь и цинк.

Источник: https://melscience.com/RU-ru/experiments/electricity-v2_lemon/