“UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERU”
FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA
LEY DE OHM APLICADA A LA ELECTROLISIS TRABAJO DE APLICACIÓN PRESENTADO AL: Ing. Ms. Luis Riccio Yauri. Facilitador del Curso OP06B “ELECTROQUIMICA INDUSTRIAL”
REALIZADO POR: DIAZ VIVANCO, Giancarlos GUTIERREZ PARIONA, Fresia LUCAS ROSALES, Jonathan NUÑEZ HERNANDEZ, Angel RAMOS SIUCE, Luis SUAREZ CASTILLO, Romel Miguel Alumnos del X Semestre de la Facultad de Ingeniería Química HUANCAYO – 05-05-2014 05-05-2014
2014 - I
LEY DE OHM APLICADA A LA ELECTROLISIS
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2014 - I INDICE
CARATULA TITULO DE TRABAJO INDICE ABSTRACT ABSTRACT RESUMEN INTRODUCCION OBJETIVOS I. MARCO TEORICO
1 2 3 4 5 6 7 8
1.1. ELECTROQUIMICA 1.2. ELECTROLITOS 1.3. ELECTRÓLISIS 1.4. CORRIENTE ELÉCTRICA Y MOVIMIENTO DE IONES 1.5. LEYES DE LA ELECTRÓLISIS (FARADAY) 1.5.1. Primera Ley de Faraday 1.5.2. Segunda Ley de Faraday 1.5.3. Número de Faraday 1.5.4. Equivalente electroquímico electroquími co 1.6. LEY DE OHM 1.7. ECUACIÓN PARA EL AJUSTE DE DATOS
8 9 10 11 13 13 14 15 16 16 17
II.
PARTE EXPERIMENTAL
18
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6
MATERIALES Y REACTIVOS EQUIPOS E INSTRUMENTOS INSTRUMENTO S PREPARADO DE LAS SOLUCIONES PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL DATOS OBTENIDOS CALCULOS
18 18 18 19 20 22
III. IV. V. VI. VII.
DISCUSION DE RESULTADOS CONCLUSIONES RECOMENDACIONES REFERENCIA BIBLIOGRAFICA ANEXOS
25 26 28 29 30
3
2014 - I ABSTRACT
The report was conducted to determine the performance of ohm's law applied to electrolysis, where it will feature two solutions at a temperature of 16°C. A (1000 ml of CuSO4.5H2O a 0.25 M) and type B (500ml of CuSO 4.5H2O + 500ml of H 2SO4 a 0.25 M) where this was done in the electrolytic trough a transformer installed voltmeter and ammeter. The current intensity is kept constant at 1.5 A, where nine readings of voltage to each electrode 1cm copper electrode to be measured, that for both solutions A and B. Then, to the experimental part the area data is taken Wet electrodes for calculations yield for both electrodes in solutions of 32 cm2 area Straight adjustment (L (cm) vs. V (volts)) for the data of the two solutions having as result becomes:
And
Where both equations 1 and 2 carry out graphic, then calculate the resistivity of the two solutions obtained using the equation m A I ; despejando A
and respectively.
S
m
S I
and values
It is also observed annexed chart of equipment used in the practice of law applied to the electrolysis ohm.
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2014 - I
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2014 - I RESUMEN
El informe fue realizado para determinar el comportamiento de la ley de ohm aplicada a la electrolisis, donde se contara con dos soluciones a la temperatura de 16 ºC de tipo A (1000 ml de CuSO 4.5H2O a 0.25 M), y tipo B (500ml de CuSO 4.5H2O + 500ml de H2SO4 a 0.25 M) donde esto se realizara en la cubeta electrolítica instalada a un transformador de voltímetro y amperímetro. La intensidad de corriente se mantiene constante a 1.5 A, donde se medirá 9 lecturas de voltaje a cada 1cm de electrodo a electrodo de cobre, esto para las dos soluciones A y B. Luego para la parte experimental se toma los datos de área mojada de los electrodos para los cálculos, obteniéndose para ambos electrodos en las soluciones un área de 32 cm 2 Se hace un ajuste de rectas (L (cm) vs. V (voltios)) para los datos de las dos soluciones teniendo como resultado:
y
De donde de ambas ecuaciones se realizara graficas 1 y 2, para luego calcular la resistividad de ambas soluciones utilizando la ecuación m A
I S
; despejando
A
respectivamente.
m
S I
y obteniéndose los valores de
y
Además se observa como anexo la gráfica del equipo utilizado en la práctica de la ley de ohm aplicada a la electrolisis.
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2014 - I INTRODUCCION
La Tecnología tiene como finalidad la satisfacción de una necesidad. Para actuar sobre los recursos disponibles se necesita una energía; cuando esa energía con la que se produce algo útil es la electricidad, estamos dentro del campo de la Tecnología eléctrica. En este tema se tratan los fundamentos físicos y químicos de la ley de ohm, que empieza por la descripción de los fenómenos eléctricos, es decir, aquellos procesos en los que se genera electricidad a partir de otra forma de energía, a diferencia de los que se conocen como efectos eléctricos que son los procesos en los que a partir de la electricidad se producen otros tipos de energía. A continuación se estudian las magnitudes de la ley de ohm aplicadas a la electrolisis que implica la descomposición química de una sustancia, producida por una corriente continua. De cada una de ellas se destaca su símbolo y su unidad así como el instrumento utilizado para medirla, dado que la operación de medir es una tarea básica del tecnólogo. Finalmente se enuncian las leyes que rigen el funcionamiento de las cubetas electrolíticas que se utilizarán para calcular los valores de las distintas magnitudes en cada punto de la cubeta, con el fin de diseñar gráficas y rectas que se cumplan unas especificaciones dadas o conocer el estado de funcionamiento de la ley de ohm.
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2014 - I OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL:
Demostrar que la ley de OHM se cumple en conductores de 2° clase (electrolito)
OBJETIVOS ESPECIFICOS:
Calcular la densidad de corriente Calcular el área de electrodeposición del sulfato de cobre (II) pentahidratado CuSO4 Calcular el área de electrodeposición del sulfato de cobre (II) pentahidratado ácido CuSO4.5H2O + H2SO4 Calcular la Resistividad del sulfato de cobre (II) pentahidratado CuSO 4 Calcular la Resistividad del sulfato de cobre (II) pentahidratado ácido CuSO4.5H2O+ H2SO4 Representar gráficamente la relación entre L (cm) y V (voltios). Realizar el ajuste de rectas para las dos soluciones empleadas (L (cm) vs. V (voltios)).
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2014 - I
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2014 - I MARCO TEORICO
1.1.
ELECTROQUIMICA
Es la parte de la química que trata de la relación entre las corrientes eléctricas y las reacciones químicas, y de la conversión de la energía química en eléctrica y viceversa. En un sentido más amplio, la electroquímica es el estudio de las reacciones químicas que producen efectos eléctricos y de los fenómenos químicos causados por la acción de las corrientes o voltajes. Conductores de Corriente Eléctrica: Cualquier material que ofrezca poca resistencia al flujo de electricidad se denomina conductor eléctrico, como las disoluciones de la mayoría de los ácidos inorgánicos, bases y sales son buenos conductoras de la electricidad y todo material que impida el paso de la corriente eléctrica es denominado mal conductor o aislador eléctrico, como las disoluciones de azúcar, alcohol, glicerina y muchas otras sustancias orgánicas. La diferencia entre un conductor y un aislante, es de grado más que de tipo, ya que todas las sustancias conducen electricidad en mayor o en menor medida. Un buen conductor de electricidad, como la plata o el cobre, puede tener una conductividad mil millones de veces superior a la de un buen aislante, como el vidrio o la mica. En los conductores sólidos la corriente eléctrica es transportada por el movimiento de los electrones; y en disoluciones y gases, lo hace por los iones. Los conductores se clasifican en: a) Conductores de 1° clase: son aquellos que dejan fluir la electricidad sin sufrir alteración, como los metales. b) Conductores de 2° clase o electrólitos: son aquellos que se ionizan y entonces conducen la corriente eléctrica, como las soluciones acuosas de ácidos, bases y sales, así también las sales fundidas. Los electrólitos a su vez se clasifican en: I) Fuertes: Los electrólitos que proporcionan disoluciones altamente conductoras se llaman electrólitos fuertes (como el ácido nítrico o el cloruro de sodio). II) Débiles: Los que producen disoluciones de baja conductividad reciben el nombre de electrólitos débiles como el cloruro mercurioso (HgCl 2) o el ácido etanoico (CH 3-COOH).
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2014 - I
1.2.
ELECTROLITOS:
Los ácidos, bases y las sales sólidas son malos conductores de la electricidad, pero cuando cualquiera de estas sustancias se disuelve en agua, la solución resultante es conductora. Cuando una de estas sustancias se disuelve en agua (o se funde) se disocian en partículas con carga eléctrica (positiva o negativa) llamadas iones y a la disociación en iones se la denomina ionización. Así un ion se define como átomo o grupo de átomos con carga eléctrica. Un átomo que pierde un electrón forma un ion de carga positiva, llamado catión; un átomo que gana un electrón forma un ion de carga negativa, llamado anión. Cualquier sustancia que produce iones en solución es un electrolito. Las sales son iónicas aún en estado sólido, pero cuando se disuelven o se funden, los iones se separan y adquieren libertad de movimiento. La conducción electrolítica se debe a la movilidad iónica en estado líquido. Solución: Mezcla, unión de dos o más sustancias que forman un sistema homogéneo. Solvente: Sustancia que se presenta en menor concentración en una solución. Soluto: Sustancia que se presenta en mayor cantidad en una solución. Solución Acuosa Iónica o Electrolítica: Facilitan la conducción de corriente. Ionización: Al combinarse sodio con cloro, para formar cloruro de sodio, cada átomo de sodio cede un electrón a un átomo de cloro, dando como resultado un ion sodio con carga positiva y un ion cloro con carga negativa.
Figura N° 01
En un cristal de cloruro de sodio la fuerte atracción electrostática entre iones de cargas opuestas mantiene firmemente los iones en su sitio, estableciéndose un enlace iónico. Cuando el cloruro de sodio se disuelve en agua, los iones se disocian y pueden moverse libremente.
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Cuando se disuelve cloruro de sodio en agua, los iones se disocian (por la atracción entre los iones y el disolvente), y esta disolución es un excelente conductor de la electricidad. El químico sueco Arrhenius fue el primero en descubrir que algunas sustancias en disolución se encuentran en forma de iones y no de moléculas, incluso en ausencia de una diferencia de potencial eléctrico. Cuando un electrolito se introduce en una disolución, se disocia parcialmente en iones separados, y que el grado de disociación depende de la naturaleza del electrolito y de la concentración de la disolución. Según la teoría de Arrhenius, al disolver una determinada cantidad de cloruro de sodio en un gran volumen de agua, los iones se disocian en mayor grado que si esa misma cantidad se disuelve en un volumen menor de agua. La teoría de Debye-Hückel afirma que los electrólitos están totalmente disociados en una disolución. La tendencia de los iones a emigrar y conducir la electricidad queda retardada por las atracciones electrostáticas entre los iones de cargas opuestas y entre los iones y el disolvente. A medida que aumenta la concentración de la disolución, se incrementa el efecto retardante. Así, una cantidad fija de cloruro de sodio resulta mejor conductor si se disuelve en un gran volumen de agua, al encontrarse los iones más apartados entre sí, ejerciendo una atracción menor respecto a los demás y respecto a las moléculas del disolvente. Sin embargo, los iones no tienen libertad total para emigrar. La constante dieléctrica del disolvente es otro factor importante en las propiedades de la disolución. La ionización es mayor en un disolvente como el agua, que tiene una constante dieléctrica elevada. 1.3.
ELECTRÓLISIS:
Proceso electroquímico, consiste en hacer pasar corriente continua a través de una solución de un ácido, de una base o una sal; a través de esta, se produce una descomposición química de dicha solución.
Figura N° 02
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Los polos sumergidos de entrada y salida de la corriente en un baño constituyen los electrodos. El electrodo de entrada de corriente (positivo) se denomina ánodo y el de salida (negativo) se denomina cátodo; los productos de la descomposición llamados iones, se sitúan sobre los electrodos, dirigiéndose los aniones (iones negativos) al ánodo y los cationes (iones positivos) al cátodo. Los aniones están constituidos por un grupo de átomos llamado radical y los cationes por un metal o por hidrógeno. Ejemplos de Descomposición: Ácidos
Ánodo -
Cátodo H+
Ácido Clorhídrico
Cl
Ácido Sulfúrico
SO4-
2H+
Potasa Caustica KOH
OH-
K+
Sosa Caustica NaOH
OH-
Na+
Sulfato de Cobre SO 4Cu
SO4-2
Cu++
Sulfato de Níquel SO 4Cu
SO4-2
Ni++
Cloruro de Sodio NaCl
Cl-
Na+
Bases
Sales
1.4.
CORRIENTE ELÉCTRICA Y MOVIMIENTO DE IONES:
Los iones positivos de la disolución se mueven hacia el electrodo negativo cátodo y los iones negativos hacia el positivo ánodo. Al llegar a los electrodos, los iones pueden ganar o perder electrones y transformarse en átomos neutros o moléculas. La acción de una corriente sobre un electrolito puede entenderse con un ejemplo sencillo de la figura 3. Reacciones de Electrodo: ¿Qué le sucede a un ion en movimiento cuando llega al electrodo que lo atrae?. Se considerará al cloruro de sodio fundido, un sistema qué sólo contiene dos tipos de iones y no otras partículas. Se utilizarán electrodos inertes que no reaccionan químicamente con los iones sodio y cloruro. Los iones de sodio (+) o cationes, son atraídos hacia el electrodo negativo (cátodo). El cátodo se hace negativo por la acción de un generador el cual, le bombea electrones.
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Figura N° 03 Los electrones del cátodo están en un estado de elevada energía potencial. El ion sodio tiene carga positiva, esto significa que atrae electrones y que un electrón de un átomo de sodio tendría una menor energía potencial que un electrón del cátodo. Por lo tanto los electrones del cátodo se desplazan hacia el catión, por diferencia de energía potencial. En el cátodo los iones de sodio se convierten en átomos de sodio por adición de un electrón. Este es un cambio químico y puede representarse con la siguiente ecuación:
Adviértase que este cambio químico representa una ganancia de electrones, por lo tanto el sodio se redujo y pasó a estado metálico. El cambio químicos que siempre ocurre en el cátodo es de reducción. Ahora se considerará lo que sucede en el ánodo. El ánodo es positivo ya que el generador bombea electrones fuera de él y además atrae iones cloruro (-) o aniones. En el ánodo los electrones poseen baja energía potencial. En cambio los electrones externos del ion cloruro se encuentran en un estado de potencial elevado. Cuando los iones cloruro llegan al ánodo le proporcionan electrones a este. Los electrones pasan de un estado de energía potencial elevada a uno de baja energía potencial. El cambio ocurrido en el ánodo puede representarse con otra ecuación:
Los iones cloruro pierden electrones transformándose en átomos de cloro, los cuales a su vez forman moléculas de cloro gaseoso. La reacción anódica siempre es de oxidación. Aquí se han mostrado las reacciones de oxidación y reducción por separado pues ocurren en diferentes puntos, sin embargo estos procesos no ocurren independientemente. El generador no produce electrones, sólo los transporta de un lugar a otro, así los electrones que el generador suministra al cátodo, provienen del ánodo. El proceso de reducción no puede ocurrir sin que al mismo tiempo se realice el de oxidación. La función del generador es elevar la energía potencial de los electrones del cátodo.
14
2014 - I
Estas reacciones de electrodo se llaman semireacciones, y la reacción global de la electrólisis del cloruro de sodio es:
La naturaleza de las reacciones del electrodo depende de la diferencia de potencial o voltaje aplicado. 1.5.
LEYES DE LA ELECTROLISIS (LEYES DE FARADAY):
Los siguientes conceptos son referidos a la corriente eléctrica necesarios para comprender el significado de las leyes de Faraday: 1) La cantidad de electrones (electricidad) que circulan por un conductor se mide en Coulomb. q = carga
[q] = coulomb
2) La intensidad de la corriente (caudal de electrones) expresa la cantidad de electricidad que circula por un conductor por unidad de tiempo. La intensidad de la corriente se mide en Amperes. i = q/t
q = i.t [i] = A
3) Cuando una fuente fuerza a los electrones a circular por un conductor, se presenta una resistencia al flujo de corriente y se produce una caída de potencial. La resistencia eléctrica se mide en Ohms, y la diferencia de potencial en Voltios.
[] []
(1)
Las leyes de Faraday expresan a la electrolisis de modo cuantitativo, así tenemos: 1.5.1. PRIMERA LEY DE FARADAY: La masa de un elemento depositada en un electrodo es proporcional a la cantidad de electricidad que pasa a través de la solución del electrolito o del electrolito fundido.
m = Masa eq = Equivalente electroquímico es una constante que depende del catión I= intensidad de corriente t= tiempo En la electrólisis de una solución de sulfato cúprico (CuSO 4) sucede lo siguiente:
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Figura N° 04. Electrolisis de Sulfato Cúprico
Al aplicar una diferencia de potencial a los electrodos, el ion cobre se mueve hacia el cátodo, adquiere dos electrones y se deposita en el electrodo como elemento cobre. El ion sulfato, al descargarse en el electrodo positivo, es inestable y se combina con el agua de la disolución formando ácido sulfúrico y oxígeno.
Cuando circula más corriente (más culombios) más cobre se deposita, pues más electrones han circulado permitiendo que más iones cobre (Cu ++) se conviertan en elemento cobre (Cu°). 1.5.2. SEGUNDA LEY DE FARADAY: Las masas de elementos que se depositan en los electrodos son proporcionales a los equivalentes químicos. Recordemos que el equivalente químico de un elemento es el cociente entre el peso atómico gramo de ese elemento y su valencia.
eq = Equivalente Electroquímico A= Peso atómico V= Valencia
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Para probar esta segunda ley se hace pasar la misma cantidad de electricidad a través de varias cubas con diferentes soluciones salinas, como indica la Figura N° 05. Midiendo la cantidad de plata y de cobre depositados en el cátodo se llega a la comprobación de la ley:
Figura N° 05. Plata y Cobre Depositados en el Cátodo
: Masa de la plata : Masa del cobre Equivalente electroquímico de la plata Equivalente electroquímico del cobre Así tenemos que las masas de plata y de cobre depositadas en los electrodos se hallan en relación de: 1.5.3. Número de Faraday: Para depositar el equivalente químico de cualquier elemento se necesita la misma cantidad de electricidad. La constante o número de Faraday (F) es de 96500 coulomb (96494). Por ejemplo, para depositar: 1,008 gr de H +, 107,8 gr de Ag +, 31.75 gr de Cu ++ o 63.5 gr de Cu+ son necesarios 96500 coulomb. Vale aclarar que: 96500 coulomb = carga de 6,02.1023 electrones, de lo que se deduce que la carga de un electrón es 1,6 .10-19 coulomb.
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1.5.4. Equivalente electroquímico: Se llama equivalente electroquímico ζ a la masa de un elemento depositada, durante la electrólisis, por la carga de un coulomb. ζ= Eq/F
En todos los casos, la cantidad de material que se deposita en cada electrodo al pasar la corriente por un electrolito sigue las leyes de Faraday. Todos los cambios químicos implican una reagrupación o reajuste de los electrones en las sustancias que reaccionan; por eso puede decirse que dichos cambios son de carácter eléctrico. Para producir una corriente eléctrica a partir de una reacción química, es necesario tener un oxidante, es decir, una sustancia que gane electrones fácilmente, y un reductor, es decir, una sustancia que pierda electrones fácilmente. 1.6.
LEY DE OHM:
La corriente continua es un movimiento de electrones. Cuando los electrones circulan por un conductor, encuentran una cierta dificultad al moverse. A esta "dificultad" la llamamos Resistencia eléctrica. La resistencia eléctrica de un conductor depende de tres factores que quedan recogidos en la ecuación que sigue:
(2) La resistividad depende de las características del material del que está hecho el conductor. La ley de Ohm relaciona el valor de la resistencia de un conductor con la intensidad de corriente que lo atraviesa y con la diferencia de potencial entre sus extremos. En el gráfico vemos un circuito con una resistencia y una pila. Observamos un amperímetro que nos medirá la intensidad de corriente, I. El voltaje que proporciona la pila V, expresado en voltios, esta intensidad de corriente, medido en amperios, y el valor de la resistencia en ohmios, se relacionan por la ley de Ohm, que aparece en el centro del circuito.
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2014 - I
1.7.
ECUACIÓN PARA EL AJUSTE DE DATOS:
La ecuación es de la forma:
Pendiente de la línea:
b
n xy x y n x 2 x
2
Ordenada en el origen: 2
a y b x
y x x xy
n x 2 x
2
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2014 - I PARTE EXPERIMENTAL
2.1.
2.2.
MATERIALES Y REACTIVOS: Placas de cobre 1500 ml Solución de CuSO4.5H2O 0.25M 500 ml Solución de H2SO4 0.25M EQUIPOS E INSTRUMENTOS:
Celda electroquímica Transformador de corriente eléctrica Voltímetro 01 Regla 02 Fiolas de 500 ml. 01 Fiola de 1000 ml 01 Probeta de 500 ml. 01 Balanza analítica. 01 Vaso de precipitación de 500 ml. 01 Pipeta de 20 ml.
2.3.
PREPARADO DE LAS SOLUCIONES: SOLUCIÓN “A”
CuSO4.5H2O 1000 ml
GRUPO 4 0.25 molar
“B”
500 ml CuSO4.5H2O +
0.25 molar
500 ml H2SO4
- Para la preparación de la so lución “A”, CuSO4.5H2O 0.25 molar se pesó 62.4 g de la sal de CuSO4.5H2O y se diluyo en 1000 ml de agua destilada.
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- Para la preparación de la so lución “B”, 500 ml CuSO4.5H2O + 500 ml H2SO4; 0.25 molar.
Se preparó 500 ml de CuSO 4.5H2O 0.25 molar, se pesó 31.2 g de CuSO 4.5H2O diluyendo en agua destilada
Se preparó 500 ml H2SO4 0.25 molar, se tomó 10.42 ml de H 2SO4 químicamente puro diluyendo en agua destilada.
) ( )( 2.4.
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:
Para la solución electrolítica A: o o o o o o o o
Preparar 1000ml de solución de CuSO 4.5H2O 0.25M. Verter la solución en la celda electroquímica Conectar el transformador y verificar el funcionamiento del equipo Conectar el ánodo en la placa fija de cobre Conectar el cátodo en la placa móvil de cobre Fijar la intensidad de corriente a 1.5 A Separar la placa del cátodo a 1 cm de la placa del ánodo y registrar el voltaje Registrar los voltajes a 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 y 9 cm de distancia entre placas
21
2014 - I o
Medir el área de la placa sumergida
Para la solución electrolítica B: o o o o o o o o o
2.5.
Mezclar 500ml de CuSO4.5H2O 0.25M con 500ml de H 2SO4 0.25M Verter la solución en la celda electroquímica Conectar el transformador y verificar el funcionamiento del equipo Conectar el ánodo en la placa fija de cobre Conectar el cátodo en la placa móvil de cobre Fijar la intensidad de corriente a 1.5 A Separar la placa del cátodo a 1 cm de la placa del ánodo y registrar el voltaje Registrar los voltajes a 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 y 9 cm de distancia entre placas Medir el área de la placa sumergida DATOS OBTENIDOS:
A la temperatura de 16 ºC Para la solución “A”.
CORRIDAS
INTENSIDAD DE VOLTAJE LONGITUD CORRIENTE (A)
(Voltios)
(cm)
1
1,5
3
1
2
1,5
3.5
2
3
1,5
5.5
3
4
1,5
6.5
4
5
1,5
7.5
5
6
1,5
8.5
6
7
1,5
10
7
8
1,5
11
8
9
1,5
12,3
9
22
2014 - I
Área de la placa de cobre, en contacto con la solución:
8
4
Para la solución “B”.
CORRIDAS
INTENSIDAD DE VOLTAJE LONGITUD CORRIENTE (A)
(Voltios)
(cm)
1
1,5
1.0
1
2
1,5
1.2
2
3
1,5
1.3
3
4
1,5
1.5
4
5
1,5
1.6
5
6
1,5
1.9
6
7
1,5
2.1
7
8
1,5
2.2
8
9
1,5
2.3
9
Área de la placa de cobre, en contacto con la solución:
23
2014 - I
8
4
2.6.
CALCULOS:
Para la solución “A”
Grafica Nº 01: Voltaje vs Longitud; de la solución “A”
VOLTAJE vs LONGITUD 14 12 10
) V ( E J A T L O V
8 6 4 2 0 0
2
4
6
8
10
LONGITUD (cm)
De la gráfica se tiene la ecuación:
De la ecuación:
Despejando:
24
2014 - I
Donde: = Resistividad de la solución “A”
A
m = 1.1783 I = 1,5 Amperios S = 32 cm 2 Reemplazando:
Para la solución “B”
Grafica Nº 02: Voltaje vs Longitud; de la solución “B”
VOLTAJE vs LONGITUD 2.5 2 ) V ( 1.5 E G A T L 1 O V
y = 0.17x + 0.8278 R² = 0.9877
0.5 0 0
2
4
6
8
10
LONGITUD (cm)
De la gráfica se tiene la ecuación:
De la ecuación:
25
2014 - I
Despejando:
Donde: = Resistividad de la solución “B”
B
m = 0,17 I = 1,5 Amperios S = 32 cm 2 Reemplazando:
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2014 - I DISCUSION DE RESULTADOS
Se puede observar que un sistema electroquímico a las mismas condiciones de temperatura, volumen de solución e intensidad de corriente la resistividad va tener una gran diferencia entre una solución electrolítica simple y una solución electroquímica ácida.
27
2014 - I CONCLUSIONES
Se realizó los ajustes respectivos para las rectas siendo nuestras ecuaciones las siguientes:
Para la solución “A” Para la solución “B”
El área de electrodeposición del sulfato de cobre (II) pentahidratado fue de 32 cm 2 El área de electrodeposición del sulfato de cobre (II) pentahidratado ácido fue de 32 cm2. La Resistividad del sulfato de cobre (II) pentahidratado experimental (solución A) es . La Resistividad del sulfato de cobre (II) pentahidratado ácido experimental (solución B) es .
Se demostró la Ley de Ohm al observar que las gráficas de distancia & voltaje tienen una tendencia lineal.
Para la solución “A”
VOLTAJE vs LONGITUD 14 12 10
) V ( E J A T L O V
8 6 4 2 0 0
2
4
6
8
10
LONGITUD (cm)
28
2014 - I Para la solución “B”
VOLTAJE vs LONGITUD 2.5 2 ) V ( 1.5 E G A T L 1 O V
y = 0.17x + 0.8278 R² = 0.9877
0.5 0 0
2
4
6
8
10
LONGITUD (cm)
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2014 - I RECOMENDACIONES
La celda electroquímica debe de tener una regla milimetrada en la superficie para poder observar mejor la distancia de separación entre las placas Evitar perturbaciones y movimientos de las placas al momento de tomar las mediciones del voltaje. Las dimensiones de las placas deben ser idénticas para que el área a trabajar sea uno solo y uniforme. Tratar de mantener una intensidad constante al momento de la toma de datos del voltaje, ya que al haber una gran variación en esta produce inestabilidad en las lecturas. Lavar las placas con agua destilada después de hacer las lecturas correspondientes. Usar los implementos de seguridad ya sea guardapolvo, lentes, y guantes quirúrgico
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2014 - I REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
file:///C:/Users/Genius/Downloads/CD-0109.pdf http://es.scribd.com/doc/105611414/Ley-de-Ohm http://faa.unse.edu.ar/apuntes/fcoqca/Un5CFQ1.pdf http://ocw.uv.es/ciencias/1-1/teo_conductividad_nuevo.pdf http://www.uv.es/qflab/2013_14/descargas/cuadernillos/qf1/castellano/Teoria/Cond uctividad-F.pdf http://www.sld.cu/galerias/pdf/sitios/rehabilitacionfis/la_corriente_electrica_en_medicina.pdf http://canek.uam.mx/Ecuaciones/Teoria/5.AplicacionesOrdenSuperior/ImpCircuitos .pdf http://www.itescam.edu.mx/principal/sylabus/fpdb/recursos/r56036.PDF http://www.electrolitic.edu.pe/ucci/arch/AdPrors.ppt#299,24,Diapositiva 24
JHON h. PERRY. “Manual del Ing. Químico”. Editorial Uteha
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2014 - I ANEXOS
PESAJE DEL CUSO4.5H2O EN LA BALANZA ANALITICA
CUBETA PARA DEPOSITAR LA SOLUCION
PLACAS DE COBRE
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2014 - I
1500 ML SOLUCIÓN DE CUSO4.5H2O 0.25M
CELDA ELECTROLITICA
TRANSFORMADOR DE CORRIENTE ELÉCTRICA
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