Pin sinh học từ vỏ cam Kintamani (dùng cho Câu 3 Phần II)
Nhằm đánh giá khả năng ứng dụng phế thải nông nghiệp trong pin sinh học, một nhóm nghiên cứu sử dụng vỏ cam Kintamani để điều chế dung dịch điện li. Giả thuyết nghiên cứu cho rằng: “dung dịch điện li từ vỏ cam có thể tạo ra điện áp đủ lớn và ổn định theo thời gian”. Dung dịch điện li được điều chế bằng cách nghiền 10–15 g vỏ cam với 100 mL nước cất, sau đó lọc lấy dung dịch. Một phần dung dịch được bổ sung gel điện li giữ cho dung dịch không bị chảy loãng hay xáo trộn, từ đó giúp các ion di chuyển ổn định hơn đến bề mặt điện cực và làm cho pin hoạt động đều hơn. Pin sinh học được lắp ráp với 15 mL dung dịch điện li, sử dụng các cặp điện cực kim loại khác nhau. Điện áp hở mạch của pin được đo tại các thời điểm 0 giờ, 4 giờ, 8 giờ và 12 giờ. Kết quả thu được thể hiện trong bảng sau:
Bảng. Điện áp hở mạch của pin sinh học sử dụng dung dịch điện li từ vỏ cam
Bảng. Điện áp hở mạch của pin sinh học sử dụng dung dịch điện li từ vỏ cam
| Mẫu pin | Cặp điện cực | 0 h (V) | 4 h (V) | 8 h (V) | 12 h (V) |
|---|---|---|---|---|---|
| Không gel | Cu – Zn | 1,00 | 1,00 | 1,00 | 1,00 |
| Cu – Fe | 0,60 | 0,60 | 0,59 | 0,59 | |
| Cu – Pb | 0,40 | 0,40 | 0,40 | 0,39 | |
| Có gel | Cu – Zn | 0,80 | 0,80 | 0,80 | 0,80 |
| Cu – Fe | 0,40 | 0,40 | 0,40 | 0,40 | |
| Cu – Pb | 0,40 | 0,40 | 0,40 | 0,40 |
Cho các phát biểu sau:
Cho các phát biểu sau:
Các mệnh đề Đúng / Sai:
a)
Sự khác biệt điện áp giữa các cặp điện cực chủ yếu phụ thuộc vào bản chất kim loại điện cực.
b)
Để kiểm chứng vai trò của gel, cần mắc thêm một đèn LED vào mạch pin rồi đo điện áp theo thời gian.
c)
Dữ liệu thực nghiệm cho thấy giả thuyết nghiên cứu ban đầu là phù hợp.
d)
Dung dịch điện li từ vỏ cam chủ yếu đóng vai trò môi trường dẫn ion, không trực tiếp tham gia phản ứng oxi hóa – khử tại điện cực.
Đáp án chính thức: a:Đ,b:Đ,c:Đ,d:S
Hướng dẫn giải chi tiết
a) Đúng
b) Đúng vì bảng chỉ đo điện áp hở mạch (gần như không có dòng điện), nên khó đánh giá tác dụng của gel; mắc thêm đèn LED để pin có tải (có dòng) rồi theo dõi điện áp theo thời gian sẽ kiểm chứng rõ hơn.
c) Đúng
d) Sai
Dung dịch đúng là môi trường dẫn ion, nhưng trong dung dịch thường có chứa từ acid hữu cơ và có oxy hòa tan; các chất này có thể tham gia bán phản ứng ở điện cực:
hoặc .
a) Đúng
b) Đúng vì bảng chỉ đo điện áp hở mạch (gần như không có dòng điện), nên khó đánh giá tác dụng của gel; mắc thêm đèn LED để pin có tải (có dòng) rồi theo dõi điện áp theo thời gian sẽ kiểm chứng rõ hơn.
c) Đúng
d) Sai. Dung dịch đúng là môi trường dẫn ion, nhưng trong dung dịch thường có chứa từ acid hữu cơ và có oxy hòa tan; các chất này có thể tham gia bán phản ứng ở điện cực:
hoặc .
b) Đúng vì bảng chỉ đo điện áp hở mạch (gần như không có dòng điện), nên khó đánh giá tác dụng của gel; mắc thêm đèn LED để pin có tải (có dòng) rồi theo dõi điện áp theo thời gian sẽ kiểm chứng rõ hơn.
c) Đúng
d) Sai
Dung dịch đúng là môi trường dẫn ion, nhưng trong dung dịch thường có chứa từ acid hữu cơ và có oxy hòa tan; các chất này có thể tham gia bán phản ứng ở điện cực:
hoặc .
a) Đúng
b) Đúng vì bảng chỉ đo điện áp hở mạch (gần như không có dòng điện), nên khó đánh giá tác dụng của gel; mắc thêm đèn LED để pin có tải (có dòng) rồi theo dõi điện áp theo thời gian sẽ kiểm chứng rõ hơn.
c) Đúng
d) Sai. Dung dịch đúng là môi trường dẫn ion, nhưng trong dung dịch thường có chứa từ acid hữu cơ và có oxy hòa tan; các chất này có thể tham gia bán phản ứng ở điện cực:
hoặc .