INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA INGENIERIA QUIMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIV EXTRACTIVAS AS
Laboratorio de de Electroquímica Electroquímica
PRÁCTICA 2 “Leyes de Faraday”
Grupo: 3IM74 Alumnos:
PRÁCTICA 2 “Leyes de faraday” RESUMEN En la electrolisis no basta con conocer cuales sustancias se han producido, también es necesario e indispensable cuantifcarlas. Un método a escala laboratorio que cumple con ese propósito es el coulombimétrico y se hace uso de un dispositivo llamado coulombímetro que ha sido diseñado, especialmente, para acilitar la determinación de las masas de productos primarios ormados en sus electrodos. En esta práctica, se monta un sistema construido por de ellos, uno de peso, uno de volumen y uno de titulación, con el propósito de contrastar, la cantidad teórica esperada aplicando las !eyes de "araday, contra la obtenida e#perimentalmente en cada dispositivo $efciencia aradaica%.
OBJETIVO •
&uantifcar las masas que se producen por electrolisis en los electrodos de los coulombímetros, de peso, de volumen y de titulación, aplicando las leyes de "araday, determinando lo efciencia en cada caso
INTRODUCCIÓN E!E&'()!*+*+ Es un proceso que tiene lu-ar cuando se aplica una dierencia de potencial entre dos electrodos y se realia una reacción redo#. !a dierencia de potencial aplicada a los electrodos depende del electrolito y del material que constituye los electrodos. !as pilas que producen corriente eléctrica se denominan pilas voltaicas mientras que las pilas que consumen corriente eléctrica se denominan pilas electrolíticas. En al-unas electrólisis, si el valor de la dierencia de potencial aplicada es tan sólo li-eramente mayor que el calculado teóricamente, la reacción es lenta o no se produce, por lo que resulta necesario aumentar el potencial aplicado. Este enómeno se da cuando en al-uno de los electrodos se produce al-/n desprendimiento de -as. El potencial añadido en e#ceso se denomina potencial de sobretensión.
!a cantidad de producto que se orma durante una electrólisis depende de • •
!a cantidad de electricidad que circula a través de la pila electrolítica. 0e la masa equivalente de la sustancia que orma el electrolito.
!a cantidad de electricidad que circula por una celda electrolítica puede determinarse hallando el producto de la intensidad de la corriente, e#presada en amperios por el tiempo transcurrido, e#presado en se-undos. Es decir, 1 $culombios% 2 *3t. 'ras eectuar m/ltiples determinaciones, "araday enunció las dos leyes que ri-en la electrólisis y que son Primera Ley de Faraday: !a masa depositada por electrólisis es directamente proporcional a la cantidad de electricidad que ha circulado.
Seg!da Ley de Faraday: +i varias celdas electrolíticas conectadas en serie y provistas de electrodos inertes son atravesadas por la misma cantidad de corriente eléctrica, las cantidades de sustancia depositadas en cada electrodo son proporcionales a los equivalentes4-ramo de las sustancias depositadas. +e denomina equivalente electroquímico de una sustancia a la masa en -ramos de duicha sustancia depositada por el paso de un culombio. 0e acuerdo con esta defnición podemos escribir
m"P I # $%&'()) !*
0onde • • • • •
m masa en -ramos que se han depositado P peso atómico del elemento ! n/mero de electrones intercambiados I intensidad de la corriente en amperios # tiempo en se-undos
5677 es el actor de equivalencia entre el "araday y el &ulombio. 8 "2 95677 & N+mer, de Faraday: :ara depositar el equivalente químico de cualquier elemento se necesita la misma cantidad de electricidad. La constante o número de Faraday (F) es de 96500 coulomb (96494) . E-i.a/e!#e e/e0#r,-1mi0, +e llama equivalente electroquímico ; a la masa de un elemento depositada, durante la electrólisis, por la car-a de un coulomb. " E-$F En todos los casos, la cantidad de material que se deposita en cada electrodo al pasar la corriente por un electrólito si-ue las leyes de "araday. &oulombímetro es un dispositivo de química electro analítico electrónico que se utilian para determinar la cantidad de material transormada $en culombios%
DESARROLLO E3PERIMENTAL
PROTOCOLO NO4 5 6COLUMBIOMETRO DE PESO7
!*<=( !>+ '(E+ E!E&'(>0>+ 0E &>?(E. !=@=(!>+ &>A =BU= 0E+'*!=0=. :>+'E(*>(CEA'E !=@=(+E &>A =!&>D>!. +E&=( :E+=( &=0= UA> 0E E!!>+
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PROTOCOLO NO4 2 6COLUMBIOMETRO DE VOLUMEN7
.@E('E( EA E! &(*+'=!*F=0>( != +>!U&*>A 0E Aa>D G &>!>&=( 0EA'(> 0E E! E! &>!UC?*>CE'(> 0E @>!
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PROTOCOLO NO4 8 6COLUMBIOMETRO DE TITULACIÓN7
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PROTOCOLOS 9A CONECTADOS LISTOS PARA LLEVAR ACABO LA E3PERIMENTACION
E3PERIMENTAC IÓN
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9. =A>'=( E! @>!UCEA 0E '*>+U!"='> 0E +>0*> B=+'=0>.
RESULTADOS
&oulombímetro de peso Aomenclatura C2
*2
t2
n2
2
12
n2
&oulombímetro de volumen
v2 2
:2
'2
t2
n2
*2
12 2
2
2
n2
&oulombímetro de titulación Aomenclatura 2 n2
@2
A82
2
t2
*2
n2
CALCULOS:
CUESTIONARIO:
OBSERVACIONES:
CONCLUSIONES:
BIBLIORAFIA: (equeiMo, 0. y (equeiMo =. $J77J%. 1uímica. Editorial ?iosera. *raábal =. y de *raábal &. $+N=%. 1uímica. Ediciones &>4?>. Cahan. 1uímica. $89KK%. "ondo Educativo *nteramericano.
