Calculos y Resultados de Electrolisis

CALCULOS Y RESULTADOS Datos experimentales Para el Níquel mate:

Tiempo (min)

Intensidad de corriente (ampere)

Masa total (g)

0 5 10 15

2.5 2.5 2.5 2.5

22.02 22.21 22.45 22.7

Tabla N°1: Masas del electrodo en cada cierto tiempo

TRATAMIENTO DE DATOS A. Explique con reacciones lo que ocurre en el ánodo y cátodo Principales reacciones químicas involucradas.  Reacciones en el cátodo 2+ 𝑁𝑖(𝑎𝑐) + 2𝑒 − → 𝑁𝑖(𝑠)

𝑁𝑖 2+ + 𝑆𝑂42− + 𝑂𝐻− + 𝐻+ → 2𝐻2 𝑂 + 2𝑒 − → 𝐻2 + 2𝑂𝐻− Vemos que en el cátodo se produce H2  Reacciones en el ánodo.

𝑁𝑖 → 𝑁𝑖 2+ + 2𝑒 − 2𝑂𝐻 − → 2𝑒 − +

1 𝑂 + 𝐻2 𝑂 2 2

Vemos que en el ánodo se produce O2 Los iones de sulfato e hidrogeno no toman parte en los cambios electroquímicos.

B. Determine los pesos teóricos y experimentales para cada tiempo empleado en la electrodeposición.  MANERA TEÓRICA: Se usará las siguientes expresiones: 𝑊𝑇𝑒𝑜𝑟𝑖𝑐𝑎 = 𝐾 𝑥 𝑄 W: Masa electro depositada en el cátodo (g) K: Equivalente electroquímico del elemento electrodepositado (g/Coulomb)

𝐾=

𝐸𝑞 − 𝑔 1𝐹

Donde: 1F= 96500 Coulomb 𝐸𝑞 − 𝑔 =

𝑃.𝐴 𝜃

Equivalente gramo del elemento electrodepositado

Q: Carga de la corriente empleada (Coulomb) 𝑄=𝐼𝑥𝑡 t=segundos I= Amperios El elemento electrodepositado para nuestro caso es el niquel Entonces:  θ= 2 (número de estado de oxidación)  Intensidad de corriente= 2.5 A  M= 58.71 gr/mol



Para t =300 58.71𝑔/𝑚𝑜𝑙

𝑊𝑇𝑒𝑜𝑟𝑖𝑐𝑎 = (

2𝑥 96500𝐶

) 𝑥 2.5𝐴 𝑥 300𝑠 = 0.228 g

Del mismo modo para los datos siguientes se obtiene: t (s)

𝑾𝑻𝒆𝒐𝒓𝒊𝒄𝒐 (g)

300

0.228

600

0.456

900

0.684

Tabla 2. Masas teóricas electrodepositadas  MANERA EXPERIMENTAL Se usará la siguiente expresión:

𝑊𝐸𝑥𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚 = 𝑀𝐹𝑖𝑛𝑎𝑙 𝑑𝑒𝑙 𝑒𝑙𝑒𝑐𝑡𝑟𝑜𝑑𝑜 − 𝑀𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑑𝑒𝑙 𝑒𝑙𝑒𝑐𝑡𝑟𝑜𝑑𝑜 M (inicial) = 22.02 g Los datos se muestran en la tabla 1, obteniéndose: t(s)

WEXPERIMENTAL (g)

300

0.19

600

0.43

900

1.68

Tabla 3. Masas experimentales electrodepositadas

C. Determine los rendimientos en cada caso. (%)𝑅𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 =

𝑊𝐸𝑋𝑃. 𝑥100% 𝑊𝑇𝐸𝑂𝑅

Se obtiene los siguientes resultados:

Masa depositada Teórica (gr)

Tiempo (s) 300 600 900

Masa depositada Experimente (gr)

0.228 0.456 0.684

Rendimiento (%)

0.19 0.43 0.68

83.33 94.29 99.415

Tabla 4. Rendimiento o efectividad

D. Grafique la masa electrodepositada Vs tiempo (Teórico y Experimental)

Gráfica teórica Masa electrodepositada (g)

0.8 y = 0.0008x + 4E-16 R² = 1

0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0

100

200

300

400

500

Tiempo (s)

600

700

800

900

1000

Gráfica experimental 1 y = 0.0008x - 0.0567 R² = 0.9999

Masa electrodepositada (g)

0.9 0.8

0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0

200

400

600

800

1000

1200

1400

Tiempo(s)

CONCLUSIONES

 El burbujeo en la placa de bronce se produjo por una formación y a la vez emisión de hidrógeno.  El baño de níquel mate en la mayoría de casos sirve para dar capas gruesas de níquel sobre el hierro, cobre, latón, etc. el cual trabaja mejor a una temperatura de 40°C.  Como se produce un burbujeo muy constante se corre riesgo de que la superficie a niquelar presente deformaciones, entonces se debe agitar el baño para conseguir desprender las burbujas al cual si se le añade un humectante el cual facilita el mojado de las superficies.  A medida que transcurría el tiempo la masa iba aumentando en la placa  Los rendimientos hallados han sido adecuados