Eine Zitronebatterie ist eine Batterie, die in Experimenten verwendet ist, die in vielen Wissenschaftslehrbüchern um die Welt vorgeschlagen sind. Es wird durch das Einfügen zwei verschiedener metallischer Gegenstände, zum Beispiel ein galvanisierter Nagel und einer Kupfermünze in eine Ion-Brücke gemacht (zum Beispiel eine Zitrone, eine Kartoffel oder Papier haben Salz-Wasser oder Säure eingesaugt). Die Kupfermünze dient als die positive Elektrode oder Kathode und der galvanisierte Nagel als die elektronerzeugende negative Elektrode oder Anode. Diese zwei Gegenstände arbeiten als Elektroden, eine elektrochemische Reaktion verursachend, die einen kleinen potenziellen Unterschied erzeugt. Der Ursprung der Zitrone und Kartoffelbatterien ist unbekannt.

Das Ziel dieses Experimentes ist, Studenten zu zeigen, wie Batterien arbeiten. Nachdem die Batterie gesammelt wird, kann ein Vielfachmessgerät verwendet werden, um die erzeugte Stromspannung zu überprüfen. Für eine mehr sichtbare Wirkung, erzeugt zu werden, können einige Zitronezellen verbunden der Reihe nach verwendet werden, um ein GEFÜHRTES Standardrot anzutreiben. Leuchtfeuer-Zwiebeln werden allgemein nicht verwendet, weil die Zitronebatterie den Betrag des Stroms nicht erzeugen kann, der erforderlich ist, solche Zwiebeln anzuzünden. Digitaluhren können arbeiten, so, und einige toymakers bieten kleine Bastelsätze mit einer Uhr an, die durch zwei Kartoffeln oder Zitronen angetrieben werden kann.

Energiequelle

Die Energie für die Batterie kommt aus der chemischen Änderung im Zink (oder anderes Metall), wenn ausgestellt, zu einer Säure. Die Energie kommt aus der Zitrone oder Kartoffel nicht. Das Zink wird innerhalb der Zitrone oxidiert, einige seiner Elektronen mit der Säure austauschend, um einen niedrigeren Energiestaat zu erreichen, und die veröffentlichte Energie die Macht zur Verfügung stellt.

In der aktuellen Praxis wird Zink durch electrowinning des Zinksulfats oder die pyrometallurgic Verminderung von Zink mit Kohlenstoff erzeugt, der einen Energieeingang verlangt. Die in der Zitronebatterie erzeugte Energie kommt daraus, diese Reaktion umzukehren, etwas vom Energieeingang während der Zinkproduktion wieder erlangend.

Berechnungen

Als sie

angenommen hat, dass Zink und Kupferelektroden verwendet werden (wie eine Kupfermünze und ein Zink hat Nagel gepanzert) dann, konnte eine Zitrone etwa 0.9 Volt erzeugen.

Der Strom hängt von der Größe der Elektroden verwendet und die Kraft der Ion-Brücke ab.

Als ein Beispiel, wenn wir einige Annahmen über die Säure der Zitrone und die Größe der Elektroden machen, konnte ein Strom von 0.0003 Ampere erzeugt werden.

Volt x Ampere = Watt

1 Zitrone: 0.9 Volt x 0.0003 Ampere = 0.00027 Watt

Leuchtfeuer-Zwiebel: 2.4 Volt x 0.5 Ampere = 1.2 Watt, oder ungefähr 5,000 Zitronen

Halogen-Zwiebel: 12 Volt x 0.83 Ampere = 10 Watt, oder ungefähr 37,000 Zitronen

Rote GEFÜHRTE Zwiebel: 1.7 Volt x 0.0005 Ampere = 0.00085 Watt, oder drei Zitronen der Reihe nach

Reaktionen

In einer Zitronebatterie kommen sowohl Oxydation als auch die Verminderung vor. Ziehen Sie den Fall einer Zinkkupferbatterie in Betracht; diese Batterie ist den ursprünglichen "einfachen voltaic Zellen ähnlich, die" von Alessandro Volta erfunden sind. An der Anode wird metallisches Zink oxidiert, und geht in die acidic Lösung als Ionen von Zn ein:

:Zn → Zn + 2 e.

An der Kupferkathode werden Wasserstoffionen (solvated Protone von der acidic Lösung) reduziert, um molekularen Wasserstoff zu bilden:

:2H + 2e → H.

Schwankungen

Kartoffeln, Äpfel, Sauerkraut oder jede andere Frucht oder Gemüse-, Säure oder anderen Elektrolyt enthaltend, können verwendet werden, aber Zitronen werden wegen ihrer höheren Säure bevorzugt. In Kartoffeln, zum Beispiel, ist der Elektrolyt phosphorige Säure, während in Zitronen es Zitronensäure ist. Andere nichtrostige Metallkombinationen (wie Magnesium-Kupfer) sind wirksamer; zum Beispiel vergrößert das Verwenden eines Magnesium-Streifens statt Zinkes die Stromspannung von 0.9 Volt bis 1.3 Volt mit Magnesium. Jedoch werden Zink und Kupfer gewöhnlich bevorzugt, weil sie vernünftig sicher und leicht sind vorzuherrschen.

Populäre Kultur

Im Spielportal 2 wurde der A.I. von GLaDOS in eine Kartoffelbatterie geführter Computer eingebettet.

In der NCIS Jahreszeit 7 Episode "Macht Unten", Forensische Technologie verwendet Abby Schito Zitronen, um ihr Stereo anzutreiben.

In der Knochen-Jahreszeit 6 Episode "Die Gedächtnislücke im Schneesturm," bauen Angela und das andere "Schielen" eine massive Kartoffelbatteriereihe in einem Versuch, ein Mobiltelefon anzutreiben. Die kläglich niedrige Produktion solch eines Systems illustrierend, ist es für nur eine Hand voll von Sekunden erfolgreich, während man Dutzende von Kartoffeln verwendet.

Siehe auch

• Alessandro Volta
• Elektrochemische Zelle
• Galvanische Zelle
• Galvanische Korrosion
• Lasagne-Zelle
• Penny-Batterie

Außenverbindungen

• Kartoffelbatterie
• Orangenbatterievideo
• Kartoffelbatterievideo
• Machen Sie eine einfache Zitronebatterie