CELDAS VOLTAICAS
: LABORATORIO DE QUIMICA I
CURSO
TEMA
CELDAS DE PLOMO
:
PROFES OFESOR OR(A (A)) : BILMA YUPANQUI
INTEGRANTES:
CICLO
TURNO :
:
II
MAANA
2013
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2.- OBJETIVOS o
Construir una celda de plomo.
o
Usar la celda para prender un led.
3.- TERMINOS CLAVES
Celdas de Plomo.- Una celda galvánica de plomo está formada por un ánodo de plomo y un cátodo de PbO2. El electrolito es una solución de H2SO.
!eacción anódica" Pb #s$ % SO2&#ac$
PbSO#s$
% 2e&
!eacción catódica" PbO2#s$ % H%#ac$ % SO2&#ac$ % 2e& PbSO#s$ % 2 H2O #l$
'os o más celdas ()medas o secas conectadas en serie (acen una bater*a. Una bater*a de automóvil es generalmente un acumulador de plomo +ue contiene plomo y placas ó,ido de de plomo en una solución de ácido sulf)rico. En este e,perimento- se va a construir una celda de acumulador de plomo y se va a utiliar una fuente de alimentación de corriente continua para cargarla tal como se muestra en la /igura 0. Se usará un multitester para medir el volta1e de la celda #ver /igura 2$- y luego usar la celda para prender un led.
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Ecuación de Nernst.- E,plica como el potencial puede verse afectado por diferentes factores como concentraciones de las sustancias presentes y la temperatura. 'enominada as* en (onor al cient*fico alemán alt(er 3ernst+uien la formuló.
4.- CORRELACIONES CLAVES Ecuación de 3ernst " 'onde" E4" Potencial
estándar de celda.
5" 5emperatura absoluta. !" Constante de los gases. n" Cantidad de moles de electrones +ue participan en l a reacción. 6" Cociente de la reacción.
5.- DIAGRAMA DE FLUJO a) Materiales -
7ultitester
-
Cables para cone,ión
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-
Pinas cocodrilo
-
5ransformador Output" 028
-
8asos de precipitado
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-
Cronómetro
-
9ed
b) Reactivos:
-
Sulfato de Cobre- CuSO :.07
-
Sulfato de ;inc- ;nSO :.07
-
Solución saturada de
-
Sulfato de Plomo- PbSO :.07
-
=gua destilada
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c).Procedimiento
En este e,perimento se construirán varias pilas +ue se utiliarán en reacciones espontáneas de o,idación & reducción- de tal forma +ue los electrones sean transportados a trav>s de un (ilo conductor. 9os e,perimentos muestran +ue los átomos de los metales activos pierden espontáneamente electrones- cedi>ndoles a los iones positivos de los m etales menos activos- cuando ambos están en contacto directo.
1.- Construcción y funcionamiento de una pila alv!nica:
En un vaso de ?: m9 a@adir- (asta la mitad apro,imadamente- sulfato de cobre :.07 e introduca el electrodo de cobre limpio en el vaso. 9uego- unir dic(o electrodo de cobre al terminal positivo del volt*metro.
En otro vaso de ?: m9 mida- (asta la mitad apro,imadamente- solución de sulfato de ;inc :.07 y ponga una barrita de ;inc limpia dentro del vaso. Unir >ste electrodo de ;inc al terminal negativo del volt*metro.
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Cerrar el circuito empleando el puente salino.
9eer el volta1e +ue marca el volt*metro y comparar con el valor teórico de la pila voltaica.
".- Celda constituida por las semipilas:
En un vaso de ?: m9- a@adir (asta la mitad apro,imadamente solución de sulfato de plomo :.07 e introduca el electrodo de plomo limpio en dic(o vaso. 9uego unirlo al terminal del volt*metro.
En otro vaso de ?: m9 a@ada solución de sulfato de cobre :.07 e introduca el electrodo de cobre.
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Ponga el puente salino para cerrar el circuito y anote el volta1e le*do.
Construya una nueva celda como en los casos anteriores utiliando las barras de ;inc y Plomo.
#.- P$R%E E&PER'MEN%$( %$($ *E RE+,(%$*+: Celda
+emirreacciones 2u3micas
Potencial Potencial E4perimental teórico 5/oltios) 5/oltios)
6e
7n 88 Cu Pb 88 Cu 7n 88 Pb
.- +ER/$C'NE+0 CNC(,+'NE+ RECMEN*$C'NE+ bservaciones: UTP | Laboratorio de Química
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Conclusiones: 9999999999999999999999999999999999999 9999999999999999999999999999999999999 9999999999999999999999999999999999999 9999999999999999999999999999999999999 9999999999999999999999999999999999999 9999999999999999999999999999999999999 9999999999999999999999999999999999999 99999999999999999999999999999999999
Recomendaciones: 9999999999999999999999999999999999999 9999999999999999999999999999999999999 9999999999999999999999999999999999999 9999999999999999999999999999999999999 9999999999999999999999999999999999999 9999999999999999999999999999999999999 9999999999999999999999999999999999999 99999999999999999999999999999999999
.- C,E+%'N$R' 1. ; Mencione el e?emplo de un proceso electro2u3mico. Es la +ue se produce cuando dos metales de diferente electronegatividad se encuentran en contacto. El metal con mayor electronegatividad se o,ida #ánodo$- dando lugar a su progresivo deterioro y desprendimiento desde la superficie metálica- en presencia del segundo #cátodo$. 9os procesos electro+uimicos son a+uellos en donde se produce la transformación entre la energ*a electrica y la energ*a +u*mica. Por e1emplo las pilas o bateria. En las pilas se genera corriente electrica a partir de una reaccion +uimica de o,ido&reduccion en donde un metal es o,idado y otro es
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reducido. Un proceso electro+uimico a nivel industrial es el galvaniado de metales en donde se recubre un metal a partir de otro- por e1emplo el cromado de tubos o (erramientas de acero o (ierro con cromo. = nivel de laboratorio e,isten procesos electro+uimicos para (acer determinaciones de variables como pH- o calculo de titulaciones. En un electrodo usado para estas determinaciones se da un proceso electro+uimico.
". ;Cu!les son los fundamentos de una protección catódica> Menciones tres aplicaciones de este proceso. @undamento de la protección catódica 9uego de analiadas algunas condiciones especialmente desde el punto de vista electro+u*mico dando como resultado la realidad f*sica de la corrosióndespu>s de estudiar la e,istencia y comportamiento de áreas espec*ficas como =nodo&Cátodo&Electrólito y el mecanismo mismo de movimiento de electrones y iones- llega a ser obvio +ue si cada fracción del metal e,puesto de una tuber*a o una estructura construida de tal forma de coleccionar corriente- dic(a estructura no se corroerá por+ue ser*a un cátodo. 9a protección catódica realia e,actamente lo e,puesto forando la corriente de una fuente e,terna- sobre toda la superficie de la estructura. 7ientras +ue la cantidad de corriente +ue fluye- sea a1ustada apropiadamente venciendo la corriente de corrosión y- descargándose desde todas las áreas anódicas- e,istirá un flu1o neto de corriente sobre la superficie- llegando a ser toda la superficie un cátodo. Para +ue la corriente sea forada sobre la estructura- es necesario +ue la diferencia de potencial del sistema aplicado sea mayor +ue la diferencia de potencial de las microceldas de corrosión originales. 9a protección catódica funciona gracias a la descarga de corriente desde una cama de ánodos (acia tierra y dic(os materiales están su1etos a corrosión- por lo +ue es deseable +ue dic(os materiales se desgasten #se corroan$a menores velocidades +ue los materiales +ue protegemos. 5eóricamente- se establece +ue el mecanismo consiste en polariar el cátodo- llevándolo mediante el empleo de una corriente e,terna- más allá del potencial de corrosión- (asta alcanar por lo menos el potencial del ánodo en circuito abierto- ad+uiriendo ambos el mismo potencial eliminándose la corrosión del sitio. $plicaciones:
Protección de estructuras a>reas # 8igas de (ormigón armado- etc. $
Protección en agua de mar.# Aarcos- di+ues- cadenas- etc. $
Protección en agua dulce. # Compuertas (idráulicas- tuber*as- etc.$
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Protección de estructuras enterradas. # 5uber*as- depósitos- etc. $
9as aplicaciones incluyen tan+ues de almacenamiento- puentes- etc
A. ; E4pli2ue el funcionamiento del mismo.
Permite el contacto el>ctrico entre las dos soluciones de las semiceldas.
7antiene la neutralidad el>ctrica en cada semicelda.
Evita +ue se meclen las dos soluciones.
@uncionamiento: El puente salino es un tubo en forma de BUB lleno de una disolución iónica- por e1emplo de
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(ttp"FFF.full+uimica.com2:0:?puente&salino.(tml =rt*culo de investigación en la Feb. /undamentos de /isico+u*mica Samuel H. 7urron Editorial 9imusa 7>,ico0GG pag. 0?IU3=7& Proyecto J3/OC=A SA 2:2?:I!esponsable acad>mica"J. 6. !a+uel Enr*+ue Karc*a Pag. &I (ttp"FFF.geociencias.unam.m,LangfsotofisicamodernapresentacionesE stadoMsolido.pdf
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