INFORME SOBRE Electroquimica

7/24/2019 INFORME SOBRE Electroquimica

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CURSO : QUIMICA INORGANICA

TEMA : ELECTROQUIMICACARRERA : INGENIERA CIVIL.

FECHA : 14/11/15

INTEGRANTES:

JOHNNY KARON DAVILA RUIZ

JEFFERSON KEPLER LOPEZ LOPEZ

ALCIDES MOREY LINAREZ

ACILIO GATICA RODRIGUEZ

RANFOR LINARES CANCINO

TARAPOTO!PERU


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ELECTROQUMICA

Como su nombre lo indica, estudia la relacin entre la electricidad y la qumica, ya

que cuando los electrones ( e-

) viajan a travs de un conductor se genera unacorriente elctrica, y existen reacciones en las cuales hay transerencia deelectrones, siendo estas reacciones de o!ido-reducci"n (reacciones RE#O$), esdecir, los electrones son los culpables de la interaccin electricidad-qumica

!ependiendo de causa-eectoexisten dos posibilidades

"ue la causasea la electricidady el eectosea la qumica(reaccin #edox)$n tal caso el %enmeno electroqumico se llama &Celda Electroltica' y sedistingue con el smbolo

% -$l &mas grande' es % $l &menos grande' es -

$l smbolo anterior representa una uente de corriente directa(C!) con la cual sesuministra como causala electricidad requerida para que ocurra la reaccin redoxi la corriente no se suministra (esto se llama circuito abierto) la reaccin no ocurre,por lo tanto esta reaccin qumica no es es&ont'nea

"ue la causasea la qumica(reaccin redox espont*nea) y el e%ecto sea laelectricidad $n tal caso el %enmeno electroqumico se llama &Celda(al)'nicao Celda +oltaica' y se distingue con el smbolo

$l smbolo anterior representa una l'm&ara que consume la electricidad producidapor la reaccin redox i no se conecta la l*mpara u otro elemento (una resistencia,un radio, una calculadora, etc) para usar la corriente directa generada, la reaccin porser es&ont'nea de todas maneras ocurre y en ese caso genera un %enmeno que sellama &Corrosi"n' Cabe anotar que la corrosin es un problema con el cual seen%rentan los ingenieros a diario en las plantas o %actoras

bserve que el sm*olode la celda est* dado en unci"nde la electricidad comocausao como eecto

Elementos de una celda

Cu*a electroltica o reci&iente


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Lquido electroltico

ara que sea electroltico debe poseerionesositivos + % ,

yiones negativos + - ,

% - % - % - %

- % - % - % -% - % - % -

#os electrodos (varillas met*licas

conductoras de la electricidad) - % - % - % -

uno de ellos se llamanodo % - % - % - %

y el otro se llama C'todo - % - % - % -

Una cone!i"n e!ternaentre los electrodos, que contiene el smbolo de la celda. la%uente de corriente directa (si es electroltica) o la l*mpara (si es galv*nica) Comoestamos con un planteamiento general, usaremos un elemento

dis%ra/ado , esta conexin cierraexternamente el circuito, y por esto lo vamos a

llamarcircuito e!ternoen el cual siempre ocurre el %enmeno elctrico

Circuito e!terno, ocurre el %enmenoelctricocomo causao como eectoCircuito interno, ocurre el %enmeno

qumicocomo causa(si es galv*nica)o como eecto(si es electroltica)

% % - -

% % - -% % - -

Internamente, en el lquido electroltico, donde est* siempre presente el %enmenoqumico, el circuito se cierracuando los iones mi.ranen direcciones opuestas comocausa (en %orma espont*nea) si es celda .al)'nica o como eecto si es celdaelectroltica

Metodolo.a de tra*a/o+amos a trabajar ala*ticamente &rimero lo &rimero0 siem&re &rimero (otroaccidente de A1Cpara aprender asociando)

$lectrodos hay dos, 0nodo y c*todo, primero nodoignos hay dos, 1*s y menos primero M*sCircuitos hay dos, 2nterno y externo primero Externo#eacciones hay dos, oxidacin y reduccin primero Oxidacin


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3os anteriores &primerazos' los podemos ordenar en el siguiente cuadro

$n el cuadro anterior )emosque podemos deinir(usando los primerazos) que

nodoes el electrodode signo masen el circuito e!terno

en el cual ocurre una reaccin de o!idaci"n

4 como solo son dos electrodos, el c*todo es el otroelectrodo y en l ocurre la otrareaccin, es decir la de reduccin

Cuadro resumen

causa e%ecto nombre de la celda mbolo 5 %(electricidad)

$lectricidad "umica Celda $lectroltica% -

Ala*ticamente causa esta antes que e%ecto, electricidad antes que qumica yelectroltica antes que galv*nica este accidente de A1C nos permite de%inir quecelda electroltica es aquella en la cual la Electricidad es la causa y la qumica ele%ecto y la galv*nica lo contrario- la qumica la causa y la electricidad el e%ecto-

"umica $lectricidad Celda galv*nica

Criterios es&ecicos

6odo electrodo (por causa 7 e%ecto), posee si.nos contrariosen los circuitosinterno7externo, ya que si el electrodo tiene signo m*s en el circuito externocomo causa, en el circuito interno atrae a los iones negativos y recha/a losiones positivos como e%ecto

%causa %

% - % - % - % - - - - % %% - % - % - - - - - - % %% - % - % - eecto -- - - % %% - % - % - - - - - % %

2rimero Lo &rimero$lectrodo 0nodoigno m0sCircuito $xterno#eaccin 8xidacin


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3a &olaridad de un electrodo la determina el si.noque l posea seg9n lacausa (Con esto nos evitamos aprender la polaridad de los electrodos pormemoria y por convencin)

2ara celda electroltica

% - $l electrodo de la i3quierda es el 'nodo ya queposee signo m'sen el circuito e!terno (inducidopor la %uente de corriente directa) y atraelos ionesne.ati)os(por eso se llaman aniones) y repele losiones &ositi)osque migran hacia el c'todo (poresto se llaman cationes)

causa%-e%ecto

4nodo+%, % - c*todo

3a &olaridaddel 'nodoes &ositi)aporque es elsi.no que l posee en el circuito e!terno,donde est* la causa

causa- - e%ecto % %- - % %- - - % %

2ara celda .al)'nica5

$n este caso, que es una celda galv*nica, como elcircuito est* abierto ( ) 'nada' ocurre, perocuando se cierra el circuito los ionesespont*neamente mi.ran hacia lados opuestos+causa, +amos a asumir que los positivos migranhacia la derecha, (&uede ser al contrario)

e%ecto%-causa

nodo +-, % - c*todo Como eecto, en cada electrodo, se induceen el

circuito externo el signo contrario +emos que elelectrodo de la i3quierdaposee si.no m'sen el

circuito e!ternoy por & primera/os es el 'nodoysu polaridad es ne.ati)aporque es' el si.noquel posee seg9n la causa', y el c*todo es el otroelectrodo

e%ecto- - causa % %

- - % %- - - % %

8bserve que siempre el ion que migra al 'nodoes el ne.ati)oy por esto los ionesne.ati)oslos llaman aniones, de igual manera los cationesson los iones &ositi)osporque ellos son los que migran al c'todo

Reacciones$n Celdas Electrolticas, como la qumica es el eecto, ocurre una y solo una detres reacciones posibles


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3a del electrodo, si el electrodo es inerte, esto se indica usando electrodos de&latino s"lido( t(s)), no se plantea

3a del i"n que rodea el electrodo, si el in es nitrato (:8; -), o sul%ato (8=8(? ) < e -@ @@ A8=( g )3a reaccin de reducci"ndel agua, se plantea despus, en el c'todoes

=>=8(? )@ =e- =8>- @ A>=( g ):86B ara que no corra el riesgo de &a&render de memoria& estas reacciones, elan*lisis conceptual de ellas es el siguienteara hacer la reaccin de o!idaci"n del a.ua, el reactivo es >=8 y aparecen loselectrones en los productos, ya que o!idar es &erder electrones, as

>=8(?) e 7

Como hay que anularlas cargas negativas de los electrones, esto se logra con losiones 6 %, as

>=8(? ) e -@ >@

Como hay transerencia de electrones, uno de los elementos (el hidrgeno o eloxgeno) se tiene que &sacriicar&, es decir cambiar su n9mero de oxidacin, como elhidrgeno es @A en reactivos y en productos, entonces el oxgeno se &sacri%ica'cam*iando su estado de o!idaci"nde 78 a 9y por eso se obtiene 8=( g ) y queda la

semirreaccin para balancear por tanteo

>=8(? ) e -@ >@@ 8=( g )3a otra reacci"n del a.ua ( la de reduccin ) .ana electrones, y las cargas sebalancean con el otroin ( el 8> -) y se sacri%ica el otroelemento ( el hidrgeno ), ypor eso se produce >= ( g ), y queda la semirreacin de reduccin del agua parabalancear por tanteo>=8(? )@ e- 8>- @ >=( g )

En celdas .al)'nicas, como la qumica es la causano es necesario plantear variasreacciones, solo se plantea la de o!idaci"n especi%icada en el 'nodo y la dereducci"n especi%icada en el c'todoy se balancean por el mtodo de reaccionesmedias o de i"n electr"n

:86B eg9n lo anterior es indispensable dominar el *alanceo &or i"n electr"n, esconveniente que replantee sus conocimientos de este tema en el captulo


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$n estas celdas se cumple la ley de ;araday( enunciada en A;= ), que establece &$l n9mero de equi)alente .ramode sustancia (sust) que se trans%orman en cadaelectrodo (puede ser reactivo o producto) es numricamente i.uala la carga elctricasuministrada, medida en aradios&

$l %actor asociado a la ley de araday es A eq-gr de sustA %aradio

A aradioes la carga electrica del n:mero de a)o.adro de electrones, y esta valeaproximadamente DEF coulombios ( realmente son DE


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El n:mero de electrones transeridosestan dados por los electrones &erdidosenla semi-reaccin de o!idaci"n o el n9mero de electrones .anados en la semi-reaccin de reducci"n y determinados por el mtodo de balanceo de reaccionesmedias o de i"n electr"n

#ecuerde (normas de lectura captulo estequiometra) que si se quieren calcular losgramos de la sustancia es indispensable el %actor del peso molecular de la sustancia

1Ique es1Igr sustA mol sust

Como la sustancia puede ser un gas, tambin es posible determinar el volumenproducido de la sustancia gaseosa a ciertas condiciones, si se quiere a condicionesnormales, de antemano existe el %actor de &volumen molar normal &

(captulo, gases) que es==< lt sust (g)A mol sust (g)

i las condiciones no son = atmosera y 8>


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0nodo(s) sustancias andicas sustancias catdicas C*todo(s)

Con esta in%ormacin se plantea

por ion electr"n la reaccin deo!idaci"n (de nuevo lo primerosiempre primero *nodo yoxidacion)

$sto simboli/a unelemento que

separa el *nododel c*todo que&o*li.a' a los e-amigrar por elcircuito externo,se llama puentesalino

Con esta in%ormacin se plantea

por ion electr"n la reaccin dereducci"n

$l elemento externo que separa el *nodo del c*todo se conoce como &uente salino, yes una solucin acuosa saturada de la sal MCl, tambin pude ser una membrana semipermeable, para e%ectos pr*cticos se puede usar una lo/a cer*mica sin esmaltar, quees porosa i este medio semipermeable se deteriora, los e - migran del *nodo al

c*todo por el circuito interno ( &nadan') pero no se produce corriente elctrica, en estecaso se dice que la celda est* &en corto'

$l e%ecto es una uer3a electromotri3(%em) o )olta/eo &otencial, simboli/ado con laletra griega epsilon

A2LICACIODE #E CEL#A (ALFDICA

3as mas conocidas celdas comerciales on

=La &ila seca o &ila LeclancG

$s un recipiente de Ninc que hace la %uncin de *nodo y contiene una pasta h9medade cloruro de amonio y cloruro de Ninc en la cual est* como c*todo un electrodo decarbono rodeado de xido de manganeso, las reacciones pueden ser

Bnodo NnNn =@ @ =e-

C*todo =1n8=@ =:>=8 @ =:>;

$sta celda genera entre A=F y AF voltios, domsticamente se conoce como &pila' y seencuentra en varias presentaciones seg9n el tamaLo tipo BB, tipo BBB, tipo C, etc

8 1atera o acumulador de &lomo, de amplio uso en vehculos

$l *nodo est* %ormado por placas de plomo llenas con plomo gris esponjoso y elc*todo est* constituido tambin por placas de plomo llenas con xido plumbico, elelectrlito es >=8


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voltios, y se construyen en serie de ; o E celdas para %abricar acumuladores quesuministran E A= voltios

-Cd(8>)=@ =e-

C*todo :i8=(s)@ =>=8 @ =e-:i(8>)=@ =8>-

ALGUNOS MATERIALES DE LABORATORIO

.

E" #$%&'# ()$ #" "*+,-) #0("&) ()$ )"%) # 0-$(

E" 23&$')3&)3 # ()33-#$2#


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E" 2,) # ()3#

Alambre de cobre


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O'#3%&)' "& "&(& # 0-$( +,# 6& #'27 #$ #" #$%&'# ',8#2&) )3 #" ()$#(2)3()()3-")

2ROCE#IMIEDTO #E LA E$2ERIMEDTACIHD

3a pr*ctica consisti en hacer un recubrimiento de /inc met*lico a un pequeLo tubode cobre que el pro%esor proporcion, antes de todo lij el tubo para su mejoradherencia del recubrimiento 6omamos un recipiente de pl*stico y al lado i/quierdo

colocamos el elemento /inc, donde se encontrar* ubicado el *nodo que ser* elpositivo, en la derecha se colocar* el tubo que se baLar* en el lquido del recipiente,por lo tanto a este se le conocer* como c*todo y ser* el negativo lo se invierte lapolaridad para desengrasar el objeto a recubrir (tubo de cobre) Conectamos lacorriente a ; voltios !C (esto se logra utili/ando un trans%ormador de corriente queeste estar* conectado a == voltios siendo esta corriente alterna de E ciclos, y susalida del trans%ormador ser* corriente continua de ; voltios)

iguiendo los pasos anteriores, procedimos a sumergir el tubo de bronce en el lquidome/clado con polvo de /inc, se reali/ el experimento logrando as el baLo derecubrimiento de /inc al tubo de cobre con xito, quedando as el tubo de cobre (coloramarillo roji/o) a color plateado

!espus cada grupo reali/o su propio experimento con unos peda/os de alambres decobre proporcionado por el docente y haciendo manualmente la %orma de un resorte,adem*s de seguir con los procedimientos ya aprendidos lo recubrimos de /inc conxito 3uego retiramos la capa con que recubrimos, esto lo hicimos intercambiando lapolaridad

$ntendiendo ya a pro%undidad podemos decir que el hidrxido de /inc es el /inc esta@= porque es soluble en agua $ntonces el Nn@=ya en el agua por el *nodo se va y sepega con el c*todo que en este caso es el tubo de cobre producindose as lametali/acin mediante el baLo electroltico ocurriendo la reaccin Nn@= @ =-e 5 Nn


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ANEXOS.


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