TRABAJO PRÁCTICO N

Pila de Daniell

Objetivos: •

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Armar la pila de Daniell e indicar la migración iónica y el flujo de los electrones. Medir la FEM producida

Introducción teórica:

La pila pila danie daniell ll se const construy ruyee separa separando ndo las las dos hemirr hemirrea eacio ciones nes en dos recip recipie iente ntess diferentes: en uno de ellos hay un electrodo de cobre en una disolución de sulfato de cobre (CuSO4) electrolito; electrolito ; en el otro recipiente hay una barra de zinc en una disolución de sulfato de zinc (ZnSO 4) electrolito. electrolito . Ambos electrodos metálicos están conectados por  un cable conductor por donde circula la corriente eléctrica. Los dos recipientes están unidos por el puente salino que permite que la pila no se polarice por acumulación de cargas cargas de un mismo mismo signo signo en cada cada hemic hemiceld elda. a. Las Las celda celdass galvá galváni nicas cas (pila (pilas) s) son dispositivos armados de tal forma que usando reacciones redox espontáneas, generan energía eléctrica. Los electrones que pierde el zinc se mueven a través del cable hacia el electrodo de cobre, proporcionando una corriente eléctrica. En una celda de este tipo, los iones sulfato desempeñan un importante papel. Teniendo carga negativa, estos aniones se acumulan alrededor del ánodo para mantener una carga neutra. Por el contrario, en el cátodo, los cationes cobre (II) se acumulan para mantener también la carga neutra. Estos dos procesos causan que el cobre sólido se acumule en el cátodo y que el electrodo de zinc se disuelva en la disolución. El potencial aproximado de la pila es de 1,10 voltios. voltios . a) Fuerza electromotriz de la pila (FEM): Es la diferencia entre el potencial de reducción de la especie que se reduce y el potencial de oxidacion de la especie que se oxida.  b) Puente salino: Es el contacto electrolítico, usualmente una solución salina, que separa los dos electrodos, proveyendo al mismo tiempo iones que conducen la corriente entre las mismas. c) Polaridad de la pila: En el ánodo (Zn) se produce la oxidación y es el electrodo  positivo, en el cátodo (Cu) se produce la reducción y es el electrodo negativo

-

+

Zn

ZnSO4

Cu

CuSO4

Pila de Daniell Las hemirreacciones que tienen lugar son: hemirreaciones en la pila Daniell Electrodo (signo) Proceso químico

Ánodo (-) Cátodo (+)

Semirreacción

Potencial (V)

Oxidación del Zn Zn(s) → Zn2+(aq) + 2 e- Eº=-0,76 V Reducción del Cu 2+ Cu2+(aq) + 2 e- → Cu(s) Eº=+0,34 V

En la celda de Daniell, los electrodos de cobre y de zinc están inmersos en una disolución de sulfato de cobre (II) y de sulfato de zinc, respectivamente. •

En el ánodo, el zinc se oxida por medio de la reacción siguiente:

Zn(s) → Zn2+(aq) + 2e•

En el cátodo, los iones cobre (II) se reducen por la siguiente reacción:

Cu2+(aq) + 2e- → Cu(s)

Reactivos y materiales:

Solución 1 M de ZnSO 4 Solución 1 M de CuSO 4 Solución salina Lámina de Zn Lamina de Cu Alambre de cobre Tubo de vidrio Algodón Voltímetro Procedimiento:

La pila está formada por tres elementos: - un electrodo de cobre – ion cúprico - un puente salino - un electrodo de cinc – ion cinc

Se colocan 100 cm3 de solución 1 M de CuSO4 y ZnSO4 en diferentes vasos de  precipitado, Se sumergen los electrodos Cu (cobre) y Zn (zinc) dentro de los diferentes recipientes que contienen los electrolitos CuSO 4 y ZnSO4, respectivamente,

se

introducen los electrodo y el conductor de cobre de manera que sólo el electrodo quede en contacto con la solución y que el conductor se prolongue fuera del vaso. Luego se coloca el puente salino, que se llena por medio de una pipeta con una solución salina tapando ambos extremos con un algodón conectando ambos vasos . La lámina de cinc que se usa como electrodo, se une a un trozo de alambre de cobre de 15 cm de largo que se une al electrodo de cobre y constituirá el conductor exterior.