I NSTITUT UTO POL OLI TECNI CO NACI CI ONAL
UNI DAD PROF OFECI ONAL I NTERDI CI PLI NARI ADEI NGENI ERI AYCI ENCI AS SOCI ALESYADMI NI STRATI VAS
PRA RACTICA No:7 NOM OMBRE DELAPRÁCTI CA: ELECTROQUI MI CA
MI CAI NDUSTRI AL( EXPERI MENTAL) MATERI RI A:QUI
ALUMNO:
GOMEZP ELCASTRE J ORGELUI S
SECUEN ENCI CI A:
2IV33 EQU QUIPO DELABOR ORATOR ORI O:
2
RADO MARI ADOLORES PROFA:NAVATI
Practica No. 7 ELECTROQUI MI CA
OBJETIVO:
1) El alumno identificara los componentes de celdas electroquímicas, galvánicas y electrolíticas. 2) El alumno determinara el potencial estándar de celdas formadas por diferentes pares metálicos. ) El alumno determinara la masa de co!re depositado en una celda electrolítica.
INTRODUCCION TEORICA.
E"E#$%&'(*#+. Electroquímica es una rama de la química que estudia la transformacin entre la energía el-ctrica y la energía química. En otras pala!ras, las reacciones químicas que se dan en la interface de un conductor el-ctrico llamado electrodo, que puede ser un metal o un semiconductor ) y un conductor inico el electrolito) pudiendo ser una disolucin y en algunos casos especiales, un slido. /i una reaccin química es conducida mediante una diferencia de potencial aplicada e0ternamente, se ace referencia a una electrlisis. En cam!io, si la caída de potencial el-ctrico es creada como consecuencia de la reaccin química, se conoce como un acumulador de energía el-ctrica, tam!i-n llamado !atería o celda galvánica. "as reacciones químicas donde se produce una transferencia de electrones entre mol-culas se conocen como reacciones redo0, y su importancia en la electroquímica es vital, pues mediante este tipo de reacciones se llevan a ca!o los procesos que generan electricidad o en caso contrario, son producidos como consecuencia de ella. En general, la electroquímica se encarga de estudiar las situaciones donde se dan reacciones de o0idacin y reduccin encontrándose separadas, físicamente o temporalmente, se encuentran en un entorno conectado a un circuito el-ctrico. Esto 3ltimo es motivo de estudio de la química analítica, en una su!disciplina conocida como análisis potenciom-trico.
#E"4+/ E"E#$%&'(*#+/. "a #elda Electroquímica es el dispositivo utili5ado para la descomposicin mediante corriente el-ctrica de sustancias ioni5adas denominadas electrolitos o para la produccin de electricidad. $am!i-n se conoce como celda galvánica o voltaica, en onor de los científicos "uigi 6alvani y +lessandro olta, quienes fa!ricaron las primeras de este tipo a fines del /. 8. 1 "as celdas electroquímicas tienen dos electrodos9 El :nodo y el #átodo. El ánodo se define como el electrodo en el que se lleva a ca!o la o0idacin y el cátodo donde se efect3a la reduccin. "os electrodos pueden ser de cualquier material que sea un conductor el-ctrico, como metales, semiconductores. $am!i-n se usa muco el grafito de!ido a su conductividad y a su !a;o costo. Para completar el circuito el-ctrico, las disoluciones se conectan mediante un conductor por el que pasan los cationes y aniones, conocido como puente de sal o como puente salino). "os cationes disueltos se mueven acia el #átodo y los aniones acia el :nodo. "a corriente el-ctrica fluye del ánodo al cátodo por que e0iste una diferencia de potencial el-ctrico entre am!os electrolitos. Esa diferencia se mide con la ayuda de un voltímetro y es conocida como el volta;e de la celda. $am!i-n se denomina fuer5a electromotri5 fem) o !ien comopotencial de celda.1 En una celda galvánica donde el ánodo sea una !arra de
"a notacin convencional para representar las celdas electroquímicas es un diagrama de celda. En condiciones normales, para la pila de 4aniell el diagrama sería9
Este diagrama está definido por9 +N&4& ==> #+$&4& Electrodo negativo?electrolito ?? Electrolito?electrodo positivo el ? indica flu;o de electrones y el ?? significa puente salino) "a línea vertical representa el límite entre dos fases. "a do!le línea vertical representa el puente salino. Por convencin, el ánodo se escri!e primero a la i5quierda y los demás componentes aparecen en el mismo orden en que se encuentran al moverse de ánodo a cátodo.
*aterial y Equipo9
/ustancias o %eactivos
1 voltímetro 1 fuente de poder de c.d. @ Electrodos 1 #elda frasco con tapa) 1 #ronometro 1 Aalan5a electrnica 1 Potencimetro pB metro de campo) 1 idrio de relo; 1 $ermometro 2 #a!les y caimanes para cone0in 2 6uantes deseca!les de polietileno Papel secante y li;a de esmeril.
/olucin electrolito de B2/&@ al 1CD v /olucin electrolítica de #u/&@ 1* +cetona o etanol +gua destilada detergente
DESARROLLO EXPERIMENTAL: d-ntico al manual. #onsultar pagina =@
F&$&/ 4E +P&G& +" 4E/+%%&""& E8PE%*EN$+".
DATOS EXPERIMENTALES
$+A"+ No. 1 #E"4+/ E"E#$%&'(*#+/.
#elda 1 2
:nodo
#átodo
Bierro +luminio +luminio
#o!re #o!re Bierro
$emperatura de la solucin9 22K#
olta;e terico calculado) C.777 1.HHI7 1.222
olta;e leído e0perimental) C.@@C v C.J7C v C.12C v
pB de la solucin9 C
$+A"+ No. 2 E"E#$%&"//.
*asa inicial *asa final de de co!re #u) co!re #u) 21.@ g 21.2 g
*asa inicial de ierro Fe) 1J.@ g
$emperatura de la solucin9 1IK# $emperatura final9 2C K#
*asa final de ierro Fe) 1J.H g
$iempo CC s
ntensidad de corriente 1+ pB de la solucin9 1 pB final9
CALCULOS 1. olta;e terico esperado con cada uno de los pares de metales insertados en la solucin electrolito de acido sulf3rico
EKceldaLEKanodo = EKcatodo a) Bierro M #o!re EKceldaLC.@@v M =C.7) L C.777 !) +luminio M #o!re EKceldaL 1.2 M =C.7) L 1.HHI7 c) +luminio M Bierro EKceldaL 1.2 M C.@@ L 1.222 2. #alculo de la masa de co!re que tericamente se espera o!tener, depositado en la placa de ierro en el e0perimento NK 2 m = (eeq)(i)(t)
eeq = Peq / 96500 C
Peq = PM / valencia
Peq L 1JH.J@ g?mol) ? 2 eq=g?mol) L 1.77 g ? eq=g) eeq L 7H.77 g ? eq=g) ? HJCC # L I.2 01C=@ g?#) m L I.2 01C=@ g?#) 1 + CC s L 0.2479 g
. Eficiencia del proceso de electrolisis ɳ LOmasa real o!tenida de #u) ? masa terica esperada) 0 1CC ɳ LOC.2 g) ? C.2@7H g) 0 1CC L IC.77 D
CUESTIONARIO 1) Q#mo resultaron los volta;es leídos e0perimentalmente, con respecto a los tericamente esperados en cada una de las celdas electroquímicasR
"os volta;es o!tenidos e0perimentalmente fueron muy le;anos a los tericos, ya que fueron muco menores, esto pudo a!er ocurrido porque no se midi e0actamente las cantidades que de!en ser, las condiciones climatolgicas e incluso errores umanos. 2) #alcule el volta;e que se podría o!tener con una celda construida por9 a) "i y +u EKceldaL .C@J) M =1.J) L @.J@Jv !) *g y +l EKceldaL 2.7) M 1.2) L C.7CI ) Q'u- reaccin se lleva a ca!o en el ánodo de la celda electrolítica durante el proceso de electrolisisR /e lleva a ca!o la o0idacin #uKs) =============#u
2S
S 2e
@) #alcule la cantidad de cromo a partir de una solucin de iones #rS que puede depositarse so!re un llavero al paso de una corriente de JCC m+ durante C minutos si la eficiencia del proceso es del HJ D. "a masa inicial del llavero es de
[email protected] g Q#uál será su masa final despu-s de cromarloR Formulas a ocupar9 m = (eeq)(i)(t)
eeq = Peq / 96500 C ɳ=[(masa
Peq = PM / valencia
real obtenida ) / (masa teórica esperada) ! "00
4esarrollo matemático9 Peq L J2 g?mol) ? eq=g?mol) L 17.g ? eq=g) eeq L 17.g ? eq=g) ? HJCC # L 1.7H201C=@g?#) m L 1.7H201C=@ g?#) C.J + CC s L C.2 g mtotal L minicial S mteorica L
[email protected] g S C.2 g L 54.4933 g
CONCLUSION.
ɳ=
95%
En la reali5acin de la práctica aprendimos a o!servar la electrolisis y la funcin de celdas electroquímicas, la importancia de la utili5acin de la ioni5acin en la vida cotidiana industrialmente a!lando) ya que se utili5a en la ;oyería con el recu!rimiento de metales más fuertes adiriendo partículas de otro metal, al antes mencionado mediante la separacin de soluciones electrolíticas y con ayuda de corriente. G aprendimos a calcular cual es la masa de co!re formado o e0istente en un fenmeno electrolítico.
BIBLIOGRAFIA
'uímica 6eneral E0perimental. 6eorge 6. Bess, Edit. #.E.#./.+ 1T ed., &ctu!re 1H7. *-0ico
*anual de la!oratorio '(*#+ N4(/$%+" PN. !!":##$%.&'('"$)'*.+,g#&'('#E-$!,+/1C31AD'*
