Biologie praktische opdracht
Bio-batterij
Inleiding
Elektrochemische eigenschappen van fruit worden al geruime tijd onderzocht,
vooral vanwege hun vermogen om elektriciteit te geleiden. Bepaalde soorten fruit,
zoals citroenen en sinaasappels, kunnen fungeren als bio-batterijen door hun zuur-
en ioneninhoud. Wanneer een citroen of een sinaasappel wordt verbonden met
elektroden, kan een chemische reactie plaatsvinden. Hierbij stromen van de ene
elektrode naar de andere, wat resulteert in een kleine elektrische stroom.
Het verschil tussen een bio-batterij en een normale batterij is dat een bio-batterij bestaat uit
hernieuwbare brandstoffen. Denk hierbij aan stoffen zoals, glucose, fructose en sucrose. Een
normale batterij bestaat uit niet-hernieuwbare materialen, zoals lithium, nikkel en zink. Bij
beide batterijen ontstaat elektriciteit door een reactie tussen de elektrolyt en metalen. Een
elektrolyt is een stof die in een oplossing volledig of gedeeltelijk in ionen splitst. Deze ionen
kunnen vrij bewegen in de oplossing en maken stroomgeleiding mogelijk (APA-bron 8). Een
bio-batterij zet biochemische energie, zoals glucose, om in elektriciteit. Bij de normale
batterij wordt chemische energie omgezet. (APA-bronnen 1 & 2)
Elektriciteit is de beweging van elektronen in een materiaal. Dit wordt ook wel een geleider
genoemd. Deze beweging maakt een elektrische stroom. Deze stroom wordt gemeten in
Ampère (symbool A). De stroomsterkte is een maat voor hoeveel lading er per eenheid van
tijd langs een bepaald punt gaat. De kracht die vereist is om elektronen te laten stromen,
wordt spanning of potentiaal genoemd. De potentiaal wordt gemeten in Volt (symbool V).
Als er een elektrische stroom door een materiaal verloopt, ervaart het een weerstand. De
weerstand wordt gemeten in Ohm (symbool Ω). (APA-bronnen 3 & 4)
De belangrijkste theorie achter dit proces is elektrolyse. Elektrolyse houdt in dat zuren en
zouten in het sap van het fruit ionen produceren die elektrische stroom kunnen geleiden.
Citroenen en sinaasappels bevatten beide citroenzuur, een organisch zuur dat de
geleidbaarheid vergroot door het vrijmaken van waterstof- en andere ionen. De geleiding
wordt versterkt door de aanwezigheid van water. Het water heeft als functie dat de ionen
zich vrij kunnen gaan bewegen.
Hoewel citroenen en sinaasappels in eerste instantie op elkaar lijken, verschillen ze wel in
hun zuurgraad en samenstelling. Dit kan invloed hebben op hun vermogen om elektriciteit te
geleiden. Citroenen bevatten doorgaans een hogere concentratie citroenzuur dan
sinaasappels. Dit zorgt ervoor dat er meer beschikbare H+ ionen aanwezig zijn en dit dus
bijdraagt aan een betere stroomgeleiding. Daarnaast bevat elke vrucht verschillende
hoeveelheden mineralen en andere opgeloste stoffen die bijdragen aan de geleidbaarheid.
1
, De interesse tussen de twee verschillende fruitsoorten leidde tot de onderzoeksvraag van
ons onderzoek: “Wat is het verschil tussen de stroomgeleiding van een citroen en van een
sinaasappel?” We gaan in dit onderzoek vooral de structuur van beide vruchten analyseren.
Hierdoor verwachten we een beter beeld te krijgen over de elektrochemische processen van
beide citrusvruchten.
Hypothese
Wij verwachten dat de citroen beter elektrische stroom zal gaan geleiden, vanwege de
aanwezigheid van H+-ionen in het citroensap. Citroenen hebben namelijk een hoger
zuurgehalte in het sap en dat draagt bij aan de ionenconcentratie en dus aan de
stroomgeleiding.
2
Bio-batterij
Inleiding
Elektrochemische eigenschappen van fruit worden al geruime tijd onderzocht,
vooral vanwege hun vermogen om elektriciteit te geleiden. Bepaalde soorten fruit,
zoals citroenen en sinaasappels, kunnen fungeren als bio-batterijen door hun zuur-
en ioneninhoud. Wanneer een citroen of een sinaasappel wordt verbonden met
elektroden, kan een chemische reactie plaatsvinden. Hierbij stromen van de ene
elektrode naar de andere, wat resulteert in een kleine elektrische stroom.
Het verschil tussen een bio-batterij en een normale batterij is dat een bio-batterij bestaat uit
hernieuwbare brandstoffen. Denk hierbij aan stoffen zoals, glucose, fructose en sucrose. Een
normale batterij bestaat uit niet-hernieuwbare materialen, zoals lithium, nikkel en zink. Bij
beide batterijen ontstaat elektriciteit door een reactie tussen de elektrolyt en metalen. Een
elektrolyt is een stof die in een oplossing volledig of gedeeltelijk in ionen splitst. Deze ionen
kunnen vrij bewegen in de oplossing en maken stroomgeleiding mogelijk (APA-bron 8). Een
bio-batterij zet biochemische energie, zoals glucose, om in elektriciteit. Bij de normale
batterij wordt chemische energie omgezet. (APA-bronnen 1 & 2)
Elektriciteit is de beweging van elektronen in een materiaal. Dit wordt ook wel een geleider
genoemd. Deze beweging maakt een elektrische stroom. Deze stroom wordt gemeten in
Ampère (symbool A). De stroomsterkte is een maat voor hoeveel lading er per eenheid van
tijd langs een bepaald punt gaat. De kracht die vereist is om elektronen te laten stromen,
wordt spanning of potentiaal genoemd. De potentiaal wordt gemeten in Volt (symbool V).
Als er een elektrische stroom door een materiaal verloopt, ervaart het een weerstand. De
weerstand wordt gemeten in Ohm (symbool Ω). (APA-bronnen 3 & 4)
De belangrijkste theorie achter dit proces is elektrolyse. Elektrolyse houdt in dat zuren en
zouten in het sap van het fruit ionen produceren die elektrische stroom kunnen geleiden.
Citroenen en sinaasappels bevatten beide citroenzuur, een organisch zuur dat de
geleidbaarheid vergroot door het vrijmaken van waterstof- en andere ionen. De geleiding
wordt versterkt door de aanwezigheid van water. Het water heeft als functie dat de ionen
zich vrij kunnen gaan bewegen.
Hoewel citroenen en sinaasappels in eerste instantie op elkaar lijken, verschillen ze wel in
hun zuurgraad en samenstelling. Dit kan invloed hebben op hun vermogen om elektriciteit te
geleiden. Citroenen bevatten doorgaans een hogere concentratie citroenzuur dan
sinaasappels. Dit zorgt ervoor dat er meer beschikbare H+ ionen aanwezig zijn en dit dus
bijdraagt aan een betere stroomgeleiding. Daarnaast bevat elke vrucht verschillende
hoeveelheden mineralen en andere opgeloste stoffen die bijdragen aan de geleidbaarheid.
1
, De interesse tussen de twee verschillende fruitsoorten leidde tot de onderzoeksvraag van
ons onderzoek: “Wat is het verschil tussen de stroomgeleiding van een citroen en van een
sinaasappel?” We gaan in dit onderzoek vooral de structuur van beide vruchten analyseren.
Hierdoor verwachten we een beter beeld te krijgen over de elektrochemische processen van
beide citrusvruchten.
Hypothese
Wij verwachten dat de citroen beter elektrische stroom zal gaan geleiden, vanwege de
aanwezigheid van H+-ionen in het citroensap. Citroenen hebben namelijk een hoger
zuurgehalte in het sap en dat draagt bij aan de ionenconcentratie en dus aan de
stroomgeleiding.
2
