UNIVERSIDAD DEL VALLE LABORATORIO LABORATORIO DE QUÍMICA GENERAL II
Juan Camilo Aquite (1342629) Ni!ol"# Valen!ia Valen!ia (134$9%6) &'oe#o' Jo*n E +'ti, CELDAS ELECTROQUIMICAS POTENCIALES DE ELECTRODO 1. Objetivos
n(#) ;;;; n2< < 2e-&'e.a'a' / anali,a' el !om.o'tamiento 0e una una !el0 !el0aa ele! ele!t' t'oq oqu um mi!a i!a / me0i me0i'' #u .oten!ial -E#tu0 -E#tu0ia' ia' !uanti !uantitat tatia iamen mente te el ee!to ee!to 0el !amio 0e !on!ent'a!i5n 0e la# e#.e!ie# i5ni!a# en una !el0a #o'e el alo' 0e #u .oten!ial
Cu 2< < 2e- ;;;; Cu(#) La# !el0a# 7al"ni!a# #on aquella# que un!ionan 0e o'ma que .'o0u!en ene'7a / la# 'ea!!ione# en lo# 0o# ele!t'o0o# tien0en a t'an#miti' e#.ont"neamente .'o0u!ien0o un lu=o 0e ele!t'one# 0e#0e el "no0o *a#ta el !"to0o (e#te lu=o 0e ele!t'one# #e 0enomina !o''iente / !o''e#.on0e a la elo!i0a0 0e t'an#e'en!ia 0e la ele!t'i!i0a0) >ami8n >ami8n #e la# !ono!e !omo !8lula# oltai!a#
2. Marco teórico
Una !el0 Una !el0aa ele! ele!t' t'oq oqum umi!a i!a 0e !o'' !o''ien iente te !ontinua e# un 0i#.o#itio !a.a, 0e otene' ene' ene'7 7aa el8! el8!t' t'i!a i!a a .a'ti .a'ti'' 0e 'ea! 'ea!!io !ione ne## qumi! qumi!a# a# o ien ien 0e .'o0u! .'o0u!i' i' 'ea!!io 'ea!!ione ne## qumi! qumi!a# a# a t'a8# t'a8# 0e la int'o0 int'o0u!! u!!i5n i5n 0e ene'7a el8!t'i!a Con#ta 0e 0o# !on0u!to'e# el8!t'i!o# llama0o# ele!t'o0o# !a0a uno #ume'7i0o en una 0i#olu!i5n a0e!ua0a 0e ele!t'5lito
Cel0a# ?al"ni!a# Una !8lula 7al"ni!a e# una !el0a ele!t'oqumi!a en la que #e 0a una 'ea!!i5n ele!t' ele!t'oqu oqumi mi!a !a e#.ont e#.ontane anea a e# 0e!i' 0e!i' @? .a'a la 'ea!!i5n e# ne7atia La 0i#minu!i5n 0e la ene'7a li'e .a'a una !el0 el0a 7al" al"nni!a i!a e# .'o.o 'o.o'! '!io iona nall a la .oten!ial 0e la !el0a Cuanto ma/o' e# la ue',a im.ul#o'a 0e la 'ea!!i5n ma/o' e# el .oten!ial 0e la !8lula A !ontinua!i5n #e mue#t'a la 'ela!i5n
Con#i#te en 0o# ele!t'o0o# uno 0e ,in! / ot'o 0e !o'e #ume'7i0o# en #u# 'e#. 'e#.e! e!ti tia# a# 0i#o 0i#olu lu!io !ione ne## 0e #ul #ulato ato (el (el ele! ele!t' t'o0 o0oo 0e in! in! #ume' ume'77i0o i0o en una 0i#olu!i5n 0e #ulato 0e in! / el 0e !o'e en un unaa 0e #ula ulato to 0e !o !o'e) 'e) Ama# a# 0i#olu!ione# #e unen .o' un .uente #alino que !on#i#te en un tuo 'elleno 0e una 0i#olu!i5n #atu'a0a 0e un ele!t'5lito Lo# e:t' e:t'em emo# o# 0el tu tuo #e ta.an a.an !on !on un uno# o# ta.one# .o'o#o# que .e'miten el .a#o 0e ione# .e'o no 0e lqui0o De e#ta o'ma a t'a8# 0el .uente #e mantiene el !onta!to el8!t'i!o ent'e la# 0o# !el0a# a la e, que .e'mane!en ai#la0a# la una 0e la ot'a #e 'e.'e#enta !on la# e!ua!ione#
La e!ua!i5n que 'ela!iona la# ene'7a# tanto 0el "no0o !omo 0el !"to0o !on la ene'7a total 0el #i#tema e#
E total = E Cátodo - E Ánodo
1
. Datos ! c"#c$#os
Conc. Molar (M) 1 0,1 0,01 0,001 0,0001
Voltaje (V) 1,09 1,07 1,05 1,016 1,02
CELDA;BCELDA-$$9V nlo7 &R+DUC>+FREAC>IV+F CELDA;BCELDA-$$9V nlo7 n⁺2 F Cu⁺2 F
Grafica 1. Celdas electroq!"icas de #$ % C.
Grafica &. Usa los datos de la ta'la (ara )acer $a relaci*$ + ,s M
Volta=e 0e la !el0a 0e 1$G CuS+4 !on nS+4 0e 1$G Cel0a;1$9V-$$9V 2lo7 1+G F 1$GF Cel0a;1$9V Volta=e 0e la !el0a 0e 1$G CuS+4 !on nS+4 0e 1$G Cel0a;1$H-$$9V 2lo7 1+G F$1GF Cel0a;1$%2V Volta=e 0e la !el0a 0e 1$G CuS+4 !on nS+4 0e 1$G Cel0a;1$-$$9V 2lo7 1+G F$$1GF Cel0a;$%14V Volta=e 0e la !el0a 0e 1$G CuS+4 !on nS+4 0e 1$G Cel0a;1$16-$$9V 2lo7 1+G F $$$1GF Cel0a;$662V Volta=e 0e la !el0a 0e 1$G CuS+4 !on nS+4 0e 1$G Cel0a;1$2$-$$9V 2lo7 1+G F $$$$1GF Cel0a;$4%V
1.1 1.08 1.06 1.04 1.02 1 0.98 0.96 1E-4
1E-3
&r"'ico 2. Rela!i5n
0.01
0.1
ent'e la !on!ent'a!i5n / el
olta=e
(. Res$#ta)os ! Disc$sió*
En el .'o!e0imiento #e otuie'on lo# 'e#ulta0o# e#.e'a0o /a que el olta=e a=o !ono'me ue a=an0o la !on!ent'a!i5n 0e la #olu!i5n A me0i0a que la 'ea!!i5n o!u''e #e aumenta la !on!ent'a!i5n 0e ione# n⁺ en la !e'!ana 0el ele!t'o0o 0e n / 0i#minu/e la !on!ent'a!i5n 0e ione# Cu⁺ en lo# al'e0e0o'e# 0el ele!t'o0o 0e Cu .a'a eita' el 0e#alan!e 0e !a'7a el8!t'i!a #e .one en moimiento lo# ione# en la# #olu!ione# 0e la# #emi!el0a# / en lo# 0el .uente #alino
%. &r"'icos
2
1
.o' tanto el .uente tami8n #i'e 0e me0io .a'a que lo# ione# mi7'en 0e un la0o a ot'o / manten7an la neut'ali0a0 el8!t'i!a La 0ie'en!ia 0e .oten!ial me0i0o en el oltmet'o #e llama ue',a 0e ele!t'omot'i, / #e 'e.'e#enta !omo EK el alo' 0e E .a'a la !el0a no'mal que #e e#t" !on#i0e'an0o e# 1$H%V .e'o ni!amente !uan0o la# #olu!ione# #on 1$G e# 0e!i' en el in#tante en que em.ie,a a un!iona' .ue# !uan0o la !o''iente lu/e la !on!ent'a!i5n 0e n⁺ aumenta / la 0e Cu 0i#minu/e / .o' lo tanto el olta=e 0i#minu/e
@;@-$$9nlo7.'o0u!to#'ea!tio# @;@o-$$9nlo7$G$G @;@o-$ @;@o Pue el @ 0e la !el0a e# i7ual al @o e#t"n0a' 0e la 'ea!!i5n / .o' lo tanto #e !on#i0e'a que al mantene' la# !on!ent'a!ione# 0e lo# 'ea!tio# / .'o0u!to# i7uale# #e .ue0e otene' un .oten!ial e#t"n0a' 0e la !ela 2 Com.a'e el .oten!ial 0e 'e0u!!i5n 0el !o'e (utili,an0o el EB n 0e -$H6V) !on el .oten!ial 'e.o'ta0o en la lite'atu'a Cite 3 .o#ile# !au#a# 0e e''o' en la 0ete'mina!i5n 0e .oten!iale# e#t"n0a' en e#ta .'"!ti!a
+. Co*c#$sio*es
&a'a !on!lui' #e .ue0e 0e!i' que lo# a7ente# 'e0u!to' / o:i0ante #on mu/ im.o'tante# /a que 0e.en0ien0o !ual #e .on7a a# mi#mo #e'" la ei!a!ia 0el e:.e'imento
RO n(#) Q n (a!) <2e- EB no0o Cu<2(a!) <2e- Q Cu(#) EB C"to0o
A0em"# #e .ue0e 0e!i' que a a *ae' una 0e.en0en!ia lineal ent'e la !on!ent'a!i5n / el olta=e que *a/a 0ent'o 0e una #olu!i5n 0on0e a m"# .o!a !on!ent'a!i5n meno' #e'" el olta=e
n(#)
,. Res-$esta a #as -re$*tas )e# /a*$a#
1 El olta=e e#t"n0a' @EB 0e una .ila e#ta 0a0o !uan0o to0a# la# !on!ent'a!ione# #on 1G Si la# !on!ent'a!ione# no #on 1G el olta=e 0e la .ila @E e#t" 0a0o .o' la #i7uiente e!ua!i5n en 0on0e n e# el nme'o 0e ele!t'one# inte'!amia0o# en la .ila .'o0u!to#F / 'ea!tio#F #on la# !on!ent'a!ione# mola'e# 0e lo# .'o0u!to# / 'ea!tio# 'e#.e!tiamente Si en e#ta .'"!ti!a la# !on!ent'a!ione# utili,a0a# *uie'an #i0o $G Sin ema'7o Lo# .oten!iale# oteni0o# #e *uie'an .o0i0o !on#i0e'a' !omo e#t"n0a' E:.lique M&o' qu8
3 MCu"l 0e lo# #i7uiente# metale# e# el me=o' a7ente 'e0u!to' MCu"l e# el .eo' M&o' qu8 Getale# !o'e .lomo ,in! !a0mio RO Un a7ente 'e0u!to' e# aquel que tiene un .oten!ial .a'a 'e0u!i' ot'o# metale# El me=o' a7ente 'e0u!to' #on lo# metale# que tienen meno' .oten!ial 0e 'e0u!!i5n /a que e# m"# "!il que o!u''a un .'o!e#o 0e o:i0a!i5n .o' ot'o la0o lo# .eo'e# a7ente# 'e0u!to'e# #on aquello# que tienen ma/o' .oten!ial 0e 'e0u!!i5n e# 0e!i' m"# "!il que e#te o!u''a un .'o!e#o 0e 'e0u!!i5n a!ien0o una 'ee !om.a'a!i5n 0e EB 0e lo# metale# men!iona0o# en la #i7uiente
ROSi en e#ta .'"!ti!a la# !on!ent'a!ione# *uie#en #i0o $ G lo# .oten!iale# oteni0o# #e *uie'an .o0i0o !on#i0e'a' !omo e#t"n0a' /a 'eem.la,an0o la !on!ent'a!i5n en la e!ua!i5n tenemo# 3
tala tenemo# Valo'e# te5'i!o# 0el .oten!ial e#t"n0a' .a'a al7uno# metale# GE>ALES T EB T Cu T $34$ V T & T -$12 V T n T -$H63 V T C0 T -$4$3 V T
.o#itio ma/o' / en 'eali0a0 tien0e a 'e0u!i'#e >o0o e#to #e7n lo# 0ato# 'e.o'ta0o# en la lite'atu'a a!e'!a 0e lo# .oten!iale# e#t"n0a' 0e 'e0u!!i5n
0. ib#iora'a
-: http://laquimicaylaciencia.blogspot.c
om/2011/0/1-celdaselect!oquimicas.html"i#$$%0&c''a
De lo# ante'io'e# metale# el me=o' a7ente 'e0u!to' e# el n /a que tiene un ma/o' .oten!ial e#t"n0a' 0e 'e0u!!i5n ne7atio .o' lo tanto e#te metal tien0e a o:i0a'#e m"# / .o' el !ont'a'io / .eo' a7ente 'e0u!to' e# el Cu .ue# tiene un .oten!ial
-C*an7 Ra/mon0 Pumi!aK #8.tima e0i!i5n &'enti!e all G8:i!o 2$$H !a.itulo 12 -Pumi!a 0e 'on o!taa e0i!i5n
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