Contextualización

Las Leyes de Faraday, también conocidas como las Leyes de la Electroquímica de Faraday, son dos fundamentos científicos establecidos por el científico Michael Faraday en el siglo XIX. La primera ley de Faraday propone que la masa de una sustancia depositada durante la electrólisis es proporcional a la cantidad de electricidad que pasa por el circuito. La segunda ley de Faraday sugiere que la cantidad de una sustancia liberada o depositada durante la electrólisis es proporcional a su masa molar, dividida por la valencia del ion.

Las Leyes de Faraday van más allá de la electrólisis y son la base para la comprensión de muchos fenómenos electroquímicos, como la formación de pilas y baterías. A través de estos principios, somos capaces de entender la relación entre la corriente eléctrica y las reacciones químicas. Además, la exploración de estas leyes también nos permite explorar la relación entre la energía, el trabajo y la carga, conceptos fundamentales en física y química.

Las Leyes de Faraday tienen diversas y notables aplicaciones en nuestra vida cotidiana. Por ejemplo, son responsables del funcionamiento de dispositivos que utilizamos diariamente, como celulares, notebooks y autos eléctricos, que dependen de baterías recargables. En la industria, la electrólisis se utiliza para la producción de metales y gases. Las Leyes de Faraday también son aplicables a motores eléctricos y generadores, fundamentales para la generación y transformación de energía eléctrica que alimenta nuestros hogares y ciudades.

Actividad Práctica: "Construyendo una Pila basada en las Leyes de Faraday"

Objetivo del Proyecto

El objetivo de esta actividad práctica es aplicar las Leyes de Faraday para construir una pila casera y utilizarla para encender una lámpara LED. Los alumnos deberán entender la teoría detrás del funcionamiento de la pila y calcular la corriente y la potencia generadas por ella.

Descripción Detallada del Proyecto

Los alumnos trabajarán en grupos de 3 a 5 personas. Este proyecto deberá realizarse en aproximadamente 15 horas a lo largo de tres semanas. Construirán una pila casera utilizando materiales comunes, como frutas que contienen electrolitos y metales como zinc y cobre para actuar como electrodos. Después de la construcción de la pila, encenderán una lámpara LED y calcularán la corriente generada.

Materiales Necesarios

1. Frutas cítricas (limones, naranjas o toronjas)
2. Placas de zinc y cobre
3. Cables
4. Un voltímetro
5. Una lámpara LED

Paso a Paso Detallado

1. Inserta una placa de zinc y una de cobre en las frutas. Estos serán los dos electrodos de la pila.
2. Conecta los electrodos con los cables, asegurándote de que no se toquen entre sí.
3. Conecta el cable conectado a la placa de zinc en el terminal negativo de un voltímetro y el cable conectado a la placa de cobre en el terminal positivo del voltímetro.
4. Registra la lectura del voltímetro. Esta será la fuerza electromotriz (fem) de la pila.
5. Conecta el cable conectado a la placa de zinc en el terminal negativo de la lámpara LED y el cable conectado a la placa de cobre en el terminal positivo de la lámpara LED.
6. Observa el brillo de la lámpara LED. Si la lámpara no se enciende, es posible que tengas que conectar varias frutas en serie para aumentar la fuerza electromotriz (fem).
7. Calcula la corriente y la potencia generadas por la pila utilizando la ley de Ohm (V = IR) y la fórmula de la potencia (P = IV), donde V es la fuerza electromotriz, I es la corriente y R es la resistencia.

Entregas del Proyecto

Los alumnos deberán presentar un informe que contenga:

1. Introducción: Contextualización de las Leyes de Faraday y descripción del objetivo del proyecto.
2. Desarrollo: Explicación detallada del principio de funcionamiento de la pila, descripción detallada del paso a paso de la actividad práctica y de la metodología utilizada. Presentación de los resultados obtenidos, como la fuerza electromotriz de la pila, la corriente y la potencia generadas. Discusión de cualquier problema encontrado durante la actividad y cómo se resolvió.
3. Conclusiones: Recapitulación de los puntos principales del trabajo, reflexión sobre el aprendizaje obtenido durante la realización del proyecto y conclusiones extraídas del mismo.
4. Bibliografía: Citación de las fuentes utilizadas para la teoría y práctica del proyecto.

Además del informe, los alumnos también deberán entregar una presentación en PowerPoint, que se presentará a la clase, detallando los resultados y desafíos del proyecto.

Estas entregas, junto con el trabajo en equipo, desarrollarán habilidades técnicas y socioemocionales en los alumnos, como: gestión del tiempo, comunicación, resolución de problemas, pensamiento creativo, proactividad y conocimiento técnico de las Leyes de Faraday.